无机纳米涂料

南京理工大学课程论文纳米涂料的研究与发展课程：化工工艺学教师：朱广军姓名：聂钦龙学号：0603290136专业：化学工程与工艺纳米涂料的研究与发展纳米科技是在20世纪80年代末90年代初逐步发展起来的前沿、交叉性新兴科学，其迅猛发展将成为21世纪科学技术发展的主流。

它不仅是信息技术、生物技术等新兴领域发展的推动力，而且因其具有独特的物理、化学、生物特性，为涂料的发展提供了新的机遇。

纳米涂料一般由纳米材料与有机涂料复合而成，更严格地讲应称作纳米复合涂料。

纳米复合涂料必须满足两个条件：一是至少有一种材料的尺度在1～100 nm 之间，二是纳米相使涂料性能得到显著提高或增加了新功能，二者缺一不可。

广义上讲，纳米涂层材料包括两种：金属纳米涂层材料和无机纳米涂层材料。

金属纳米涂层材料主要是指材料中含有纳米晶相，无机纳米涂层材料则是由纳米粒子之间的熔融、烧结复合而得。

通常所说的纳米涂料均为有机纳米复合涂料。

目前，用于涂料的纳米粒子主要是某些金属氧化物(如TiO 、Fe O 、ZnO等)、纳米金属粉末(如纳米C0、Ti、Cr、Nd、Mo等)、无机盐类(如CaCO )和层状硅酸盐。

1 纳米涂料的制备技术纳米涂料的制备方法可分为四种：(1)溶胶凝胶法，由纳米粒子在单体或树脂溶液中的原位生成；(2)原位聚合法，指纳米粒子直接分散在单体中，聚合后生成纳米涂料；(3)共混法，指纳米粒子和树脂溶液或乳液的共混复合；(4)插层法，通过单体或聚合物溶液进入无机纳米层间，制得纳米涂料，但这种方法只适合蒙脱土一类的层状无机材料。

在纳米复合涂料的开发研究中还有很多问题急待解决，其中最关键的问题是如何保证纳米粒子在涂料中有效稳定的分散。

纳米涂料中的纳米粒子如果分散不好，不仅达不到预期目的，还有可能破坏涂料的稳定性。

目前，分散纳米粒子的方法有电，化学方法、化学分散法和物理分散法。

(1)电化学方法由于纳米粒子表面存在等电点，通过调节pH值使之与等电点时的pH值相差最大时，可增大纳米粒子分散的稳定性，但该法仅适用于纳米粒子在水中的分散。

制备方法（1）将基料中的改性聚乙烯醇与适量的65～70℃的水在搅拌釜中充分溶解后，再将纳米氧化锌、三氧化二铝分别加入，充分搅拌均匀，即为基料。

（2）在常温下把制作好的基料加入搅拌罐中，将硫酸铝加入4倍的水溶解后加入基料中，再加入纳米二氧化钛、氧化镍，进行充分搅拌。

（3）再将增稠剂加入20倍的水溶解后加入基料中充分搅拌。

（4）再加入固化剂充分搅拌，最后再加入重质碳酸钙、滑石粉、轻质碳酸钙搅拌，或在砂磨机中分散研磨，最终细度≤5um，成为膏状后为成品。

（5）将成品用塑料桶密封包装，或用塑料袋外加编织袋包装后，用纸箱装入打包入库。

纳米氧化锌、二氧化钛在加入配方之前需进行良好的分散性和相容性处理。

原料配比抗菌保健纳米生态涂料，是由基料、填料、助剂、分散剂、固化剂等组成。

基料中包括纳米抗菌剂（银丽子、锌离子、铜离子氧化物成分组成），其特征在于含有远红外氧化铝、氧化锌及氧化钙成分。

助剂和固化剂中加有光催化物二氧化钛或氧化锌，以及活性稀土（需含La、Ce、Nd）成分，所述的固化剂包括钠基膨润土、OK粉、钾明矾。

各组分质量份配比范围如下。

基料：改性聚乙烯醇15～35、纳米氧化锌0～1.8、三氧化二铝0.2～0.42；填料：滑石粉4～6、重质碳酸钙10～20、轻质碳酸钙4～8；助剂：硫酸铝0.01～0.03；固化剂：钠基膨润土1.2～5.8、OK粉8～11、钾明矾1.2～1.8。

产品应用本品广泛用于内外墙的涂装，各种建筑家具等的装饰与装潢。

产品特性本纳米生态涂料是采用水性无基材料及纳米氧化锌、银材料的抗菌剂和具有光催化作用的二氧化钛、产生红外辐射的三氧化二铝，以及稀土激活作用的氧化镍组成净化空氧的多功能新型涂料。

由于在配方中采用金属氧化物纳米粒子与稀土元素的联合效应，克服了二氧化钛在可见光较微弱的状况下（而不需紫外光照）都能产生良好的杀菌、抑菌、净化空氧的作用，并产生负氧离子的保键、自洁、防污、防静电等多种功能的生态效应。

无机纳米陶瓷涂料介绍无机纳米陶瓷涂料是一种新型的涂料材料，具有许多独特的特性和优势。

它由无机纳米颗粒组成，这些颗粒具有极小的尺寸，通常在1到100纳米之间。

这种涂料可以应用于各种材料表面，如金属、玻璃、塑料等，以提供保护、装饰和功能性。

无机纳米陶瓷涂料具有出色的耐磨性和耐腐蚀性。

其颗粒具有高硬度和化学惰性，能够有效防止外界因素对材料表面的损害。

这使得涂料可以在恶劣的环境条件下长时间保持良好的性能，延长材料的使用寿命。

无机纳米陶瓷涂料具有优异的耐高温性能。

由于其无机成分的特殊性质，这种涂料可以在高温环境下工作，不会发生脱落、变色或变形。

这使得涂料可以广泛应用于高温设备和工业领域，提供额外的保护和隔热效果。

无机纳米陶瓷涂料还具有优异的抗紫外线性能。

在阳光暴晒下，许多材料会因紫外线的照射而发生老化、褪色和劣化。

而这种涂料可以有效阻挡紫外线的侵入，保护材料表面免受紫外线的损害，延缓材料的衰老过程。

除了以上的性能优势，无机纳米陶瓷涂料还具有很好的透明性和装饰性。

由于其颗粒尺寸极小，涂料形成的薄膜非常薄，几乎不会改变材料的外观和质感。

同时，涂料可以通过调整颗粒的成分和形态，使其呈现出不同的颜色和光泽，满足不同需求的装饰效果。

这种涂料还具有自洁性和防污性能。

由于其表面具有高度的光滑度和抗粘附性，涂料可以自动排除和防止污垢、灰尘和油污的附着，使材料表面保持清洁和亮丽。

这使得涂料在一些对清洁度要求高的场合，如医疗设备、食品加工设备等领域具有广泛的应用前景。

然而，无机纳米陶瓷涂料也存在一些挑战和限制。

首先，其制备工艺相对复杂，需要控制颗粒的尺寸、形态和分散性，以保证涂料的性能和稳定性。

其次，涂料的成本较高，价格相对昂贵，限制了其在一些大规模应用领域的推广。

此外，涂料的耐磨性和耐高温性能仍有进一步提高的空间，以满足更严苛的应用需求。

总的来说，无机纳米陶瓷涂料是一种具有许多独特特性和优势的新型涂料材料。

它具有耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性、抗紫外线性能、透明性、装饰性、自洁性和防污性等特点，可以在各个领域得到广泛的应用。

原料：
纳米防水涂料主要由无机硅酸盐、活性二氧化硅、专用催化剂及其他功能助剂通过纳米技术配制而成，利用硅烷偶联剂对单分散纳米Si02粒子进行表面改性,之后通过表面改性基团之间的反应进行不同尺寸粒子的组装,得到颗粒复合型微/纳结构SiO2粒子,实现了类荷叶表面分级粗糙结构的仿生构建。

制备流程和原理：
先对手机进行除尘处理，再把手机放在一个完全封闭的储机仓内，然后通过机器自动化运转制造真空高压环境，在真空无尘的环境下，将高压气体分为两部分，一部分经电阻加热后进去喷管，另一部分利用加热后的高压气体(N2,He,混合气体等)携带粉末颗粒从轴向进去喷枪，产生超音速流，使粒子以高速撞击基体表面，发生纯塑性变形，堆积聚合成涂层，经过超音波震荡，让手机内外所有与空气接触面都沾上一层纳米涂料，对电子产品进行完美封装。

涂料厚度达到纳米级(仅有头发的千分之一厚)，不会影响手机的正常使用。

经过封装后的电子产品，获得了纳米级别的粗糙度，从而模拟出荷叶疏水自洁表面，形成一透明无色之分子抗水薄膜链，使水分子无法接触被防护组件，不但防水，同时还可以抗酸碱、耐腐蚀。

亲水疏油无机纳米涂层咱们今天聊聊一个超级酷的东西——亲水疏油无机纳米涂层。

说到涂层，可能大家第一反应就是那些油漆啊，或者是防水膜啥的。

可这个亲水疏油的涂层，那可就不简单了，别看名字长得像个高深莫测的学术词，实际上它可厉害着呢。

你要是弄明白了这玩意儿，以后看啥东西都能心里有数，知道这玩意儿是不是防水防油，能不能抗脏。

先说说它的名字，"亲水"、"疏油"这俩词很有意思。

亲水就是说它喜欢水，想和水打好关系，水到它的表面就像是找到了知心朋友，亲密无间。

可"疏油"呢？就是它不喜欢油，油滴上去就像是遇到毒蛇一样，赶紧溜，连滚带爬地往外溅。

所以，用了这种涂层的物体，水能轻松地在表面停留、滑动，像是水珠在荷叶上一样，轻轻一碰就能滑走。

而油？那可就麻烦了，几乎沾不上它的表面，油污即使碰到也会迅速被排除，给你清爽的体验。

而且啊，这种涂层真的能给生活带来不少便利。

不信你看，你家的手机屏幕上是不是经常留下一些指纹啊，或者油污什么的？你说你擦不掉，擦掉了还总有些痕迹。

其实呢，正是因为那些指纹上面那点油脂，它们才会顽强地粘附在屏幕上。

你要是把这种涂层给手机屏幕喷一喷，那屏幕就像是穿上了超级防护服。

再也不用担心油污、指纹这类小毛病了，屏幕一擦就干净，简直不要太爽！其实这种涂层的原理也蛮简单的，就是利用了纳米技术，把无数个极小的粒子涂在物体表面，形成一种超细微的结构。

这些纳米粒子会让物体表面变得特别有趣，既不容易被油弄脏，也不容易被水弄湿。

就像你穿上了一套隐形的防护衣，外面的脏东西想粘上来，简直是难如登天。

这种技术也不只是用在手机屏幕上，其他像衣服、窗户、汽车玻璃这些，照样能使用。

说到这里，有没有觉得这种涂层简直是生活中的超级英雄？要是你有一瓶这种涂层的喷雾，随时随地都能变身成为生活小能手。

就拿衣服来说，尤其是那些白色衣服，大家都知道，最怕的就是一不小心弄上点油渍，几乎就变成了无法拯救的烂衣服。

纳米材料在建筑中的前沿应用随着科技的进步和人类对于环境及能源的关注度增加，纳米材料在建筑领域中展现出巨大的潜力。

纳米材料以其独特的物理、化学和机械性能，正在改变着传统建筑材料的应用方式，并为建筑行业带来了许多前沿的创新。

本文将探讨纳米材料在建筑中的前沿应用。

一、纳米涂料纳米涂料是一种以纳米材料为主要成分的涂料，常见的有纳米陶瓷涂料、纳米颗粒涂料以及纳米防水涂料等。

这些纳米涂料具有高度的透明性、耐候性和抗污性，能够极大地提高建筑物的耐久性和装饰性。

同时，纳米涂料还能够在一定程度上净化空气、减少室内污染物的含量，提高室内空气的质量，有利于人们的健康。

二、纳米保温材料传统的保温材料往往体积较大，难以满足建筑物轻质化和薄壁化的需求。

而纳米保温材料以其超强的保温性能和微小的体积成为了建筑保温领域的新宠。

纳米保温材料不仅可以在有限的空间内提供出色的保温效果，还能够防水、防潮，减少能源的消耗。

同时，相较于传统材料，纳米保温材料还具有更高的抗震性能，能够提高建筑的结构安全性。

三、纳米光触媒纳米光触媒是利用纳米材料的光催化反应作用，通过吸附、氧化和分解有害物质，达到净化空气和杀灭细菌、病毒的效果。

纳米光触媒被广泛应用于室内外空气净化、除味除尘、防雾防霾等领域。

在建筑中，纳米光触媒可以应用于外墙材料、空调设备、窗户玻璃等多个方面。

通过使用纳米光触媒材料，可以创造更加清新、健康的室内环境，提高人们的生活质量。

四、纳米玻璃纳米玻璃是一种由纳米材料制成的高强度、高透明度的建筑材料，具有出色的耐候性和抗冲击性能。

纳米玻璃可以用于制作高效节能的窗户、幕墙以及屋顶等建筑构件。

其高透明度能够提供良好的日照条件，降低室内照明的能耗。

同时，纳米玻璃还具有自洁功能，能够自动分解吸附在表面的污染物，减少清洁与维护的频率和成本。

五、纳米混凝土纳米混凝土是一种在传统混凝土中加入纳米颗粒的新型建筑材料。

通过纳米颗粒的加入，纳米混凝土的抗压强度、耐久性和防水性能均得到了显著提高。

无机纳米防腐涂料系列技术指引一、概述电镀园区的工况非常复杂，受各种各样腐蚀性介质的侵蚀状况严重，特别是电化性腐蚀、材料热胀冷缩、材料拉伸、重度腐蚀、综合工况腐蚀、材料热稳定性及耐候性等对传统防腐工艺构成无法逾越的鸿沟，使得传统三布六涂防腐工艺的耐久性、抗腐蚀性、可修复性大打折扣，建筑物基层保护的施工难度、修复频率、修复数量越发扩大，进而令到本公司以及客户投放在防腐工程方面的人力物力大大增加，最终的修复效果也很不尽人意。

所以，完全有必要采取目前较为前沿的纳米防腐技术进行防腐处理，改善防腐效果，延长防腐年限，减少防腐工程方面的投入，提高综合经济效益，保障物业安全可靠。

鉴此，依据电镀厂房、设备设施的不同工况，有针对性地配制出四种不同用途的纳米防腐涂料系列：无机纳米耐酸碱防腐涂料NM2013、无机纳米耐酸碱防腐涂料NM2015、无机纳米耐磨防腐涂料NM2016、无机纳米天花防腐涂料NM2017。

上述涂料经过两年多时间的测试和试验，它们各项性能非常优越，完全满足电镀园区复杂工况的要求，使用效果甚佳。

下面进行逐一阐述：一、无机纳米耐酸碱防腐涂料NM2013（水池、酸房、生产线重度腐蚀地面）采用刷涂无机纳米耐酸碱防腐涂料NM2013方案，涂层厚度不得少于0.6mm ，厂房首层地面及水池建议做防水、防潮处理。

具体方案为：1、防腐材料剖面：无机纳米耐酸碱防腐涂料NM20132、材料性能及相关参数无机纳米耐酸碱涂料NM2013（以下简称“涂料”）采用了特殊材料高温钝化螯合而成，涂料固化后，惰性高，耐温达到250℃，涂层高致密，材料分子不容易失去电子，涂层耐溶胀性能好。

涂料涂层可以长时间耐住强氧化性材料如浓酸溶液、强中间体、极性溶剂的氧化腐蚀，也能耐住航空煤油等油渗透腐蚀。

涂料在非极性溶剂中，如汽油、喷气燃料油等,在浓酸溶液中，如浓硝酸、浓盐酸、浓硫酸等，在醋酸丁酯、二甲苯、丁酮中低极性溶剂，在无水乙醇高极性溶液中，100℃浸泡500小时后，涂层的溶胀率都不超过5‰。