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新型建筑涂料因纳米技术而腾飞!
2022年05月31日    阅读量:6759     新闻来源:合亚嗒资讯网    |  投稿

据报告显示,全球纳米涂料市场在2020年价值107亿美元,预计到2030年将达到201亿美元,从2021年到2030年的复合年增长率为 6.7%。

新型建筑涂料因纳米技术而腾飞! 合亚嗒资讯网


纳米技术促进可持续建筑的发展


此外,建筑活动的增长以及绿色建筑和基础设施的大量采用为市场参与者提供了增长机会。因此,建筑行业的许多主要参与者正在采用纳米技术设计可持续建筑涂料在线coatingol.com。其在建筑涂料中的主要应用有:


高力学性能复合涂料

当涂料的组成中部分颗粒达到纳米级大小并分散在涂膜中时,由于比表面积增大,从而使涂料具有很大的结合力,对涂层结构的强度有一定的增强作用,提高了涂层的硬度、抗冲击性和耐磨性,减少了由于外力撞击、擦拭等造成的涂层剥离情况。同时材料中添加的纳米粒子还有效降低了涂层在干燥过程中的残余应力,从而增强了涂层在主体材料上的附着力。实验研究表明,纳米SiO2颗粒在紫外光固化涂料中可明显提高涂膜的硬度和附着力,并且经纳米材料改性后的家具表面漆、建筑表面涂料的耐磨性和耐刮伤性也有很大提高。


高光学性能复合建筑涂料

纳米材料的粒径在0.1~100nm尺度范围内,远小于可见光的波长范围。从光学上讲,纳米粒子具有较强的光透过作用,这使得合成的复合涂料也具有了较高的光通透性,对紫外线具有较强的吸附作用。一般情况下,纳米粒子的表面氢键会在剪切力消失后恢复至原来的状态,结构也迅速复原。在建筑涂料中常通过添加TiO2、SiO2等纳米粒子以提高耐候性。徐国财等人通过实验证明,将纳米SiO2掺杂到紫外光固化材料中,减弱了紫外光固化涂料吸收UV辐照的强度,从而降低了光固化涂料的固化速度,但可明显提高紫外光固化涂料的硬度和附着力。


抗老化性建筑涂料

由于纳米粒子改变了涂料的光学性能,有效提高了复合涂料的光通透性。纳米材料中的TiO2粒子既能散射又能很好的吸收紫外线,对紫外线的屏蔽能力很强,而SiO2。具有极强的紫外光反射率,对波长为400nm的紫外光反射率达到70%以上,在涂料中形成很好的紫外光屏蔽作用从而达到抗紫外老化的目的,因此TiO2 ,SiO2等纳米粒子,常常会作为抗老化剂添加到建筑涂料中。除此之外纳米CaCO3,ZnO等粒子同样也具有抗老化的功能而被广泛应用。


自洁建筑涂料

纳米粒子由于本身的粒径优势,量子尺寸效应使其的导带和价带能级为分立能级,从而导带电位更负,价带电位更正,这样纳米粒子具有更强的氧化还原能力。在光催化作用下,光生载流子通过简单的扩散就能从粒子内部迁移到粒子表面,与电子供体或受体发生氧化还原反应,从而使纳米粒子具有强的光催化活性。例如,通常情况下纳米TiO2常被用于有自洁能力要求的涂料中,纳米TiO2粒子作为自洁涂料的添加剂,可以在光催化作用下使沾污在表面上的油污发生光催化作用,变成气体或易被擦掉的物质从而达到自洁功能。


添加纳米TiO2:粒子的涂料,除了对紫外光具有较好的屏蔽作用从而具有抗老化性,具有自洁能力,对细菌、霉菌等物质有很好的抑制作用外,还具有净化空气,吸收空气中的有害气体,包括SO2,NH3,NOx;能抗紫外辐射,能增加空气中负离子浓度,有效改善环境;耐候性强,可有效解决由于天气变化对涂料产生的老化作用等优点。


使传统建筑涂料的各项指标得到了显著提高


1.应用纳米材料提高涂料的耐候性。紫外线是一种比可见光波长短的电磁波,其波长介于200~400纳米之间。紫外线的能量很高,足以破坏高分子之间的化学键,是导致涂料老化的直接原因。实验研究证明,纳米Tio2能够屏蔽日光中的紫外线。将经过处理的纳米材料用于涂料中,可有效保护涂料中的乳液分子免受紫外线的侵害,长久保持坚固耐久。同时,纳米材料还能提高涂料的漆膜硬度、贮存稳定性和触变性等,从而对涂料整体耐候性的提高产生积极的意义。


2.应用纳米材料提高涂料的保色性建筑涂料的作用之一是保护建筑物的外部免受环境的破坏,同时也要具有很强的装饰性,以此体现建筑物的美感,体现城市建筑的艺术性。因此,绚丽的色彩,多样的风格,从一个侧面反映了城市建筑的水平。这些色彩的展现,离不开的涂料的色彩核心———色浆。色浆分为有机和无机两大类。无机颜料色浆的色彩由无机矿石中提取,选用自然界中已经存在的矿石本色,具有优良的耐候性,但是色彩品种少,颜色也不丰富,不能满足人们对色彩的追求;同时由于无机颜料色浆中可能含有重金属离子,会导致环境的污染。有机颜料色浆具有丰富的色彩,广泛的用途,是外墙建筑色彩的首选产品。利用纳米材料对紫外线的屏蔽作用,在有机颜料色浆中加入光稳定剂,可有效保护色浆分子,同时不改变色浆颜色,使鲜活的色彩展现。让涂料不再只是白色一统天下,彻底改变人们对涂料的印象,充分发挥涂料的创意感。


3.应用纳米材料提高涂料的耐沾污性和防水性在自然状态下,雨水中常带有大量的尘土、酸性氧化物等有害物质,侵害建筑物表面,引起老化、退色。虽然一般的建筑涂料都是防水的,但是加入了纳米材料改性的涂料表现出强烈的“疏水性”,水在涂料表面形成小的水珠,并迅速流下。这样,水中的杂质不会沾到涂料的表面,减轻了污水对涂料的污染,从而提高了涂料的耐沾污性。


4.应用纳米材料提高涂料的耐擦洗性。耐擦洗性是涂料重要的检测项目之一,也是广大消费者比较关心的一个问题。应用了纳米材料改性的涂料,由于提高了涂膜的硬度、拉伸强度以及耐水性和耐沾污性,因此,具有很高的耐刷洗次数,可用水擦洗沾污的涂膜表面。5.应用纳米材料使涂料具有抗菌的新功能。纳米材料具有很高的光催化性能。使用经过特殊表面处理的纳米材料与纯丙树脂配置成的涂料,能够杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及白色念珠菌,24小时杀抑率为99.9%,从而净化室内空气,抗菌时间可保持5年之久。经过验证,这种抗菌涂料属于实际无毒级,因此,可以说这种新型纳米抗菌涂料是安全可靠的。在人们普遍加强对居住环境关注的今天,这种涂料的问世无疑是非常及时的。


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