纳米氧化锌在涂料中的应用分析

在涂料应用中,纳米氧化锌的紫外屏蔽性能是其中最大的开发点之一。以往常用的抗紫外剂多为有机化合物,如二甲苯酮类、水杨酸类等。其缺点是屏蔽紫外线的波段较短,有效作用时间不长,易对人体产生化学性过敏,存在有不同程度的毒性。

纳米氧化锌无毒、无味,不分解、不变质、热稳定性好,本身为白色,其作为白色颜料添加在涂料中可以根据不同对象加以着色,价格便宜。ZnO的粉体对太阳光具有很高的反射系数,它一般可作为空间飞行器外表面热控涂层的色素。

在高空环境中真空度大,没有空气导热,控制空间飞行器的温度最有效的方法就是依靠其表面热控涂层对太阳光的吸收和对热发射的比率来被动调节。热控涂层的光学性能(太阳光吸收和红外发射) 决定了其传热量,飞行器的温度控制稳定性则取决于涂层的光学性能的稳定性。暴露在空间环境中的材料,将遭受到比地面上更为强烈的紫外辐射,也就更容易引起材料的老化;又由于没有气氛的修复作用,这种老化将变得更为严重。

因此,紫外辐照引起的涂层光学性能降解将缩短飞行器的使用寿命。空间飞行器的热控涂层一般是由白色的色素与适当的有机或无机粘结剂混合组成。ZnO 涂层是目前研究过的众多涂层中最为稳定的涂料型涂层。但是,普通的ZnO 色素在真空紫外辐照前自由电子的浓度低,在近红外区不吸收,真空紫外辐照后产生大量的自由电子,自由电子与电离杂质作用吸收红外光子,也会发生降解,使涂层光学性能退化。而纳米级的ZnO 粒子则具有屏蔽紫外线、吸收红外线的作用,可代替普通ZnO 用于热控涂层,起到延长飞行器使用寿命的目的。

纳米氧化锌还有“随角度变色”的光学特性,即随着观察者视线角度的变化,它的颜色也随之变化。国外的汽车涂料专家将纳米氧化锌用于汽车涂料中的面料,生产出“变色龙”汽车。这种汽车在运动的过程中,会给观察者以变幻不同的艳丽色彩感。汽车面料的用量十分巨大,纳米氧化锌在这方面的市场前景有一定的乐观性。

在涂料中添加纳米氧化锌能大大提高产品的遮盖力和着色力,比间接法生产的特级品氧化锌用量少1/3左右,还可以大幅度提高涂料的各项指标。

纳米氧化锌掺杂铝、银、铅、氧化铝、氧化镁、氧化镍等,掺杂的量从百万分之几到百分之几不等,使其具有协同杀菌性、抗菌性和除臭性及其它性能,并可结合应用于熟料中或施加到物体表面经历苛刻的工艺条件和使用环境。外墙涂料中加入纳米氧化锌,其耐洗性比加入前提高10 倍,同时还具有自洁和杀菌功能。

如在水性外墙涂料(硅丙基体或纯丙基体) 中加入氧化锌纳米粒子,则不但使涂料具有紫外屏蔽作用,还能增强涂料耐老化性能、并使其具有光催化性能和疏水疏油性能,以及高韧性、高耐洗擦性、高附着力等。纳米氧化锌粒子填充涂料由于质量轻、厚度薄、颜色浅、吸波能力强,在军事领域的防伪技术中有着广阔的应用前景。同时纳米氧化锌的导电性也使涂层具有抗静电能力,提高了涂层的自洁功能。

纳米氧化锌与其它纳米材料配合用于建筑内外墙乳液涂料及其它涂料中,可使涂层具有屏蔽紫外线、吸收红外线及抗菌防霉的作用,同时还具有增稠作用,以利于颜料分散的稳定性,不会出现浮色现象,广泛用作水性涂料涂敷于道路和建筑物上。

此外,纳米氧化锌膜能有效地吸收阳光中的紫外线,如在外装饰用的彩色玻璃和涂料膜之间加上一层透明的纳米氧化锌膜,装饰玻璃就能够长期保持鲜艳色彩,不会褪色。

济源市鲁泰纳米材料有限公司是一家拥有研发生产能力为一体的高新技术企业，作为专业的氧化锌厂家，公司生产的“同力”牌纳米级高活性氧化锌系列产品，具有粒子小、活性高、比表面积大、易分散，有效锌高、重金属含量低等优点。纳米氧化锌产品广泛用于饲料添加剂、橡胶添加剂、石油脱硫剂、化肥催化剂、塑料、鞋业、涂料、印刷、油漆、食品、医药、EVA发泡片材等行业。集团将始终坚守“发展永不止步，持续创新，顾客至上，服务高效”的企业理念，愿为社会各界提供优质周到的服务，与大家携手共创双赢合作的新明天。