氣相納米材料在塗料中應用優勢shì

塗料是一種廣泛應用於建築zhù、汽車chē、船舶bó、航空航天tiān、傢俱等衆多領域的材料liào，其性能的優劣直接影響到被塗覆物體的外觀guān、使用壽命和功能特性xìng。近年來lái，氣相法納米材料的出現爲塗料行業注入了新的發展活力lì，在賦予其優異性能的同時shí，顯著改善了塗料生產chǎn、運輸shū、存儲和施工過程中性能néng，包括塗料的物理性能néng、力學性能néng、耐候性能néng、耐腐蝕性能néng、光學性能和環保性能等děng，氣相法納米材料憑藉其精準的粒徑控制zhì、高表面活性xìng、高化學穩定性xìng、高純度dù、耐高溫和良好的分散性等特點逐步成爲塗料領域創新技術研發fā、應用場景擴展的重要原材料和功能助劑jì。

氣相法納米材料是一種直接使用氣體tǐ，或通過各種方式將物質轉變爲氣體tǐ，使之在氣態狀態下發生物理變化或者化學反應yīng，最後在冷卻過程中凝聚長大形成納米粒子zi。基本上是由氫氧火焰高溫水解反應得到dào，該方法生成的粒子具有純度高gāo、顆粒分散性好hǎo、粒徑分佈窄zhǎi、粒徑小等特點diǎn。目前市場上主流的氣相法納米材料包括kuò氣相二氧化硅guī、氣相法納米氧化鋁lǚ、氣相法納米二氧化鈦等děng。

氣相二氧化硅guī（Fumed Silica），又稱氣相法白炭黑hēi，是由滷硅烷wán（例如甲基三氯化硅guī、四氯化硅guī）在氫qīng、氧火焰中高溫水解jiě，生成二氧化硅粒子zi，然後驟冷lěng，顆粒經過聚集jí、分離lí、脫酸等後處理工藝而獲得產品pǐn，純度高達dá99.8%以上shàng。根據表面化學基團不同tóng，可分爲非處理型xíng（親水型xíng）和處理型xíng（疏水型xíng）。同時shí，氣相法納米氧化鋁lǚ、氣相法納米二氧化鈦也是用類似的方法生產chǎn。

那麼me，在塗料領域應用中zhōng，氣相法納米材料有哪些行業應用優勢呢ne？

一yī、優異的液態體系的流變及觸變性調控kòng

氣相法納米材料優異的流變控制效果guǒ，能夠有效增加塗料的粘度dù，改善其觸變性xìng，這種效果有助於塗料攪拌bàn、塗刷shuā，保證塗層的均勻性和美觀度dù，提高施工質量liàng。

在氣相二氧化硅充分分散情況下xià，在液態體系中加入剪切作用力lì，二氧化硅附聚體tǐ被打散成聚集體，形成良好的分散體tǐ。聚集體之間通過氫鍵以及範德華力的作用yòng，形成一個由二氧化硅粒子組成的剛性三維網絡luò，體系粘度增加jiā，表現出增稠性能néng。在剪切力的作用下xià，氫鍵和範德華力遭到破壞huài，體系粘度降低dī，表現出剪切變稀的特點diǎn。剪切力消除的情況下xià，網絡得以恢復fù，體系粘度增加jiā。這就是氣相二氧化硅增稠觸變原理lǐ。

在應用中zhōng，經jīng四虎影院技術人員多年研究發現xiàn，在高極性xìng、中zhōng等極性和非極性體系中，氣相二氧化硅對液態體系的流變控制效果有明顯差異yì。其中親水型氣相二氧化硅在非極性體系中增稠觸變效果表現優異yì；但當親水型氣相二氧化硅由於體系存在極性較強的基團tuán，使其分散時shí，極性基團對氣相二氧化硅表面的硅羥基基團有親和力lì，造成氣相二氧化硅大量聚集在極性基團周圍wéi，難以在整個液體體系中形成完整的三維網絡luò，出現氣相二氧化硅微粒的溶劑化作zuò用yòng, 就會使得觸變網絡的穩定性降低dī。

二èr、優異的液態體系抗流掛功能néng

當塗料在直立面和斜面施工過程中zhōng，由於重力的作用yòng，塗層會上薄下厚的現象xiàng，甚至出現流掛現象xiàng。塗料滴落不僅會造成施工過程中不必要的浪費fèi，更容易造成施工人員多次cì、重複性塗刷shuā，既增加了人力成本běn，由浪費了時間成本běn。

得益於氣相二氧化硅粒子在液體體系中形成三維網絡結構gòu，良好的觸變性可使塗料在刷子或噴槍停止作用後迅速恢復粘度dù，避免出現流掛guà、滴落現象xiàng，有效限制基體的流動dòng，防止流掛現象的發生shēng。

三sān、優異的液態體系防沉降功能néng

塗料配方各異yì，成分大相徑庭tíng，不同tóng的顏料和填料會因它們的粒徑大小和密度不同，往往在重力影響下容易發生沉降現象xiàng。

氣相二氧化硅表面存在大量硅羥基jī，這些硅羥基之間可形成氫鍵作用yòng，使氣硅粒子相互連接形成三維網狀結構gòu。同時shí，硅羥基還能與塗料基體中的極性液體或高分子材料等形成氫鍵jiàn，從而在體系中構建起氣相二氧化硅和基體之間的de “互穿網絡luò”。這種網絡結構能夠gòu “託tuō” 住塗料liào中的顏填料，阻止其下沉chén，從而有效起到防沉降的效果guǒ。

四sì、優異的液態體系耐腐蝕性能néng

石油化工儲罐guàn、集裝箱運輸shū、鋼結構平臺tái、海洋平臺tái、船舶bó、海港等設施設備由於所處環境複雜zá，極易受到化學腐蝕shí和電化學腐蝕，因此在這些領域中zhōng，重點關注的是塗料的防腐性能néng。

氣相二氧化硅可以使塗層更加緻密mì，強度更高gāo，避免出現薄塗層被攻破的情況kuàng，尤其疏水型氣相二氧化硅的加入rù，還可提高塗層的防水性xìng和耐鹽霧性，保持塗料在惡劣的海洋環境或高鹽度環境中的穩定性xìng。

五wǔ、優異的提升漆膜及塗層力學性能néng

氣相二氧化硅是一種非常優異的補強材料liào，可提高塗層的附着力和本體強度dù。氣相二氧化硅的加入rù，提高塗層緻密性和硬度dù，提升其抗刮擦性xìng，可以提高塗膜的耐磨性能néng、耐污性能néng，另外氣相二氧化硅還具有極強的紫外線吸收shōu、紅外光反射特性xìng，添加在塗料中能提高塗料的抗老化性xìng能及熱穩定性。

六liù、優異的粉末塗料抗結塊和助流動作用yòng

氣相納米材料liào（氣相二氧化硅guī、氣相法納米氧化鋁lǚ）具有超微細納米粒徑jìng，當在三維高速混合機中與粉末塗料充分分散後hòu，氣相二氧化硅能夠均勻的包裹住固體顆粒表面miàn，阻隔空氣中水分與粉末塗料顆粒的直接接觸chù，同時在表面形成chéng“滾珠效應yīng”，塗料顆粒就像安裝了車軲轆一樣yàng，自由流動性大大提高gāo。其次cì，氣相納米材料一般具有超高的比表面積jī，具有較強的吸附能力lì，可以將顆粒或粉末間隙中的油脂和水分吸收shōu，減少了粉體吸溼的可能néng，從而減緩其吸潮結塊的速度dù。

此外wài，氣相法納米氧化鋁本身帶有正電荷hé，可改善粉末的摩擦帶電性xìng，提高粉末上粉率lǜ, 降低粉末回收率lǜ, 提升了粉末的利用率lǜ。