功能涂料又稱(chēng)特種涂料,包括環(huán)保涂料、防火涂料等,是具有防火、防水、防霉、防靜電、防污、導電、耐高溫、防海洋生物黏附、屏蔽電磁波、殺菌、示溫、自發(fā)光、吸收紅外線(xiàn)、屏蔽射線(xiàn)、防涂鴉、抗粘貼、防滑、減震、防碎裂飛濺、防噪聲、反射太陽(yáng)光、自潤滑、可分解吸收有害物質(zhì)、防結露等功能的涂料。功能涂料的最基本功能是防護,同時(shí)兼具其他特殊功能。其獨特的功能使工業(yè)產(chǎn)品和設備的性能得到拓展和發(fā)揮。功能涂料對相關(guān)產(chǎn)業(yè)的改造升級和技術(shù)的發(fā)展起著(zhù)重要的支撐和促進(jìn)作用。近年來(lái),我國對功能涂料的研究取得了一定進(jìn)展。
一、水性防火阻尼雙功能涂料
陸文卿等用玻璃化轉變溫度不同的苯丙乳液(296DS)和丙烯酸酯乳液(S400F)共混作為成膜物,加入無(wú)機填料、防火助劑和增強材料,制備出水性防火阻尼雙功能涂料。他們研究了堿式硫酸鎂晶須(MHSH)和乳液的種類(lèi)及用量對涂料防火和阻尼性能的影響。結果表明:乳液的玻璃化轉變溫度較低的話(huà),涂料的防火性能會(huì )降低,但低溫區的阻尼性能有所提高。MHSH加入后,涂料的防火和阻尼性能都有所提高。當MHSH為3%,乳液為24%時(shí),涂料的防火和阻尼性能優(yōu)勢明顯。
二、電熱除冰和加熱功能涂料
陸書(shū)葶先以石墨為主要導電介質(zhì),以水性含氟乳液為成膜物,制備出一種含氟水性電熱涂料。測試表明:當石墨質(zhì)量分數為30%時(shí),涂層中形成了良好的導電網(wǎng)絡(luò ),發(fā)熱功率達到12.24W。用20V電壓通電10min,電熱涂層的表面溫度從26.2°C上升到303.4°C,涂膜上的冰塊在63s內融化。再以石墨烯為主要導電介質(zhì),以四氟樹(shù)脂為成膜物,制備墨烯/氟樹(shù)脂復合涂料。當石墨烯質(zhì)量分數為2.0%時(shí),涂層的發(fā)熱功率達到12.65W。通入人體安全電壓時(shí),其表面溫度從29.5°C升高到142.8°C。這種具有電熱除冰和加熱雙重功能的涂料在戶(hù)外顯示屏、機場(chǎng)除冰、取暖等領(lǐng)域有很好的應用價(jià)值。
三、智能控溫功能涂料
鐘誠先通過(guò)水熱法用體積不同的反應釜制備出二氧化釩粉體,然后選擇不同的鎢源和摻雜量制備出相轉變溫度為34.1°C的二氧化釩粉體。當摻雜4%鎢酸鈉時(shí),二氧化釩粉體的降溫相轉變溫度為22°C,升溫相轉變溫度為34.1°C,達到預期效果。將球磨處理的二氧化釩粉體加入室溫的硫化硅橡膠涂料中,獲得了一種可以根據環(huán)境溫度自動(dòng)調節紅外光透過(guò)率的可逆熱色功能性涂料。
四、調濕抗菌涂料
劉發(fā)銳以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)為功能單體,與丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚,制備出陽(yáng)離子聚丙烯酸酯共聚物乳液(PDBMA);然后用BA、AA、MMA、甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)與DMC共聚,制備了環(huán)氧交聯(lián)型陽(yáng)離子丙烯酸酯乳液(PGDBMA)。分別用PGDBMA和PDBMA為成膜物,添加無(wú)機多孔顏填料后可制備出具有多孔結構的調濕抗菌涂料,適用于居室、車(chē)站、醫院、學(xué)校等公共場(chǎng)所的內墻涂料。
五、多功能凈味綠色涂料
彭伏德以軟硬丙烯酸酯單體BA、MMA、AA、苯乙烯(St)、甲基丙烯酸(MAA)、乙二酸肼和雙丙酮丙烯酰胺為主要原料,用經(jīng)修飾處理的納米無(wú)機顆粒[TiO2、有機蒙脫土(OMMT)、SiO2]混合物替代傳統有機表面活性劑,通過(guò)無(wú)皂乳液聚合法合成出具有核-殼結構,低或零VOC的凈味聚合物乳液。用該乳液配制的凈味綠色環(huán)保涂料僅需添加很少,甚至無(wú)需添加成膜助劑,即可在低溫環(huán)境下成膜,不燃、無(wú)味、無(wú)毒,VOC含量極低,涂膜具有優(yōu)異的耐水性、附著(zhù)力、抗沾污性、抗開(kāi)裂性、耐候性、防潮性、耐擦洗性和防霉防藻性。
六、沸石內墻壁材
沸石內墻壁材,一般是使用優(yōu)質(zhì)天然沸石,經(jīng)活化、改性后與無(wú)機膠凝材料復合而成,根據品質(zhì)沸石的添加量在60%-80%,甚至更高,好讓更多的國人享受到利好。
功能涂料的技術(shù)附加值高,國內外相關(guān)的科研機構都非常重視功能涂料的研發(fā)與應用。未來(lái)功能涂料的市場(chǎng)主要是新興特種領(lǐng)域和面向中高端用戶(hù)。提高已有功能涂料的性能,拓寬其應用領(lǐng)域,開(kāi)發(fā)新型特種功能涂料是功能涂料的研究方向。