金漆獎

智能塗料成發展市場空間可觀

    在現代建築市場中,塗料的應用一直備受關(guan) 注,隨著環保節能步伐的加快,智能塗料也正在成為(wei) 一股新鮮的塗料勢力,其廣泛的應用前景則會(hui) 為(wei) 塗料工業(ye) 創造出一片可觀的市場空間。

    很久以前,克魯馬努人就把動物的油脂或植物蛋白質與(yu) 幹草灰混合在一起,塗抹在岩石洞穴的內(nei) 壁上,由此誕生了史上最初的塗料雛形。直到距今60年前,我們(men) 還在用鉛白、植物油和催幹劑等合成牆麵塗料。

    在溫和的環境下,這種塗料的使用壽命可以達到3年左右。相對於(yu) 塗料的曆史而言,智能塗料是近年來提出的新概念。

    之所以提出智能概念,是相對於(yu) 傳(chuan) 統塗料而言的,傳(chuan) 統意義(yi) 上的塗料一般是指隻具有保護和裝飾性能的塗層材料,通常這些性能是單向的,也就是說這種性能不能隨周邊環境的改變而做出響應,而“智能”則恰恰反之,智能塗料可以對外部環境的變化以可控的方式進行相應的反饋,產(chan) 生自適應的特殊性能,使塗層繼續保持有效。

    從(cong) 智能塗料的研發來看,實現塗料性能的智能化可以通過三個(ge) 基礎的步驟。首先是選擇添加劑,適合的添加劑需要具有獨特性能表現,足以滿足配方中對“智能化”性能的要求;其次是對塗料樹脂基料、顏料以及原料的選擇,此類材料從(cong) 單個(ge) 性能上無法滿足塗料的基本性能,但通過配方搭配可以滿足塗料的基礎性能,包括各種力學性能和抗性等;再次是實現塗料塗層對外麵環境的性能反饋。

    目前主流的智能塗料主要有幾大類型,一類是環境反饋型,包括傳(chuan) 感塗料、熱敏和壓敏塗料等;一類是納米應用型,包括自愈合塗料、光學塗料、超導塗料等;一類是生物活性型,包括抗菌塗料、生物基塗料、光引發和生物引發塗料等;另有一類是具創新性的塗料材料,包括超級疏水塗料、自潤滑塗料和自我犧牲塗料等。

    英國紐卡斯爾大學所研發的監測橋梁等金屬結構疲勞情況的傳(chuan) 導型智能塗料,就在配方設計中加入了細微壓電材料晶體(ti) ,當這種晶體(ti) 受到拉伸和擠壓時,可產(chan) 生與(yu) 所受外力成比例的電信號,人們(men) 通過分析這些電信號,可以了解建材的疲勞程度。

    在使用中,工作人員隻要在金屬結構表麵塗覆該種塗料,再外塗一層導電塗層,當施加電壓時,塗料中的晶體(ti) 與(yu) 構件表麵形成正確的角度,金屬構件無論從(cong) 什麽(me) 方向受力時,塗料都可產(chan) 生相應的電信號,受力越大,產(chan) 生的電信號越強。

    在2010年的美國化學學會(hui) 上,科學家宣布成功研製出一種可以“感知”溫度的智能塗料。將該材料塗抹在屋頂上,不僅(jin) 可以在炎熱的夏季反射太陽光,降低高昂的電費,而且當冷空氣襲來,還能轉變角色,把太陽能運輸到屋裏,保持室內(nei) 溫度。

    在塗料製作過程中,廢棄食用油首先被液化為(wei) 一種液態聚合物,與(yu) 未經加工過的食用油不同,該聚合物不會(hui) 散發出任何味道。在溫暖天氣中,塗上智能塗料的瀝青屋頂溫度可以下降50%至80%;而在寒冷天氣中,高溫可提高80%。

    塗料的發展與(yu) 材料學,尤其是高分子材料的科學發展緊密相關(guan) 。近年來興(xing) 起的納米材料技術更加速了智能塗料的快速前進。除此之外,提倡環境友好的環保要求,也很大程度地推動了智能塗料在水性、無溶劑、高固、能量固化、粉末塗料等領域的突破。

    盡管未來塗料的發展領域不能被絕對準確地預測,但清楚的是,隨著智能技術的不斷出現和微觀技術的發展,塗料產(chan) 品的差異化,對社會(hui) 的影響,將在未來幾十年裏出現戲劇性的變化,它將幫助我們(men) 塗畫更美的未來。

責任編輯:李德勝

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