中 国 环 氧 树 脂 应 用 技 术 学 会 网   CHINA EPOXY RESINS APPLIED TECHNOLOGY INSTITUTE

设为首页 收藏本站

欢迎访问本网，竭诚为您服务。广交各界朋友，联系众多会员。提供专业信息，解决疑难课题。

专家评论

纳米材料使涂料获得新的功能

 庾  晋      周  洁      白 杉  

摘  要：其功能包括耐老化性能、光催化技术、许多重要物理和机械性能，并提出必须解决的几个问题。

关键词：纳米材料

纳米材料具有表面效应、小尺寸效应、光学效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特殊性质，可以使涂料获得新的功能。如：粒度进入纳米尺度，材料表面活性中心的增多可提高其化学催化和光催化的能力，在紫外线和氧的作用下给予涂层的自清洁能力；表面活性中心与成膜物质的官能团可发生次化学键的结合，大大增加涂层的刚性和强度，从而改进涂层的耐划伤性；高表面能的纳米材料表面经过改性可以同时获得憎水和憎油的特性，可以显著提高涂层的抗污性并可提高耐候性；某些粒径<100nm的纳米材料对α、γ射线具有吸收和散射作用，可提高涂层防辐射的能力，在内外墙涂料中可起到防氡气的作用；将纳米材料用在底漆中，可以增加底漆与基材的附着力，提高机械强度，且纳米级的颜料与底漆的强作用力及填充效果有助于改进底漆-涂层的界面结合；纳米材料在面漆中可起到表面填充和光洁作用，提高面漆的光泽，减少阻力。

耐老化性能是涂料的一项重要指标，紫外线是造成涂料老化的重要因素。纳米材料具有大颗粒所不具备的光学性能，当纳米微粒掺人母体材料时，如能达到纳米级分散，则表现为这种母体材料是透明的，可以散射紫外线。纳米Ti02、纳米Si02对紫外线

有很好的屏蔽作用，可起紫外线吸收剂的作用。涂料用纳米TiO2、纳米Si02进行改性后，耐紫外老化性能大大提高。

光催化技术在环境污染治理方面有良好的应用前景，光催化剂能使污染物在光催化作用下发生氧化还原作用，生成C02、H20及盐类物质，从而净化环境。作为光催化剂的主要有TiO2、ZnO、WO3、CdS等，而TiO2具有化学稳定性好、无毒、价格低廉等特点，

是理想的光催化剂。纳米粒子尺寸小，比表面积大，表面原子配位不全，表面活性点多，反应接触面大，催化活性高。利用纳米材料的光催化性能，可制成纳米光催化涂料。如纳米TiO2经特殊表面处理后，与纯丙树脂配制成涂料，对氮氧化物、油脂、甲醛等物质具有明显的催化降解作用，尤其对氮氧化物的降解效率可达80％。

一些纳米材料与某些树脂经过特殊的复合处理后，其表面具有一些特殊的物理化学性能，可同时存在疏水、疏油现象，这种性能应用于建筑涂料中可极大地提高涂料的耐污染性能。如果在输油管内壁采用带有防静电功能的双流涂层，则可实现石油与管壁的无接触运输。光照射可引起纳米Ti02在纳米区域形成亲水性和亲油性两相共存的二元协同纳米界面结构，如用于修饰玻璃表面和建筑材料表面，可使其具有自清洁和防雾等效果。

纳米材料表面原子数所占比例大，表面原子周围缺少相邻的原子，具有不饱和性质，在与其他组分作用时，在两个混合相之间产生很大的作用力，很大程度上对材料增韧增强。因此，纳米材料作为添加剂铺备涂料时，涂膜本身被显著地增韧增强，基材-涂层、涂层-涂层界面的附着力显著提高。如在高硬度的耐磨涂层中添加纳米材料，可进一步提高涂层的硬度和耐磨性能，同时保持较高的韧性。纳米粒子与涂料中的某些链段产生相互作用，阻碍这种链段的运动，从而提高涂料的玻璃化转变温度，使涂料的流变特性和热稳定性得到改善。纳米材料还可以改善涂层中颜料和填料的体积填充致密度，减少毛细管作用，提高涂层对腐蚀介质的屏蔽作用。经过纳米技术改性的涂层具有优异的电磁性能，利用纳米粒子涂料形成的涂层具有良好的吸波能力，能用于隐身涂层。纳米TiO2、纳米Cr2O3、纳米Fe2O3、纳米ZnO等具有半导体性质的粒子，加人到树脂中形成涂层，有很好的静电屏蔽性能；80nm的BaTiO2可作为高介电绝缘涂层，40nm的Fe3O4

能用于磁性涂层。在涂料中加人纳米材料还可制成具有阻燃、防火等功能的涂料。

目前，纳米技术在涂料改性中的应用仍处于初级阶段，许多关键问题尚有待于深入研究。欲使纳米技术在涂料工业中真正获得广泛的应用，必须解决以下几个问题。

首先必须解决纳米材料在涂料中的稳定分散问题，如果没有良好的稳定分散，它在涂料中就会失去应有的作用。纳米粒子比表面积和表面张力都很大，容易吸附而发生团聚，将这种易团聚的纳米粒子在液体介质中有效地分散成纳米级粒子是非常困难的。在涂料制造中通常采用高速研磨分散的方法，很难将纳米材料进行充分的分散。另外，分散后的纳米粒子还必须具有很好的分散稳定性，保证纳米材料以纳米粒子的状态稳定地存在于液体介质中。因此，必须采取有效的措施，确保纳米粒子在液体中的稳定。为了防止颗粒的聚集，一般常采用加入反絮凝剂或表面活性剂包覆微粒的措施，在解决纳米材料的稳定分散方面有一定的可行性。将良好分散的纳米材料稳定在纳米粒子水平，是纳米技术在涂料改性中必须解决的关键问题。只有真正解决了纳米材料的稳定分散问题，纳米技术才能在涂料改性中真正得到广泛的应用。

其次，必须对纳米材料在涂料中的特性及对涂料的作用进行深入的研究。传统的涂料研究方法和检测方法远远不能满足纳米改性涂料的检测要求，必须建立新的检测方法。涂料的触变性是其微观结构的反映，当涂料的微观粒子构成相对不变时，其触变性也基本不变。因此，有人提出采用流变仪来测定分散体系的触变性来判断纳米粒子在涂料中的分散状况，这是一个有益的尝试。

再次，纳米材料添加到涂料中应有一定的加入量，加入量不足时起不到预期的效果，加入量过多时，增加了成本，同时也使涂料的总体质量下降。因此，配方研究也是纳米材料在涂料中应用必须解决的关键问题。

参 考 文 献

王成云，钟莹．纳米技术改性涂料研究进展．涂料与应用， 2002，32(3)

价格竞争——市场经济的必然

一段时间以来，各种媒体中关于所谓“价格战”的报道连篇累牍，涉及范围到商品各个领域，从明折到暗扣，从厂家到商家。其实，同样的事在发达的市场经济国家几乎每天都在发生，人们早已习以为常。我国正处于向社会主义市场经济转变过程中，社会成员对价格竞争，特别是在短缺时代已经过去、“相对过剩”成为市场常态下的价格竞争尚不熟悉，因而对所谓“价格战”的认识多有误区。

在规范的经济学概念中，根本不存在什么“价格战”的说法，有的只是价格竞争。很多人把“价格战”归结为卖方竞相削价，好像当前的厂家、商家都特别愿意把东西更便宜地卖给消费者似的。这是只见现象不见本质的认识。卖方竞相削价是供给方内部的相互竞争所致。在市场经济条件下，价格是社会评判优劣的最重要尺度。价格竞争是市场经济下最基本的竞争形式。其他所有竞争形式，包括品牌竞争、质量竞争、服务竞争、品种竞争以及技术竞争等，都只能是价格竞争的延伸。例如，美国的依星公司开发了卫星移动通讯技术，技术上已经成功，但其服务价格不能为市场所接受，它就只能倒台。日本产品的质量与售后服务是世界公认较好的，但2002年初还得靠日元大幅度贬值来获取价格竞争力。其实，在市场经济下其他所有形式的竞争力都是可以换算为价格的。特别有必要指出一个深层次的道理：市场经济的最大特点就是把交易过程中的一切条件都换算为单一的货币单位。用通俗的话说，就是“拿钱说话”，“拿价格说话”。这种尺度的单一性是人类文明进步的重要标志。在这个“拿价格说话”的过程中，有限的资源就被优化配置到某些生产者手中。

人们担心，价格竞争过程会导致“全行业垮台”，目前，这种说法已经成为一些人大搞垄断的理由。这种说法是一种没有根据的主观臆测。在世界各国的市场经济发展过程中，从来没有过因为价格竞争而导致“全行业垮台”的先例。为什么？因为竞争总是导致效率的提高和技术的更快进步。

当前，中国已经成为了世界贸易组织的成员，应对外来竞争成为人们普遍关心的问题。但当前妨害中国各产业提高国际竞争力的因素究竟何在？在于大量低效率企业占用了包括市场在内的有限资源，以及一些占据垄断地位的企业缺乏深化改革和推进技术进步的动力。我国的改革开放是在一个严重短缺的基础上开始的。在一定意义上说，改善短缺状态的过程延缓了我国企业的优胜劣汰和资源优化配置的过程。今天，我们所面临的“结构调整是主线”的问题，“国有经济要进行有进有退的战略性调整”的问题等，在本质上都是重新优化组合资源的问题。所谓的“价格战”之所以成为普遍现象，其深层次所反映的正是优胜劣汰的迫切要求。

我国工程塑料行业将会大发展

中国石油和化学工业协会    杨 伟 才

自上世纪60年代我国第一个商品化的工程塑料PAl010在上海赛璐珞公司研发投产成功之后，我国工程塑料业走上了一条独立自主的发展道路。一批科研院所、中小企业相继开发和建立了PC、POM、PPO、PAll和PAl2中试装置或工业性试验装置，但由于工艺技术和资金的制约，到上世纪末始终未能实现工业化生产或在市场上缺乏竞争力。业内专家认为，随着行业的发展及科研水平的提高，只要在有关部门政策的支持下，企业间加强联合重组，我国工程塑料业就一定会获得长足发展。

市场需求作依托   

在形成工程塑料应用市场以后，在“国产化”理念和改性企业的推动下，有关企业、单位或引进技术或自主开发，实现了PA、PBT、POM等树脂的工业化生产，其中PBT树脂自给率接近一半。而随着改革开放，一大批树脂共混、改性、合金化的企业应运而生。改性企业紧密联系用户，了解市场需求，投资少，技术相对专一，因此，围绕IT产业、汽车产业、家电出口相对集中的珠江三角洲、长江三角洲和环渤海地区蓬勃发展起来，一批在行业中有影响的改性企业脱颖而出，如广州金发、上海杰事杰、江阴三房巷、龙口兴隆道恩等成为行业的佼佼者。同时在兰化、吉化、云天化、仪征化纤、巴陵石化、神马集团、新会美达、北研院等树脂生产骨干企业的配合下，我国工程塑料改性企业的生产水平得到不断提高，基本满足了用户需要。

工程塑料快速增长的市场，丰厚的利润，不断吸引外资企业的进入。1994年，GE公司首先在广东番禺独资建设2万吨／年改性装置，生产PC及其合金。杜邦公司也于1997年在深圳建厂，生产改性POM。此后，日本三井、宝理，法国的罗地亚，韩国的锦湖及台湾省南亚塑胶等企业也纷纷在国内设厂，并不断扩大生产规模。目前，外资企业生产能力已占居行业的1／3～1／2，并在中高档产品领域形成优势。

拜耳、帝人、宝理、旭化成／杜邦DSM、LG等跨国公司先后进入合成树脂领域，建设PC、POM生产装置，扩大PA、ABS产能，使工程塑料行业树脂原料逐步立足国内，使树脂与改性加工得到更协调发展，为中国工程塑料行业迎来一个新的发展时期。

随着改革开放的进一步深入，科技人员带着自己的科研成果创办企业，使科研成果得以产业化，在工程塑料行业发展中得到实际应用。同时，主要集中在改性、加工应用、助剂和塑料机械等多个领域的民营企业，依靠其机制灵活、市场意识强、技术更新快、经营成本低的优势，在改性行业中逐步成为主体。南京聚隆、从化聚赛隆、花都科苑等企业是其中的杰出代表。

国家政府作后盾

工程塑料在汽车、IT产业、家用电器、电动工具及办公自动化设备等拉动下，预计会以年均15％～20％的速度继续增长，逐步形成化学工业高新技术产业，成为行业新的增长点。因此，国家从上世纪90年代就确定了“工程塑料的生产技术及其装备和通用塑料高性能化”是我国化学工业高新材料发展的重点，并作为优先发展的鼓励类项目制定一系列扶持政策，鼓励和支持工程塑料产业的发展。

今后10年，国家发改委、科技部、商务部等相关部门，会继续支持工程塑料行业发展，包括树脂制备、改性、加工应用和相关配套的助剂与设备。继续支持开展国际交流与合作，鼓励跨国公司来华合资合作，建立生产研发基地，使我国工程塑料行业得到更快发展，以适应国民经济发展的需要。

科研开发是基础

工程塑料高性能化、低成本化及通用塑料工程化是工程塑料行业30多年发展的实践总结，已在行业中形成了共识。这一共识，既符合我国国情，也符合世界发展的趋势。工程塑料高性能化、低成本化及通用塑料工程化，尤其是PP的改性，需要搞好市场调查，因地制宜地发展；需要科技单位与企业共同努力，不断开发工艺与技术，提高产品性能，大力降低成本。

另外，生物技术的应用，也会给行业带来新希望。如郑州大学以赵清香教授为首的科研小组联合中科院微生物所、山东东辰工程塑料有限公司，通过生物发酵法制备十二碳二酸，进而制备长链尼龙PAl212，就是在合成树脂方面一个突破。纳米技术、生物技术、信息技术的应用，必将给工程塑料业带来一场革命，推动行业更快地发展。

更为重要的是，必须重视对环境的保护。欧盟已率先提出塑料生产企业应回收塑料制品的要求，共同应对废旧塑料对环境的危害。同样，对增塑剂、阻燃剂等添加剂的要求，越来越严格，以防止重金属、过量卤素等物质对环境的污染。因此，增强环保意识，寻找对环境友好的代替物，已成为行业一项紧迫的任务。

当前，我国工程塑料业的现状是企业小而分散。在合成树脂领域，虽然以国企为主，有一定的规模和实力，但与跨国公司竞争仍处于下风。改性与加工应用企业规模更小更分散，经不起市场的风险。因此，在行业竞争日趋激烈的情况下，更应加快重组的步伐。如果按专业或按地区或按上下游产业链的联合重组，一定会使工程塑料行业的竞争力得到快速提高。

继续  返回

本网版权归“中国环氧树脂应用技术学会”所有