納米二氧化硅的改性以及在涂料中的應用 

納米二氧化硅為納米材料之一， 表面帶有羥基， 粒徑通常為20~60 nm， 分散性好，比表面積大，是目前世界上大規模工業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)量較高的一種納米粉體材料，廣泛應用于電子封裝材料、高分子復合材料、塑料、涂料、橡膠、顏料、 陶瓷、膠黏劑、玻璃鋼、藥物載體、化妝品及平衡菌落材料等領(lǐng)域。納米二氧化硅具有較強的紫外和紅外反射特性，添加到涂料中能對涂料形成屏蔽作用，達到抗紫外老化和熱老化的目的，增加涂料的隔熱性。同時(shí)，納米二氧化硅具有三維網(wǎng)狀結構，擁有龐大的比表面積，表現出較大的活性，能在涂料干燥時(shí)形成網(wǎng)狀結構， 同時(shí)增加了涂料的強度和光潔度，而且提高了顏料的懸浮性，能保持涂料的顏色長(cháng)久不變。近年來(lái)，納米二氧化硅運用于涂料中得到了較快的發(fā)展。 

一、納米二氧化硅的表面改性 粉體納米二氧化硅容易團聚，直接加入涂料中難以達到真實(shí)意義上的納米級均勻分散，故需要先進(jìn)行表面改性，提高其分散性，然后與涂料相結合，才能實(shí)現真實(shí)納米二氧化硅與涂料的穩定結合。納米粒子表面改性的方法有醇酯化法、 偶聯(lián)劑法、表面活性劑法、接枝聚合法和高能法等。  

1、醇酯化法 醇酯化法是用脂肪醇與納米二氧化硅表面的羥基發(fā)生化學(xué)反應，脫去水分子， 而納米二氧化硅表面的羥基則被烷氧基取代，反應需在高溫高壓下進(jìn)行。

 2、硅烷偶聯(lián)劑法 硅烷偶聯(lián)劑法是納米二氧化硅改性較常用、較傳統的一種改性方法。硅烷偶聯(lián)劑具有雙向反應功能的化學(xué)物質(zhì)，能夠使聚合物與納米二氧化硅的結合界面成為化學(xué)鍵結合，顯著(zhù)提高了納米二氧化硅的補強性能。 

3，聚合物接枝改性法 聚合物接枝改性法是指農業(yè)生產(chǎn)體系單體在納米二氧化硅的表面進(jìn)行單體聚合的反應。首先表面活性劑與納米二氧化硅表面羥基發(fā)生作用；其次加入溶劑化的農業(yè)生產(chǎn)體系單體；然后單體以表面活性劑為起點(diǎn)發(fā)生原位聚合接枝到納米二氧化硅表面上。  

4，表面活性劑法 表面活性劑法改性納米二氧化硅有2種方式：一種是物理吸附法；一種是化學(xué)反應法，即表面活性劑中的反應基團與二氧化硅粒子表面活性基團反應，形成了新的化學(xué)鍵，從而達到對納米粒子表面修飾和改性的目的。  

5、同步改性法 同步改性法又稱(chēng)原位改性，即在溶膠-凝膠法制備納米二氧化硅的過(guò)程中加入了農業(yè)生產(chǎn)體系改性劑，或是制備溶膠時(shí)直接加入需要改性的農業(yè)生產(chǎn)體系體系中，此時(shí)生成的納米粒子粒徑小，表面能較強，促使納米粒子與農業(yè)生產(chǎn)體系體系中的農業(yè)生產(chǎn)體系鏈相結合。 

6、高能改性方法 高能改性法是利用微波、等離子體等對納米二氧化硅表面進(jìn)行改性�？梢允够瘜W(xué)法難以引發(fā)的結合羥基產(chǎn)生了具有引發(fā)活性的活性基團，進(jìn)而促使改性劑在其表面反應。  

二、納米二氧化硅在涂料中的應用

1、納米二氧化硅在建筑涂料中的應用 將納米二氧化硅添加到建筑涂料中可提高涂料的附著(zhù)力、耐擦洗性、耐候性、強度硬度、韌性彈性、耐老化、平衡菌落、預防光線(xiàn)直射等特性，顯著(zhù)改善了涂料的自清潔、防水防滲、防磨損、腐蝕、保色性等性能，因而在改性外墻涂料方****有較好的效果。 

2、納米二氧化硅在金屬防護涂料中的應用 在金屬防護涂料中加入納米二氧化硅，會(huì )使得涂料的質(zhì)量有進(jìn)一步提升。 許多研究人員對納米二氧化硅的作用做出了嘗試，結果表明，納米二氧化硅可以明顯增強金屬防護涂料的炭質(zhì)層強度。而且還會(huì )提高鋼類(lèi)建材的耐火較限。 

3、納米二氧化硅在紫外固化涂料中的應用 納米二氧化硅具有較強的紫外吸收、紅外反射特性。分光光度儀測試表明，它對波長(cháng)400 nm以?xún)鹊淖贤夤馕章矢哌_70%以上，對波長(cháng)400 nm以?xún)鹊募t外光反射率也達到70%以上。它添加到涂料中能對涂料形成屏蔽作用，達到抗紫外老化和熱老化的作用，同時(shí)增加了涂料的隔熱性。 

4、納米二氧化硅在彩色噴墨打印紙涂料中的應用 國內彩色噴墨打印紙由于不透明度、清晰度、分辨率、打印密度、防水性能以及色彩還原等方面與國外幾家品牌產(chǎn)品存在差距，故國內打印紙市場(chǎng)主要被日本和美國幾家品牌產(chǎn)品占有。將納米二氧化硅應用到噴墨打印紙涂料，有效改善了彩色噴墨打印紙的性能。 

5、在其他方面的應用 納米二氧化硅在涂料中的應用，可以有效地改善涂料的很多性能指標。如納米二氧化硅添加到涂料里從而提高涂層的防腐能力。另外，在成膜過(guò)程中，納米二氧化硅粒子可以有效地改善乳膠粒之間、乳膠粒與填料之間的界面結合張力， 達到增強和修補缺陷的作用，從而有效改善涂料成膜后的機械性能。  

三、納米二氧化硅在涂料應用領(lǐng)域的發(fā)展前景 納米作為涂料的重要助劑之一，它的開(kāi)發(fā)與應用為涂料的發(fā)展注入了新的精力，可利用其各種特殊效應來(lái)提高涂料的多方面性能，所配制的功能性涂料和綜合性能不錯的高等涂料可以滿(mǎn)足現代工業(yè)發(fā)展的需要，這對涂料的發(fā)展起著(zhù)十分重要的推進(jìn)作用。尤其是納米在墻體涂料、金屬涂料、塑料涂料、紫外固化涂料、噴墨紙涂料、水性木器涂料等中的應用均取得了不錯的效果。