汇富纳米气相纳米材料在涂料中应用优势

　　涂料是一种广泛应用于建筑、汽车、船舶、航空航天、家具等众多领域的材料，其性能的优劣直接影响到被涂覆物体的外观、使用寿命和功能特性。近年来，气相法纳米材料的出现为涂料行业注入了新的发展活力，在赋予其优异性能的同时，显著改善了涂料生产、运输、存储和施工过程中性能，包括涂料的物理性能、力学性能、耐候性能、耐腐蚀性能、光学性能和环保性能等，气相法纳米材料凭借其精准的粒径控制、高表面活性、高化学稳定性、高纯度、耐高温和良好的分散性等特点逐步成为涂料领域创新技术研发、应用场景扩展的重要原材料和功能助剂。

　　气相法纳米材料是一种直接使用气体，或通过各种方式将物质转变为气体，使之在气态状态下发生物理变化或者化学反应，最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米粒子。基本上是由氢氧火焰高温水解反应得到，该方法生成的粒子具有纯度高、颗粒分散性好、粒径分布窄、粒径小等特点。目前市场上主流的气相法纳米材料包括气相二氧化硅、气相法纳米氧化铝、气相法纳米二氧化钛等。

　　气相二氧化硅(Fumed Silica)，又称气相法白炭黑，是由卤硅烷(例如甲基三氯化硅、四氯化硅)在氢、氧火焰中高温水解，生成二氧化硅粒子，然后骤冷，颗粒经过聚集、分离、脱酸等后处理工艺而获得产品，纯度高达99.8%以上。根据表面化学基团不同，可分为非处理型(亲水型)和处理型(疏水型)。同时，气相法纳米氧化铝、气相法纳米二氧化钛也是用类似的方法生产。

　　那么，在涂料领域应用中，气相法纳米材料有哪些行业应用优势呢?

　　一、优异的液态体系的流变及触变性调控

　　气相法纳米材料优异的流变控制效果，能够有效增加涂料的粘度，改善其触变性，这种效果有助于涂料搅拌、涂刷，保证涂层的均匀性和美观度，提高施工质量。

　　在气相二氧化硅充分分散情况下，在液态体系中加入剪切作用力，二氧化硅附聚体被打散成聚集体，形成良好的分散体。聚集体之间通过氢键以及范德华力的作用，形成一个由二氧化硅粒子组成的刚性三维网络，体系粘度增加，表现出增稠性能。在剪切力的作用下，氢键和范德华力遭到破坏，体系粘度降低，表现出剪切变稀的特点。剪切力消除的情况下，网络得以恢复，体系粘度增加。这就是气相二氧化硅增稠触变原理。

　　在应用中，经汇富纳米技术人员多年研究发现，在高极性、中等极性和非极性体系中，气相二氧化硅对液态体系的流变控制效果有明显差异。其中亲水型气相二氧化硅在非极性体系中增稠触变效果表现优异;但当亲水型气相二氧化硅由于体系存在极性较强的基团，使其分散时，极性基团对气相二氧化硅表面的硅羟基基团有亲和力，造成气相二氧化硅大量聚集在极性基团周围，难以在整个液体体系中形成完整的三维网络，出现气相二氧化硅微粒的溶剂化作用, 就会使得触变网络的稳定性降低。

　　二、优异的液态体系抗流挂功能

　　当涂料在直立面和斜面施工过程中，由于重力的作用，涂层会上薄下厚的现象，甚至出现流挂现象。涂料滴落不仅会造成施工过程中不必要的浪费，更容易造成施工人员多次、重复性涂刷，既增加了人力成本，由浪费了时间成本。

　　得益于气相二氧化硅粒子在液体体系中形成三维网络结构，良好的触变性可使涂料在刷子或喷枪停止作用后迅速恢复粘度，避免出现流挂、滴落现象，有效限制基体的流动，防止流挂现象的发生。

　　三、优异的液态体系防沉降功能

　　涂料配方各异，成分大相径庭，不同的颜料和填料会因它们的粒径大小和密度不同，往往在重力影响下容易发生沉降现象。

　　气相二氧化硅表面存在大量硅羟基，这些硅羟基之间可形成氢键作用，使气硅粒子相互连接形成三维网状结构。同时，硅羟基还能与涂料基体中的极性液体或高分子材料等形成氢键，从而在体系中构建起气相二氧化硅和基体之间的 “互穿网络”。这种网络结构能够 “托” 住涂料中的颜填料，阻止其下沉，从而有效起到防沉降的效果。

　　四、优异的液态体系耐腐蚀性能

　　石油化工储罐、集装箱运输、钢结构平台、海洋平台、船舶、海港等设施设备由于所处环境复杂，极易受到化学腐蚀和电化学腐蚀，因此在这些领域中，重点关注的是涂料的防腐性能。

　　气相二氧化硅可以使涂层更加致密，强度更高，避免出现薄涂层被攻破的情况，尤其疏水型气相二氧化硅的加入，还可提高涂层的防水性和耐盐雾性，保持涂料在恶劣的海洋环境或高盐度环境中的稳定性。

　　五、优异的提升漆膜及涂层力学性能

　　气相二氧化硅是一种非常优异的补强材料，可提高涂层的附着力和本体强度。气相二氧化硅的加入，提高涂层致密性和硬度，提升其抗刮擦性，可以提高涂膜的耐磨性能、耐污性能，另外气相二氧化硅还具有极强的紫外线吸收、红外光反射特性，添加在涂料中能提高涂料的抗老化性能及热稳定性。

　　六、优异的粉末涂料抗结块和助流动作用

　　气相纳米材料(气相二氧化硅、气相法纳米氧化铝)具有超微细纳米粒径，当在三维高速混合机中与粉末涂料充分分散后，气相二氧化硅能够均匀的包裹住固体颗粒表面，阻隔空气中水分与粉末涂料颗粒的直接接触，同时在表面形成“滚珠效应”，涂料颗粒就像安装了车轱辘一样，自由流动性大大提高。其次，气相纳米材料一般具有超高的比表面积，具有较强的吸附能力，可以将颗粒或粉末间隙中的油脂和水分吸收，减少了粉体吸湿的可能，从而减缓其吸潮结块的速度。

　　此外，气相法纳米氧化铝本身带有正电荷，可改善粉末的摩擦带电性，提高粉末上粉率, 降低粉末回收率, 提升了粉末的利用率。