[科普中國]-功能涂料

功能涂料是具有吸收分解有毒有害物質(zhì)、防水、防火、防污、導(dǎo)電、屏蔽電磁波、防靜電、防霉、殺菌、防海洋生物黏附、耐高溫、示溫和溫度標(biāo)記、發(fā)光、吸收和放射紅外線、吸收太陽能、屏蔽射線、標(biāo)志顏色、防滑、自潤滑、防碎裂飛濺以及防噪聲、減震、防結(jié)露等功能。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，功能涂料將在更多層面提供越來越完善、越來越強(qiáng)大的功能。

涂料特點(diǎn)小批量、多品種和具有特定功能、特種專用性質(zhì)是功能涂料的基本特征。涂料組成中包括成膜物質(zhì)、顏料、溶劑、助劑四個(gè)組分組成。在生產(chǎn)過程中又派生出各種化學(xué)的、物理的、生理的、技術(shù)的、經(jīng)濟(jì)的要求和考慮，產(chǎn)品升級(jí)換代比較頻繁，所以功能涂料產(chǎn)業(yè)是高技術(shù)密集度的產(chǎn)業(yè)，需要投入大量的人力、物力進(jìn)行研究和開發(fā)。

商品性強(qiáng)是功能涂料的另一個(gè)特點(diǎn)。功能涂料企業(yè)要重視技術(shù)開發(fā)、技術(shù)應(yīng)用和技術(shù)服務(wù)這些環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)。因?yàn)楣δ芡苛仙唐沸詮?qiáng)，用戶對(duì)商品的選擇性很高，市場競爭十分激烈，因而技術(shù)應(yīng)用和技術(shù)服務(wù)是功能涂料生產(chǎn)和應(yīng)用的兩個(gè)重要的環(huán)節(jié)。1

涂料分類功能涂料的分類命名范圍很廣，一般可以按基料類型、所涂覆的基材類型、應(yīng)用對(duì)象、對(duì)環(huán)境的作用原理或性能進(jìn)行分類。如高輻射覆層、絕緣漆、導(dǎo)電漆、防靜電漆、防銹漆、隱形漆、耐高溫漆、防腐蝕漆、耐核輻射漆等。

按照對(duì)環(huán)境的作用原理或性能可以分為特種功能涂料、特種表面性能涂料、特種裝飾涂料、特殊材料涂料、特殊固化機(jī)理或特殊成膜工藝涂料等類型。

功能性涂料是各種特殊用途涂料的總稱，又稱特種涂料，是指除了防護(hù)作用以外，這類涂料還兼有某些特殊的功能，以滿足被涂覆產(chǎn)品設(shè)計(jì)上需要的特種涂料。功能涂料不僅對(duì)技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)和支撐作用，還對(duì)我國相關(guān)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和升級(jí)，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展起著重要的促進(jìn)作用。北京志盛威華的用科技打造功能性涂料，已經(jīng)被廣泛深入認(rèn)可。

涂料的應(yīng)用開始于史前時(shí)代，我國使用生漆和桐油作為涂料至少有4000年以上的歷史，秦始皇墓的兵馬俑已使用了彩色的涂料，在馬王堆出土的漢代文物中更有精美的漆器。埃及也早已知道用阿拉伯膠、蛋白等來制備色漆，用于裝飾。11世紀(jì)歐洲開始用亞麻油基清漆，17世紀(jì)含鉛的油漆得到較快的發(fā)展。盡管涂料的應(yīng)用與生產(chǎn)有漫長的歷史，但它只能以一種技藝的形式相傳，而不能進(jìn)入科學(xué)的領(lǐng)域。這種情況還影響著不少人對(duì)涂料的看法，認(rèn)為涂料是靠經(jīng)驗(yàn)傳授的工藝。另一方面，我國最早的涂料所用的原料主要是天然的桐油和大漆，因此涂料被稱為油漆。

顯然，21世紀(jì)的涂料已不是舊時(shí)的模樣了，它已進(jìn)入科學(xué)的時(shí)代。自從20世紀(jì)80年代以來，能源、材料與環(huán)境已成為具有時(shí)代特征的三大課題。使用涂料是保護(hù)材料的重要手段，也是對(duì)各種材料進(jìn)行改性以賦予新性能的最簡便方法。另一方面，由于環(huán)境污染問題越來越重視，涂料的高固體份化、水性化和無溶劑化得到了迅速的發(fā)展。90年代關(guān)于納米材料的研究，特別是無機(jī)納米復(fù)合材料的研究，是材料科學(xué)的前沿，有關(guān)研究在涂料界也成為了研究焦點(diǎn)。

如今，傳統(tǒng)涂料的裝飾和簡單的保護(hù)作用早已滿足不了現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，它要求現(xiàn)代涂料不但要有裝飾或保護(hù)作用，還要兼具其他一種或多種功能，比如隔熱保溫、耐高溫、耐特殊介質(zhì)腐蝕、自潔性、高絕緣性、高耐磨性、防火性等。這時(shí)，功能性特種涂料就應(yīng)運(yùn)而生了，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，對(duì)功能性涂料的要求也越來越高，高性能相互疊加的涂料如無機(jī)有機(jī)嫁接涂料、無機(jī)水性涂料、固相固化涂料以及三軸建體涂料的研究和使用也取得了重要進(jìn)展。

功能性特種涂料的品種十分繁多，這是和涂料的特點(diǎn)分不開的，因?yàn)橥苛鲜菍?duì)材料改性或賦予的特殊功能最簡便的方法，因此一旦對(duì)材料有某種特殊的要求，首先考慮的便是發(fā)展一種新的涂料，而且各種新涂料是和尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)的一類材料?？梢哉f，正是一些在特殊環(huán)境里應(yīng)用的產(chǎn)品特種方面的需要，促進(jìn)了功能性特種涂料的研制和開發(fā)。在有些場合，涂料的防護(hù)性能已不是其主要的用途，功能性特種涂料可以改變產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝,提升現(xiàn)代新產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)。隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，已經(jīng)開發(fā)出各種具有特殊功能的涂料，其獨(dú)特的性能使許多產(chǎn)品和設(shè)備的性能得以充分發(fā)揮，成為涂料工業(yè)中不可缺少的新品種。功能性特種涂料種類繁多，用途廣泛，正在形成一個(gè)規(guī)模宏大的高科技產(chǎn)業(yè)群，有著十分廣闊的市場前景和極為重要的戰(zhàn)略意義。

功能性特種涂料可按不同的方式分類，如果按其功能進(jìn)行分類，則主要有如下幾種：

一、熱功能涂料：包括耐高溫涂料，防火涂料，隔熱涂料等。

二、功能性建筑節(jié)能涂料：包括防曬涂料、保溫涂料、玻璃隔熱涂料等。

三、化學(xué)功能涂料：包括耐特殊介質(zhì)腐蝕涂料、耐高溫腐蝕涂料、超高溫物體防氧化涂料等。

四、電磁功能涂料：主要為高溫絕緣涂料。

五、機(jī)械功能涂料：主要為耐磨涂料。

六、界面功能涂料：包括自潔涂料，防結(jié)冰涂料，防雪涂料，高溫防粘附涂料等。

七、光學(xué)功能涂料：包括光反射涂料，紅外輻射散熱涂料，耐高溫遠(yuǎn)紅外輻射涂料等。

如今，世界各國均十分重視功能性特種涂料的研發(fā)與應(yīng)用。從特種涂料市場的水平看，特種涂料擁有獨(dú)家研發(fā)技術(shù)，產(chǎn)品處于國內(nèi)領(lǐng)先水平和較高的市場占有率。功能性特種涂料的未來市場將向中高端市場集中(其中高端市場還應(yīng)該包括新興特種領(lǐng)域的涂料市場),是否能夠滿足中高端市場的需求可以檢驗(yàn)一個(gè)涂料企業(yè)的真實(shí)實(shí)力。另外，中高端領(lǐng)域特種涂料產(chǎn)品的技術(shù)附加值高，向來為眾多涂料企業(yè)所覬覦。放眼中國大部分特種涂料企業(yè)普遍在低端市場叱咤風(fēng)云的狀況，假若不改變技術(shù)上的劣勢將難以在未來的特種涂料市場競爭中立足。

此外，發(fā)展低污染的涂料是環(huán)境保護(hù)的需要，另一方面，又由于有了涂料的保護(hù)，從而減輕了材料的破壞所引起的環(huán)境污染，涂料更是美化環(huán)境的重要材料。當(dāng)然，涂料的使用也和能源有一定的關(guān)系。21世紀(jì)，涂料已經(jīng)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，國家高科技和軍事技術(shù)的發(fā)展有著密切的關(guān)系?？梢哉f涂料工業(yè)的水平是國家現(xiàn)代化標(biāo)志之一，那么功能性特種涂料作為一種高科技、多學(xué)科交叉型材料，更是牽引著涂料工業(yè)以及其他行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。

涂料功能涂料功能與環(huán)保性兼?zhèn)?/p>

耐刷洗性：國家標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)定合格品不小于100次，優(yōu)質(zhì)的乳膠漆產(chǎn)品洗刷次數(shù)都能達(dá)到2000次以上。

遮蓋力：表示一定量油漆能夠遮蓋底材上的顏色及色彩差異。遮蓋力越強(qiáng)即固含量越高，表示涂飾效果好、用量省。

附著力：反映漆膜附在墻體上的牢固程度。具有強(qiáng)附著力的乳膠漆將很少出現(xiàn)墻面起皮、剝落的現(xiàn)象。

耐堿性：內(nèi)墻漆的穩(wěn)定性的指標(biāo)，因?yàn)閴w材料多為堿性，對(duì)漆膜有破壞作用，而耐堿性的優(yōu)劣決定了耐久性。

不同房間使用不同的漆：臥室和客廳的墻面宜用具備附著力強(qiáng)、質(zhì)感細(xì)膩、耐粉化性、防氡氣等性能的乳膠漆；廚房和浴室宜用具備防水、防霉、易洗刷等性能的乳膠漆；而陽臺(tái)由于經(jīng)常風(fēng)吹日曬，普通乳膠漆比較容易脫落和掉色，所以應(yīng)使用專業(yè)的晴雨漆。

不同墻基要求涂料性能不同：混凝土和水泥基層，要求涂料有良好的耐堿性和遮蓋性，可選乳膠漆、耐擦洗內(nèi)墻涂料、多彩花紋涂料等；對(duì)石灰和石膏墻面就不要選擇仿瓷涂料等；在木制基層上應(yīng)選用非堿性涂料。

小戶型應(yīng)考慮拓展視覺空間：按光澤效果，乳膠漆分無光、啞光、半光、絲光、有光乳膠漆等。中小戶型逐漸成為都市住宅消費(fèi)的主流，就應(yīng)選擇拓展空間視覺效果的涂料。

納米功能涂料納米功能涂料，又叫納米表面改性涂料，特指用溶膠凝膠法等納米材料制備方法制成的，全部由100nm以下粒徑的納米材料構(gòu)成的涂料，而不是指摻有納米材料的涂料2。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)