功能性涂料的研究进展

　　摘要：功能性涂料是伴随着现代涂料的发展而逐步发展起来的，它已成为现代涂料的重要组成部分，本文介绍目前几种重要的功能性涂料的作用机理及研究进展，指出了未来涂料的发展方向。

　　关键词：涂料功能性机理

　　近些年来，随着科学技术的不断发展和人民生活水平的日益提高，涂料的作用已不仅仅局限于传统意义上的防腐保护和外观美化，而被赋予了涂装以外更多新的功能，而这类具有某种特殊功能的涂料则被称为功能性涂料。功能性涂料已成为现代涂料的重要组成部分，受到了越来越多的关注。目前，已被广泛应用的功能性涂料主要有耐高温涂料、防污涂料、防水涂料等等。

　　一、耐高温涂料

　　耐高温涂料，也叫做耐热涂料，是指在一定时间，一定温度范围内（一般在200℃以上）能够经受高温环境氧化腐蚀而漆膜不变色、不脱落，仍能保持适当的物理机械性能，从而使得被保护对象在高温环境中能正常发挥作用的特种功能性涂料。耐高温涂料具有良好的大面积施工工艺性能，且成本低、效果显著。耐高温涂料主要由耐热基料、颜料、填料组成，其耐高温性与基料的耐高温性密切关系，并受颜料、填料与基料互相配合的影响。由于基料的差异，耐高温涂料主要分为无机耐高温涂料和有机耐高温涂料。

　　目前，对于耐高温涂料的研究热点主要集中在以下几个方面：

　　1.纳米技术在涂料中的应用，通过在以达到提高涂层硬度、韧性、耐磨性等方面的性能[1]；

　　2.有机树脂的改性。通过对树脂基体改性或综合几种树脂的优良性能，以达到降低成本，提高涂料附着力、耐有机溶剂性和机械性能等的目的。

　　3.调整涂料组分中基料、颜料以及填料的配比，以降低成本，提高各项性能。

　　二、防污涂料

　　防污涂料是伴随着人们对海洋的开发和利用而逐步发展起来的，它是防止海洋生物附着污损最经济、最有效的方法。防污涂料一般涂装于船底和海洋水下设施的最外层，通过漆膜中毒料的水解、扩散或渗出等方式而逐步释放毒料，从而达到防止海洋附着生物附着于船底和海洋水下设施。早期的防污涂料在利用有毒重金属离子的释放消除污损生物的同时往往会污染海洋环境，不利于可持续发展，因此对新型无毒防污涂料的研发势在必行。目前，新型的无毒防污涂料主要有：

　　1.低表面能防污涂料，其防污机理为涂料表面的低表面能使得海洋生物难以附着，即使附着，在水流或者外力的作用下也很容易脱落。

　　2.以导电涂料为表层的电解海水防污技术[2]，其工作原理是当在船壳上涂布绝缘层后，导电涂层充当阳极、船壳其它与海水接触部分充当阴极。当有微弱电流通过漆膜表面时，附近的海水会发生电解，产生次氯酸根离子，覆盖在船壳表面，从而形成保护膜，达到防止微生物、藻类、贝类等海洋生物附着的目的。

　　3.生物防污涂料及仿生防污涂料[3]，其中，仿生涂料则是科学家在对海洋生物“天生”性的防污机理进行大量研究的基础上开发出来的一种新型的防污涂料，通过对一些生物的表皮状态进行模仿，赋予涂层以特殊的表面性能等。

　　三、防火涂料

　　防火涂料又称阻燃涂料，常被用来涂覆在可燃性基材表面，以达到降低被涂材料表面可燃性的目的或是涂覆在结构材料表面用于提高结构件的耐火极限[4]。其防火机理是在遇到高温时，涂料转变成粘稠的不燃熔融体，把可燃物表面覆盖住，使可燃物表面隔绝空气，或者涂料发生膨胀隔，形成蜂窝水泡沫磁质层，具有良好的隔热作用，可以有效延缓物质的燃烧。根据防火涂料的作用机理可大致分为两大类：非膨胀型防火涂料和膨胀型防火涂料。非膨胀型防火涂料附着力、物理机械性能、耐潮性均差，且易龟裂、粉化、剥落；而膨胀型涂料在有机物燃烧后会对空气造成二次污染，甚至产生有毒烟气。未来，防火涂料还将有着极大的发展和应用空间，对防火涂料的研究开发应侧重以下几个方面：

　　1.膨胀型与非膨胀型防火涂料相结合；

　　2.重点开发环保型防火涂料、新型钢结构防火涂料、多功能型防火涂料及色彩型防火涂料。

　　四、导电涂料

　　导电涂料是涂于高阻率的高分子材料商，使之具有传导电流和排除积累静电荷能力的特种涂料，主要包括本征型和添加型2大类[5]。本征型导电涂料是利用导电高聚物基体自身的导电功能使涂层带电；而添加型导电涂料是在绝缘高聚物中掺入导电填料，使高聚物基料具有导电性能，这种导电性能并非基料所固有的特性，其导电过程通过导电填料提供自由电子载流子来实现。随着导电涂料研究和开发的不断深入，其应用范围也越来越广，尤其是在电子工业、建筑工业、航空和军用工业等领域，具有重要的实用价值。未来导电涂料将向着高性价比、本征型、纳米化以及环保型方向发展。

　　随着对涂料研究的不断深入，越来越多的功能性涂料走进人们生活，除了上述几种常见的功能涂料，还有示温涂料、防腐涂料、防水涂料、抗菌防霉涂料、阻尼减振降噪涂料、发光涂料等等，这些涂料都是通过采用物理方法或化学方法对基料改性，使其具有特定功能而获得的。当然，在选用这些功能性涂料时，需要综合考虑各类涂料的优缺点以达到较好的应用效果。相信随着科技的进步，功能性涂料必将迅速发展，为人类的进步做贡献。本文来自《上海涂料》杂志

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