21世紀高技術材料納米SiOx的應用(二)

    2.4    涂料
    我國是涂料生產和消費大國,但當前國產涂料普遍存在著性能方面的不足,諸如懸浮穩定性差、觸變性差、耐候性差、耐洗刷性差等,致使每年需進口大量高質量的涂料。上海、北京、杭州、寧波等地的一些涂料生產企業敢于創新,成功地實現了納米Siox在涂料中的應用,這種納米改性涂料一改以往產品的不足,經檢測其主要性能指標除對比率不變外,其余均大幅提高,如外墻涂料的耐洗刷性由原來的1000多次提高到1萬多次,人工加速氣候老化和人工輻射暴露老化時間由原來的250小時〔粉化1級、變色2級)提高到600小時(無粉化,漆膜無變色,色差值4.8),此外涂膜與墻體結合強度大幅提高,涂膜硬度顯著增加,表面自潔能力也獲得改善。
      2.5    橡膠
    橡膠是一種伸縮性優異的彈性體,但其綜合性能并不令人滿意,生產橡膠制品過程中通常需在膠料中加入炭黑來提高強度、耐磨性和抗老化性,但由于炭黑的加入使得制品均為黑色,且檔次不高。而納米siox在我國的問世為生產出色彩新穎、性能優異的新一代橡膠制品奠定了物質基礎。
    1997年舟山明日納米公司通過和都師范大學新材料研究所劉瑜教授合作,成功開發出納米siox改性的彩色場地材料,在普通橡膠中添加少量納米siox后,產品的強度、耐磨性和抗老化性等性能均達到或超過高檔橡膠制品,而且可以保持顏色長久不變?;げ肯鹉z研究設計院葛雄章高工利用納米siox替代炭黑成功開發出填補國內空白的納米改性彩色三元乙丙防水卷

材,其耐磨性、抗拉強度、抗折性、抗老化性能均提高明顯,且色彩鮮艷,保色效果優異。彩色輪胎的研制工作也取得了一定的進展,如輪胎側面膠的抗折性能、由原來的10萬次提高到50萬次以上,有望在不久的將來,實現國產汽車、摩托車輪胎的彩色化。不久的將來,實現國產汽車、摩托車輪胎的彩色化。
    2.6    顏(染)料
    有機顏(染)料雖具有鮮艷的色彩和很強的著色力,但一般耐光、耐熱、耐溶劑和耐遷移性能往往不及無機顏料。北京理工大學鐘家湘教授與舟山明日納米公司合作,通過添加納米siox對有機顏(染)料進行表面改性處理,不但使顏(染)料抗老化性能大幅提高,而且亮度、色調和飽和度等指標也均出現一定程度的提高,性能可與進口高檔產品相媲美,極大的拓寬了有機顏(染)料的檔次和應用范圍。
    2.7    陶瓷
    氧化物陶瓷進入規模生產以來,其研究朝著高純超細的方向發展,在一定程度上改善了陶瓷性能和微觀結構。以氧化鋁為例,從普通瓷→高鋁瓷→75瓷(指75% Al2O3)→95瓷→99瓷,其強度性能有了很大提高,但隨著科學技術的發展,對高性能陶瓷的要求也不斷提高??蒲腥藛T曾探索用比超細顆粒更細的納米材料來使陶瓷改性。實驗表明,在95瓷里添加少量的納米A12O3可以使陶瓷更加致密,強度和抗冷熱疲勞等性能大幅提高。近幾年來,又采用二相粒子固溶共溶、注入以及彌散等復合技術,可以進一步影響和改善氧化物陶瓷性能。而用納米siox代替納米A12O3添加到95瓷里,既可以起到納米顆粒的作用,同時它又是第二相的顆粒,不但提高陶瓷材料的強度、韌性,而且提高了材料的硬度和彈性模量等性能,其效果比添加A12O3更理想。
    北京航空材料研究院陳大明教授利用納米Siox來復合陶瓷基片,不但提高了基片的致密性、韌性和光潔度,而且燒結溫度大幅降低,主要性能指標均達到甚至超過美國、日本等國生產的產品。此外,納米Siox在陶瓷過濾網、剛玉球等陶瓷產品中應用效果也十分顯著。
    2.8    密封膠、粘結劑
    密封膠、粘結劑是量大、面廣、使用范圍寬的重要產品。它要求產品粘度、流動性、固化速度達佳條件。我國在這個領域的產品比較落后,高檔的密封膠和粘結劑都依賴進口。據張立德所長介紹,國外在這個領域的產品已經采用納米材料作改性劑,而納米Siox是選材料,它主要是在納米Siox表面包敷一層有機材料,使之具有憎水性,將它添加到密封膠中很快形成一種硅石結構,即納米Siox小顆粒形成網絡結構抑制膠體流動,加快固化速度,提高枯結效果。由于納米Siox顆粒尺寸小,從而也增加了產品的密封性和防滲性。
    2.9    玻璃鋼制品
    玻璃鋼制品雖然有輕質、高強、耐腐蝕等優點,但其本身硬度較低、耐磨性較差。有關專家通過超聲分散方法將納米Siox添加到膠衣樹脂中,與未加納米Siox的膠衣做性能對比實驗,發現其\莫氏硬度由原來的2.2級(相當于石膏的硬度)提高到2.8一2.9級(3級是天然大理石硬度),耐磨性提高1一2倍,因納米顆粒與有機高分子產生接枝和鍵合作用,使材料韌性增加,故抗拉強度和抗沖擊強度提高1倍以上,耐熱性能也大幅提高。