介绍了在环氧树脂涂料中采用的纳米材料，以及环氧纳米涂料作为建筑涂料、防腐涂料、航空器涂料及阻燃涂料的应用及研究进展。
关键词：环氧树脂；纳米涂料；建筑；防腐蚀；航空；阻燃
中图分类号：TQ323·5文献标识码：A文章编号：1002-7432(2009)04-0043-04
0引言
环氧树脂纳米涂料可用作建筑涂料、防腐涂料、抗菌防老化涂料和阻燃涂料等[1]。纳米材料应用于环氧树脂涂料中可提高其诸多性能：1)改性涂膜力学性能。增加交联密度，提高涂膜致密性，硬度和韧性大幅度提高，抗刮性和抗擦伤性成倍增强。2)改进涂膜防腐蚀性能。由于防渗透性、屏蔽性能成倍增加，空隙率大幅度降低，因而能极大地提高涂膜防腐性能。3)改进涂膜电学性能。可以提高表面静电耗散性，提高电绝缘性能。4)改进涂膜光学性能。改性涂料光学透明度优良，且能吸收UV，提高涂料耐候性，由于能吸收雷达波，可用作飞机的隐身涂料。5)改进涂膜表面性能。可降低涂膜表面能，赋予超斥水性、防灰尘粘附，用于制作自清洁涂料、荷叶效应涂料和自修复涂料。6)改进涂膜阻燃性。纳米涂料可提高涂膜耐热性、膨胀性、阻燃熄火性能，并能延长阻燃时间。7)具有灭菌清污性。可防止细菌粘附，清除污染物，可作为环境净化涂料。
1可采用的纳米材料
1·1纳米二氧化硅
纳米二氧化硅(30~80nm)制法较多，其之一是通过溶胶-凝胶技术制备的功能性二氧化硅溶胶，它是一种单分散、非聚集态、低黏度的透明材料，由烷氧基硅烷或其衍生物水解产生。硅氧烷-环氧树脂纳米涂料是将纳米级二氧化硅以适当方式加入到双酚A、双酚F环氧树脂中，并加入一些添加剂，利用低黏度液态环氧树脂，通过溶胶-凝胶法使纳米级二氧化硅接枝其上，生成柔韧性的新的硅氧烷-环氧树脂杂化涂料。这种涂料性能优异，而且具有更优越的抗划伤和耐磨损性能。
1·2纳米金红石型TiO2[2]
粒径为40~80nm范围的金红石TiO2表面积是一般颜料级金红石TiO2的5倍，它具有很强的UV屏蔽作用，而且无毒。其屏蔽作用不随时间推移而失去效用，不泛黄，没有迁移性。所以加入纳米TiO2的改性涂料在木器涂料中得到广泛的应用。另外，这种涂料除具有防沾污性、自清洁、抗菌之外，还可大大提高纳米涂料的耐久性和耐磨耗性能。目前已在汽轮机、飞机喷气发动机和石油工业中的球心阀门保护涂料中得到了广泛的应用。
1·3纳米粘土
纳米粘土，如蒙脱土、累托土等，它们都是一些具有纳米层状结构的硅酸盐、磷酸盐和过渡金属元素。采用溶剂将纳米粘土溶胀后，即可使聚合物插入制成复合聚合物。其强度和模量均有很大提高，目前在工业上已得到广泛地应用。例如，纳米粘土-环氧树脂复合材料在玻璃态区其储存模量可增加60%，而在橡胶态区则增加450%。这些纳米粘土-环氧树脂复合材料比传统的复合材料具有较少的填充料，有利于自重的降低，而强度没有任何下降。将纳米粘土-环氧树脂复合材料应用于食品包装工业中，其氧气透过率几乎比原来包装材料降低50%左右。另外，环氧树脂-纳米粘土复合膨胀防火涂料也比传统的膨胀型涂料具有更好的阻燃性能和耐热性能。
1·4碳纳米管
要使绝缘涂料在基体中获得优良的静电耗散性(ESD)以达到防静电目的，传统方法一般是在涂料基体中加入足够量的导电或半导电材料，如金属片、导电炭黑填料和掺金属的云母粒子等，而碳纳米管即使添加量很少，也能具有优良的防静电性能而不影响其光学透明性。比如在配方中加入2%碳纳米管，由于它具有高的比表面积，其涂料强度、耐热性、抗静电性能和阻燃性能等均有很大的提高。可广泛用于电磁干涉光电涂料、汽车工业中燃料罐内壁防静电涂层及计算机中CD头等防静电涂层。
2纳米改性建筑涂料[3，4]
作为建筑涂料用的纳米材料，主要有纳米银(Ag)、纳米TiO2、纳米SiO2、纳米CaCO3和纳米ZnO等，其纳米材料粒径在三维结构中有一维是在1~100nm。它们的主要功能分别是：银金属长效杀菌、防霉、防藻性好；纳米TiO2具有紫光外吸收、稳定杀菌作用；纳米SiO2具有疏水性、抗紫外、抗污染性；纳米ZnO具有杀菌耐磨和抗紫外线性；而纳米CaCO3具有较好的增强作用。
经过添加0·3%左右的纳米SiO2建筑涂料，其干燥时间由原来2h缩短到1h，耐洗刷性由1千次提高到1万次以上，另外涂层附着力、表面硬度、涂膜自洁能力等也获得了显著的提高。金红石型TiO2，由于紫外屏蔽性和耐候性较好，一般适宜用作外墙涂料，而锐钛型TiO2由于氧化还原能力强、抗菌性好，所以适合用作内墙涂料，其杀菌率可达到99·8%。
纳米ZnO防紫外线功能比TiO2还强，而且具有很强的杀菌抑菌功能，广泛用于涂料行业，用于制备纳米ZnO改性建筑乳胶涂料。
3纳米材料改性防腐、透明隔热涂料
3·1纳米改性防腐涂料[5，6]
近年来，由于环境保护要求日益严格，要求水性或无溶剂化、防腐、无臭、节能、耐酸雨和多功能化，已成为我国防腐涂料发展的主要方向。
1)纳米水性防腐涂料配方[7，8]双组分纳米水性环氧树脂防腐涂料基本配方如表1所示。
