浅析纳米技术与水性木器涂料的研究

　　纳米技术与水性木器涂料
　　
　　苑金生
　　
　　摘要：介绍了纳米学科的兴起、纳米材料的结构特性，几种重要的纳米材料及其在涂料中的作用，纳米水性木器涂料的功能性，纳米水性木器涂料的制备及实验研究以及我国高性能纳米木器涂料进入水性化时代。
　　
　　关键词：纳米技术 水性木器涂料
　　
　　以前我们在研究材料的性质和结构时，长期停留在微米阶段(10-6m)，在这一量级范围内，材料自身的内在潜力远没有得到充分发挥和利用，材料的性能和结构存在很大缺陷。纳米材料是指尺寸为纳米(10-9m)级(100nm～102nm)的超微颗粒，经压制、烧结或溅射而成的人工凝聚态固体。它是20世纪80年代刚刚发展起来的先进材料。1984年，德国和美国的科学家在实验室首先制造出这种纳米材料，被誉为“21世纪最有前途的材料”。1990年7月在美国召开的第一届国际纳米科学技术会议，正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支。纳米科技一跃成为席卷全球的研究热点。纳米科学给物理、化学、材料学、生物学、医学等学科的研究带来了新的机遇，为交叉学科的发展提供了新的思路。
　　
　　目前，全世界因生产溶剂型涂料，每年排放到大气中的有机溶剂约为1000万t，既浪费资源，又污染环境。且这些溶剂型涂料又大多应用于家庭和办公环境，造成长时间接触的人因呼吸含有机物的气体而中毒甚至导致癌症。因此，生产环保型纳米水性木器涂料迫在眉睫。虽然纳米材料在水性木器涂料中的应用在国内还处于初级阶段，但是，纳米技术作为一项新兴技术必将给水性木器涂料工业带来新的起点。
　　
　　1·纳米材料的结构性能
　　
　　1.1第三固态结构
　　
　　纳米材料具有特殊的结构。由于组成纳米材料的超微粒尺度属纳米量级，这一量级大大接近于材料的基本结构—分子甚至于原子，其界面原子数量比例极大，一般占总原子数的50%左右。不论这种超微颗粒由晶态或非晶态物质组成，其界面原子的结构都既不同于长程有序的晶体，也不同于长程无序、短程有序的类气体固体结构。因此，一些研究人员又把纳米材料称之为晶态、非晶态之外的“第三态固体材料”。
　　
　　1.2异常奇特性能
　　
　　由于纳米材料这种特殊的结构，使它产生出四大效应:小尺寸效应、量子效应(宏观量子隧道效应)、表面效应和界面效应，从而具有传统材料所不具备的物理、化学特性。例如，纳米铁材料的断裂应力比常规铁材料高12倍;气体通过纳米材料的扩散速度比一般材料快几千倍;铜到纳米级后就不再导电且比常规铜材料的热扩散增强了近一倍;某些纳米材料制成的刃具，比金刚石制品还要硬;人们还发现，纳米颗粒的外形会逐渐变化，粒度越小，变化越强;纳米材料中有大颗粒“并吞”小颗粒现象;纳米颗粒与生物细胞膜的物化作用很强，因而能被细胞吞噬。正由于纳米材料这些奇特的力、电、光、磁、吸收、催化、敏感等性能而使之具有广泛而诱人的应用前景。

来源:中国涂料助剂网