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自清潔涂料的研究思路與現(xiàn)狀分析（下）
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http://china-zesir.com 發(fā)稿日期:2007-8-23
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2.3 改變涂膜的水敏感性
2008-2009年中國廢鋼市場研究咨詢報告 廢鋼是可以無限循環(huán)使用的再生資源，可以替代原生資源鐵礦石，緩解供應(yīng)不足的緊張局面。廢鋼同時也2008-2009年中國熱敏紙行業(yè)研究咨詢報告 【出版日期】 2009年1月 【報告頁碼】 358頁 【圖表數(shù)量】 187個2009-2010年中國生活用紙市場預(yù)測與發(fā)展前景分析 2006年以來，國內(nèi)生活用紙生產(chǎn)企業(yè)開始連續(xù)上馬大型項目，如湖南恒安紙業(yè)，先后在湖南、山東、2008-2010年中國鑄鐵管制造行業(yè)應(yīng)對金融危機影響 2008年，美國華爾街危機不僅迅速波及全球金融市場，而且已由虛擬經(jīng)濟向?qū)嶓w經(jīng)濟蔓延。金融危機涂膜的水敏感性也是影響其耐沾污性的一個重要因素，但在涂膜的水敏感性與耐沾污性之間的關(guān)系上卻存在著不同的看法，人們提出了不同的水敏感性影響耐沾污性的機理，研制出性能各異的耐沾污涂料。
一種觀點認為疏水的表面比親水的耐污染性更好。該觀點認為，導(dǎo)致外用涂料污染的主要原因是雨水夾帶著空氣中的塵埃落到涂膜表面并且細小的污染物粒子隨雨水通過涂膜上的孔隙進入到涂膜內(nèi)部而污染涂膜，同時涂膜被水浸泡軟化也使其更容易吸附空氣中的污染物 [3] ; 對于內(nèi)墻涂料，則是由于涂膜上吸附的污染物被空氣中的水蒸氣在毛細管力的作用下帶入涂膜內(nèi)部 [4] 。根據(jù)水對造成涂膜污染所起的作用，因而認為提高涂膜的疏水性有助于提高涂膜的耐沾污性。根據(jù)這種思想，已有一些產(chǎn)品被開發(fā)出來。
在自然界中，很多植物都具有優(yōu)化自潔功能，德國波恩大學(xué)植物學(xué)教授 W.Bartblott [5] 研究了具有拒水保潔性能的荷花葉子結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)在其表面存在直徑約 0.1 ～ 0.3 μ m 的蠟晶，這種表面的特殊結(jié)構(gòu)，使得其幾乎不能被水潤濕，污染物不能粘附在整個葉子表面，而只能松散地積在表面凹陷處，隨雨水而沖掉，達到自潔的作用。 W.Bartblott 從仿生學(xué)的角度出發(fā)，成功地把荷葉效應(yīng)移植到外墻涂料系統(tǒng) , 開發(fā)了微結(jié)構(gòu)有機硅乳膠漆。這種乳膠漆采用具有持久憎水性的乳化劑有機硅乳液等一些專門物質(zhì) , 從而使其涂膜具有荷葉的表面結(jié)構(gòu) , 達到拒水保潔功能。目前類似的產(chǎn)品也有很多被開發(fā)出來，主要都是基于使表面疏水這一原理，但如果污染物也是疏水的，特別是對于有機污染物而言，該類涂料的耐沾污性卻不太理想。
因此另一種觀點認為，涂膜的疏水性會導(dǎo)致耐沾污能力的下降。根據(jù)這種觀點，人們開發(fā)出親水性的自清潔涂料，主要以二氧化鈦光催化自清潔涂層為主。該涂料利用二氧化鈦的光催化性和超親水性，將二氧化鈦溶膠引入涂料中，涂層中的表面二氧化鈦在表面和空氣中的水分存在的條件下催化表面的有機物產(chǎn)生很多氫氧基團，使表面具有超親水性，一旦表面被油污污染，由于表面的超親水性，使得油污不容易附著，可在外部風力，雨水沖洗以及自重的作用下脫落下來而達到自清潔的作用。同時，涂層表面豐富且均勻分布的 TiO 2 還可以催化分解油污和塵埃使之更容易被雨水沖走。羅仲寬 [6] 等用 TiO 2 溶膠與硅丙乳液復(fù)合，可以制成親水性自潔涂層，在該復(fù)合液中當 TiO 2 溶膠的質(zhì)量分數(shù)為 10 ％～ 20 ％時，其涂層具有很好的超親水特性：該涂層經(jīng) UV 光照射 30 ～ 60 rain ，或陽光照射 2 ～ 5 h 后，親水角可降低至 4 °左右，表面呈現(xiàn)自潔特性。
實際上，由于污染物性質(zhì)的不同，涂膜的水敏感性對耐沾污性的影響也不是絕對的，不能簡單的以一種機理概括。在實踐使用中應(yīng)該根據(jù)具體的情況，特別是涂膜的使用環(huán)境中主要污染物的種類來決定采用何種方式提高涂膜的耐沾污性。
3 提高涂膜的致密性
涂膜的致密性不好是造成吸入性污染的重要原因，由于涂膜中存在大量的微細孔隙，在臟物粘附于涂膜表面時，就會在毛細管效應(yīng)的作用下，以空氣中的水蒸氣為介質(zhì)被吸附進涂膜中 [7] 。特別是對外墻涂料而言，雨水會直接夾帶著空氣中的塵埃落到漆膜表面并侵入到涂層內(nèi)部，隨著水的蒸發(fā)，污染物就被永久的留在漆膜內(nèi)。因此，降低涂膜的孔隙率，提高涂膜的致密性對于改善涂膜的耐沾污性是非常重要的。
涂膜的致密性與涂料的顏料體積濃度（ PVC ）有很大關(guān)系，當涂膜的 PVC 值高于臨界 PVC 值時，這時涂膜中基料含量較低，涂膜為多孔結(jié)構(gòu)，耐沾污性會大大降低 [8] ，這與通常認為的粗糙多孔的表面比光滑無孔的表面難以清潔是相一致的。但即使在臨界 PVC 以下，涂膜也會存在空氣孔洞，甚至乳膠清漆也存在氣孔，研究發(fā)現(xiàn)過濾之后的雨水，還對漆膜造成污染，這說明即使塵垢粒子的大小是膠體級這樣小的粒子仍可被水帶入涂膜表面的孔隙中。因此，還可采用低黏度的超細二氧化硅水漿對涂層表面進行處理。涂膜表面用這種水漿處理后，理論上超細的二氧化硅顆粒可以填充涂膜敞開的孔隙，因而減少了積塵沾污。這種處理方法對砂粒型乳膠漆極為有效，因為這種漆之 PVC 剛好是在 CPVC 以上，涂膜顯示出典型的多孔隙表面 [9] 。
4 結(jié) 語
除了以上情況，影響涂膜耐沾污性的因素還有很多，而且這些因素之間又相互聯(lián)系、相互影響，在研究過程中需要綜合考慮。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，一定會有更多性能更加優(yōu)越的耐沾污涂料被開發(fā)出來。
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