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智能涂料成發(fā)展新勢力 市場空間可觀
更新時間：2015-08-04 09:21:35點擊次數(shù)：2004次
在現(xiàn)代建筑市場中，涂料的應用一直備受關注，隨著環(huán)保節(jié)能步伐的加快，智能涂料也正在成為一股新鮮的涂料勢力，其廣泛的應用前景則會為涂料工業(yè)創(chuàng)造出一片可觀的市場空間。
很久以前，克魯馬努人就把動物的油脂或植物蛋白質與干草灰混合在一起，涂抹在巖石洞穴的內壁上，由此誕生了史上最初的涂料雛形。直到距今60年前，我們還在用鉛白、植物油和催干劑等合成墻面涂料。在溫和的環(huán)境下，這種涂料的使用壽命可以達到3年左右。相對于涂料的歷史而言，智能涂料是近年來提出的新概念。
之所以提出智能概念，是相對于傳統(tǒng)涂料而言的，傳統(tǒng)意義上的涂料一般是指只具有保護和裝飾性能的涂層材料，通常這些性能是單向的，也就是說這種性能不能隨周邊環(huán)境的改變而做出響應，而“智能”則恰恰反之，智能涂料可以對外部環(huán)境的變化以可控的方式進行相應的反饋，產生自適應的特殊性能，使涂層繼續(xù)保持有效。
從智能涂料的研發(fā)來看，實現(xiàn)涂料性能的智能化可以通過三個基礎的步驟。首先是選擇添加劑，適合的添加劑需要具有獨特性能表現(xiàn)，足以滿足配方中對“智能化”性能的要求;其次是對涂料樹脂基料、顏料以及原料的選擇，此類材料從單個性能上無法滿足涂料的基本性能，但通過配方搭配可以滿足涂料的基礎性能，包括各種力學性能和抗性等;再次是實現(xiàn)涂料涂層對外面環(huán)境的性能反饋。
目前主流的智能涂料主要有幾大類型，一類是環(huán)境反饋型，包括傳感涂料、熱敏和壓敏涂料等;一類是納米應用型，包括自愈合涂料、光學涂料、超導涂料等;一類是生物活性型，包括抗菌涂料、生物基涂料、光引發(fā)和生物引發(fā)涂料等;另有一類是具創(chuàng)新性的涂料材料，包括超級疏水涂料、自潤滑涂料和自我犧牲涂料等。
英國紐卡斯爾大學所研發(fā)的監(jiān)測橋梁等金屬結構疲勞情況的傳導型智能涂料，就在配方設計中加入了細微壓電材料晶體，當這種晶體受到拉伸和擠壓時，可產生與所受外力成比例的電信號，人們通過分析這些電信號，可以了解建材的疲勞程度。在使用中，工作人員只要在金屬結構表面涂覆該種涂料，再外涂一層導電涂層，當施加電壓時，涂料中的晶體與構件表面形成正確的角度，金屬構件無論從什么方向受力時，涂料都可產生相應的電信號，受力越大，產生的電信號越強。
在2010年的美國化學學會上，科學家宣布成功研制出一種可以“感知”溫度的智能涂料。將該材料涂抹在屋頂上，不僅可以在炎熱的夏季反射太陽光，降低高昂的電費，而且當冷空氣襲來，還能轉變角色，把太陽能運輸?shù)轿堇铮３质覂葴囟取Ｔ谕苛现谱鬟^程中，廢棄食用油首先被液化為一種液態(tài)聚合物，與未經加工過的食用油不同，該聚合物不會散發(fā)出任何味道。在溫暖天氣中，涂上智能涂料的瀝青屋頂溫度可以下降50%至80%;而在寒冷天氣中，高溫可提高80%。
涂料的發(fā)展與材料學，尤其是高分子材料的科學發(fā)展緊密相關。近年來興起的納米材料技術更加速了智能涂料的快速前進。除此之外，提倡環(huán)境友好的環(huán)保要求，也很大程度地推動了智能涂料在水性、無溶劑、高固、能量固化、粉末涂料等領域的突破。盡管未來涂料的發(fā)展領域不能被絕對準確地預測，但清楚的是，隨著智能技術的不斷出現(xiàn)和微觀技術的發(fā)展，涂料產品的差異化，對社會的影響，將在未來幾十年里出現(xiàn)戲劇性的變化，它將幫助我們涂畫更美的未來。
很久以前，克魯馬努人就把動物的油脂或植物蛋白質與干草灰混合在一起，涂抹在巖石洞穴的內壁上，由此誕生了史上最初的涂料雛形。直到距今60年前，我們還在用鉛白、植物油和催干劑等合成墻面涂料。在溫和的環(huán)境下，這種涂料的使用壽命可以達到3年左右。相對于涂料的歷史而言，智能涂料是近年來提出的新概念。
之所以提出智能概念，是相對于傳統(tǒng)涂料而言的，傳統(tǒng)意義上的涂料一般是指只具有保護和裝飾性能的涂層材料，通常這些性能是單向的，也就是說這種性能不能隨周邊環(huán)境的改變而做出響應，而“智能”則恰恰反之，智能涂料可以對外部環(huán)境的變化以可控的方式進行相應的反饋，產生自適應的特殊性能，使涂層繼續(xù)保持有效。
從智能涂料的研發(fā)來看，實現(xiàn)涂料性能的智能化可以通過三個基礎的步驟。首先是選擇添加劑，適合的添加劑需要具有獨特性能表現(xiàn)，足以滿足配方中對“智能化”性能的要求;其次是對涂料樹脂基料、顏料以及原料的選擇，此類材料從單個性能上無法滿足涂料的基本性能，但通過配方搭配可以滿足涂料的基礎性能，包括各種力學性能和抗性等;再次是實現(xiàn)涂料涂層對外面環(huán)境的性能反饋。
目前主流的智能涂料主要有幾大類型，一類是環(huán)境反饋型，包括傳感涂料、熱敏和壓敏涂料等;一類是納米應用型，包括自愈合涂料、光學涂料、超導涂料等;一類是生物活性型，包括抗菌涂料、生物基涂料、光引發(fā)和生物引發(fā)涂料等;另有一類是具創(chuàng)新性的涂料材料，包括超級疏水涂料、自潤滑涂料和自我犧牲涂料等。
英國紐卡斯爾大學所研發(fā)的監(jiān)測橋梁等金屬結構疲勞情況的傳導型智能涂料，就在配方設計中加入了細微壓電材料晶體，當這種晶體受到拉伸和擠壓時，可產生與所受外力成比例的電信號，人們通過分析這些電信號，可以了解建材的疲勞程度。在使用中，工作人員只要在金屬結構表面涂覆該種涂料，再外涂一層導電涂層，當施加電壓時，涂料中的晶體與構件表面形成正確的角度，金屬構件無論從什么方向受力時，涂料都可產生相應的電信號，受力越大，產生的電信號越強。
在2010年的美國化學學會上，科學家宣布成功研制出一種可以“感知”溫度的智能涂料。將該材料涂抹在屋頂上，不僅可以在炎熱的夏季反射太陽光，降低高昂的電費，而且當冷空氣襲來，還能轉變角色，把太陽能運輸?shù)轿堇铮３质覂葴囟取Ｔ谕苛现谱鬟^程中，廢棄食用油首先被液化為一種液態(tài)聚合物，與未經加工過的食用油不同，該聚合物不會散發(fā)出任何味道。在溫暖天氣中，涂上智能涂料的瀝青屋頂溫度可以下降50%至80%;而在寒冷天氣中，高溫可提高80%。
涂料的發(fā)展與材料學，尤其是高分子材料的科學發(fā)展緊密相關。近年來興起的納米材料技術更加速了智能涂料的快速前進。除此之外，提倡環(huán)境友好的環(huán)保要求，也很大程度地推動了智能涂料在水性、無溶劑、高固、能量固化、粉末涂料等領域的突破。盡管未來涂料的發(fā)展領域不能被絕對準確地預測，但清楚的是，隨著智能技術的不斷出現(xiàn)和微觀技術的發(fā)展，涂料產品的差異化，對社會的影響，將在未來幾十年里出現(xiàn)戲劇性的變化，它將幫助我們涂畫更美的未來。