摘要：本文介绍了纳米技术、纳米材料的基本概念、原理、特征和各种纳米材料在涂料领域的
应用；阐述了纳米材料在应用中所存在的技术问题，以及纳米技术在涂料领域的发展前景。

 

　　关键词：纳米技术；纳米材料；涂料

 

　　中图分类号：

TB383 文献标识码：A 

　　

 

　　

1 纳米技术及纳米材料 

　　

 

　　

1.1 纳米技术 

　　纳米技术是

20 世纪 80 年代末诞生且正在崛起的新技术，主要是在 0.1-100nm 尺度范

围内，研究物质组成的体系中电子、原子和分子运动规律与相互作用，其研究目的是按人的
意志直接操纵电子、原子或分子，研制出人们所希望的、具有特定功能的材料和制品。纳米科
技将成为

21 世纪科学技术发展的主流，它不仅是信息技术、生物技术等新兴领域发展的推

动力，而且因其具有独特的物理、化学、生物特性为涂料等领域的发展提供了新的机遇。

 

　　

 

　　

1.2 纳米材料 

　　纳米材料主要由纳米晶粒和晶粒界面两部分组成，其晶粒中原子的长程有序排列和无
序界面成分的组成后有大量的界面（

6×1025m3/10nm 晶粒尺寸），晶界原子达 15%～

50%，且原子排列互不相同，界面周围的晶格原子结构互不相关，使得纳米材料成为介于
晶态与非晶态之间的一种新的结构状态

[1]。 狭义上，纳米材料是指粒径在 0.1-100nm 范围

内的或具有特殊物理化学性能的材料。广义上，纳米材料是指在三维空间中至少有一维长度
在

0.1-100nm 范围内的或具有纳米结构的材料。按化学组成可分为:纳米金属、纳米晶体、纳米

陶瓷、纳米玻璃、纳米高分子和纳米复合材料等。由于纳米材料具有表面效应、体积效应、量子
尺寸效应、宏观量子隧道效应和一些奇异的光、电、磁等性能，将其用于涂料中后，除了可以
改性传统涂料外，更为重要的是可以制备各种功能涂料，如具有抗辐射、耐老化、抗菌杀菌、
隐身等特殊功能的涂料。

 

　　

 

　　

2 纳米材料在涂料领域中的应用 

　　

 

　　现阶段纳米材料在涂料中的应用主要为两种情况

[2]：（1）纳米材料经特殊处理后，

添加到传统涂料中分散后制成的纳米复合涂料（

Nanocomposite coating），使涂料的各项指

标均得到了显著的提高。将纳米离子用于涂料中所得到的一类具有抗辐射、耐老化、具有某些
特殊功能的涂料称为纳米复合涂料。（

2）完全由纳米粒子和有机膜材料形成的纳米涂层材

料，通常所说的纳米涂料均为有机纳米复合涂料。目前，用于涂料的纳米粒子主要是某些金
属氧化物（如

TiO2、Fe2O2、ZnO 等）、纳米金属粉末（如纳米 Al、Co、Ti、Cr、Nd 等）、无机

盐类（

CaCO3）和层状硅酸盐（如一堆的纳米级粘土）[3]。 

　　

 

　　

2.1 纳米 TiO2 在涂料中的应用 

　　

2.1.1 随角异色效应 

　　由于纳米二氧化钛晶体的粒径大约是普通钛白粉的

1/10，远远低于可见光的波长，本

身具有透明性，又对可见光具有一定程度的遮盖，透射光在铝粉表面反射与在纳米二氧化
钛表面反射产生了不同的视觉效果。到

1991 年，全世界已有 11 种含超细二氧化钛的金属闪