資源描述：
《功能性涂料及其應(yīng)用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、功能性涂料及其應(yīng)用1概述功能性涂料是各種特殊用途涂料的總稱。所謂特殊用途，是指除了防護作用以外，這類涂料還兼有某些特別的功能，以滿足被涂覆產(chǎn)品設(shè)計上的需要?？梢哉f，正是一些在特殊環(huán)境里應(yīng)用的產(chǎn)品功能方面的需要，促進了功能性涂料的研制和開發(fā)。在有些場合，功能性涂料的防護性能已不是其主要的用途。在現(xiàn)代科技進步，已經(jīng)開發(fā)出的具有特殊功能的涂料，其獨特的性能使許多產(chǎn)品和設(shè)備的功能得以充分發(fā)揮，成為涂料工業(yè)中不可缺少的新品種。本文擬就已經(jīng)獲得工業(yè)應(yīng)用價值的功能性涂料分別加以介紹，供涂料工業(yè)界的同仁參考。2功能性涂料簡介2.1示溫涂料在有些場合不宜采用溫度計、毫伏計、輻射高溫計等測量溫度，而又必須隨時了解
2、設(shè)備的溫度狀態(tài)，比如某些運動的機械或儀表殼體，或人體不能靠近的高溫設(shè)備環(huán)境，這類設(shè)備體可采用示溫涂料。當(dāng)溫度升到某一范圍時，涂料的顏色發(fā)生顯著變化，以指示物體的溫度。示溫涂料主要是由熱敏顏料分散在樹脂中配制而成的。由于顏料受熱達到一定溫度而發(fā)生物理或化學(xué)變化，很快明顯地改變顏色，從而指示被涂復(fù)物體表面的溫度。示溫涂料可分為可逆和不可逆兩種?？赡嫘允緶赝苛鲜侵府?dāng)物體達到某一溫度時，顏色發(fā)生明顯改變，當(dāng)溫度下降至某一溫度以下時，又變回到原來的顏色。不可逆示溫涂料則隨溫度變化而變化，又不能再恢復(fù)到原來的顏色。如果示溫涂料在升溫后只出現(xiàn)一種顏色變化，稱為單變示溫涂料，如果在升溫過程中有兩個變色溫度，則
3、稱為雙變示溫涂料；若出現(xiàn)多個變色溫度，則叫做多變示溫涂料。可逆性示溫涂料變色的原理，則由于熱敏顏料在受熱時發(fā)生晶形轉(zhuǎn)變、或者PH值改變，或者失去結(jié)晶水，從而使顏色發(fā)生顯著變化。不可逆性示溫涂料則是顏料發(fā)生熱分解、或升華、固相反應(yīng)等而出現(xiàn)新的顏色。前者在溫度下降后會恢復(fù)到原來的顏色，后者是在溫度下降后不能恢復(fù)本來的顏色?？赡嫘允緶赝苛铣Ｓ玫臒崦纛伭鲜氢挕㈡?、與六次甲基四胺含結(jié)晶水的鹽類、碘化物、碘汞酸的金屬化合物以及鋁粉和適當(dāng)?shù)挠袡C染料。不可逆性示溫涂料常用的熱敏顏料是鉛、鉻、鈷、鐵、錳、鉀、鈉、鋁、鈣等的硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物、硫化物和氨的復(fù)鹽與鉻鹽，以及鈷、銅、鎘、鋇、鎳等有機酸鹽。由鎳、鐵
4、、錳、鉻、銅等制備的示溫涂料一般用于高溫變色，溫度最高可達1300~1600℃，而鈷鹽的變色溫度在幾十度至數(shù)百度。視不同的絡(luò)合結(jié)構(gòu)和結(jié)晶水含量而不同。示溫涂料目前在兵器、航空航天器、電機及發(fā)動機等領(lǐng)域都有應(yīng)用。存在的問題是溫度指示的準(zhǔn)確度不夠高，約在5℃左右?？赡嫘允緶赝苛系膹?fù)原性能不夠好，復(fù)原時間較長或者不能完全恢復(fù)到起始時的狀態(tài)。相信隨著這些問題的解決，示溫涂料的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M一步擴大。2.2熱屏蔽涂料熱屏蔽涂料也叫燒蝕隔熱涂料或消融涂料，它是在遇有高溫引起燒蝕的時候，以自身的熔化、蒸發(fā)、汽化和化學(xué)分解等作用而帶走表面產(chǎn)生的大量的熱而保護機體內(nèi)的儀器、人員等不受高溫的傷害。顯然，這是主要用于
5、航天器表面的涂料，也可用于軍事、消防等工程及設(shè)備。可以用作熱屏蔽涂料的有機硅樹脂、硅橡膠、酚醛樹脂、聚酰胺、聚苯并噻唑、環(huán)氧樹脂、含苯醚的聚合物，尼龍和酚醛的混合物等。有機涂料在宇宙空間具有使用周期長、容易施工、附著力和撓曲性好，紅外線發(fā)射比高等優(yōu)點，但仍存在受紫外線作用降解的問題。無機涂料具有高的熱穩(wěn)定性、阻火性、電阻、殘渣的抗氧化性和很低的含碳量，與各種顏料有很好的混溶性，并容易獲得較高的純度。但它的撓曲性、附著力等機械性能比較差，并需要高溫固化，因而施工比較困難。美國航天飛機在沒有研制出合適的熱屏蔽涂料前，是靠粘貼耐高溫阻熱陶瓷片來保護機體的，但仍存在局部脫落的問題。熱屏蔽涂料對于出入，
6、特別是重返大氣層等反復(fù)使用的航天器、導(dǎo)彈、火箭等有重要保護作用。它屬于一次性保護涂料，在失效后，很容易重新涂復(fù)，對發(fā)射架等也有重要意義。熱屏蔽涂料也可以涂在其他涂料的表層，里層可以是表面反射涂料、轉(zhuǎn)化型涂料、相變涂料等。2.3導(dǎo)電涂料導(dǎo)電涂料是借助分散在涂料載體內(nèi)的導(dǎo)電性材料來傳導(dǎo)電流的，載體即成膜材料本身是不導(dǎo)電的，研究發(fā)現(xiàn)，有些聚合物本身也具有導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性，利用這種性能也可制成聚合物導(dǎo)電涂料，或稱本征型導(dǎo)電涂料。但這類涂料在性能，成本方面都有一些問題，因而其應(yīng)用受到一定限制。目前已經(jīng)獲得工業(yè)應(yīng)用價值的，主要是混合型導(dǎo)電涂料。用作導(dǎo)電涂料的導(dǎo)電物質(zhì)主要是金屬粉末和石墨、炭黑等。采用不同的
7、導(dǎo)電材料和載體可以制成不同電阻值的導(dǎo)電涂料。部分導(dǎo)靜電涂料的電阻值范圍如下：涂料組成電阻（歐姆）銀粉、陶瓷、醇0.003~0.005金粉、陶瓷、芳烴0.003~0.01鋁、金、陶瓷、醇0.05~0.13銀、纖維素、酮0.01~0.03石墨、乳膠、水25~75石墨、硅酸鹽、水100~300導(dǎo)電涂料的導(dǎo)電性能受導(dǎo)電材料的種類、粒子大小、填充量、分散狀態(tài)以及樹脂種類等的影響很大，應(yīng)該選用表面不易生成氧化
