隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格和消費(fèi)者對(duì)健康居住環(huán)境需求的提升，水性涂料行業(yè)正面臨著前所未有的創(chuàng)新壓力與機(jī)遇。

納米材料作為改善涂料性能的關(guān)鍵添加劑，已成為行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的核心動(dòng)力。其中，10納米氧化鋅憑借其獨(dú)特的量子尺寸效應(yīng)和表面界面效應(yīng)，正引領(lǐng)著水性涂料的功能性變革。

 

01 納米氧化鋅，水性涂料的新機(jī)遇

傳統(tǒng)涂料行業(yè)長(zhǎng)期面臨性能與環(huán)保難以兼顧的困境。水性涂料雖環(huán)保，但在耐候性、抗菌性和特殊功能方面往往不及溶劑型涂料。

納米氧化鋅的出現(xiàn)為破解這一難題提供了關(guān)鍵技術(shù)支持。尤其是10納米級(jí)別的氧化鋅，因其粒徑小、比表面積大、活性高，能夠?yàn)樗酝苛蠋矶嘀匦阅芴嵘?/span>

隨著雙碳戰(zhàn)略的推進(jìn)，建材行業(yè)對(duì)環(huán)保型功能性涂料的需求持續(xù)增長(zhǎng)，納米氧化鋅改性的水性涂料正成為行業(yè)創(chuàng)新熱點(diǎn)。

02 技術(shù)突破，10nm氧化鋅的特性

粒徑優(yōu)勢(shì) ：10納米氧化鋅（D50僅為10納米）具有巨大的比表面積（120平方米/克），為其提供了極高的表面活性和反應(yīng)能力。納米級(jí)的粒徑使得氧化鋅可與涂料樹脂實(shí)現(xiàn)分子水平上的結(jié)合，極大改善了涂層性能。

光學(xué)性能 ：研究發(fā)現(xiàn)，波長(zhǎng)小于350納米（UVB）時(shí)，氧化鋅與二氧化鈦的紫外線遮蔽效率相近，但在 350-400納米（UVA）范圍內(nèi)，氧化鋅的遮蔽效率明顯高于二氧化鈦 。

同時(shí)氧化鋅的折射率（n=1.9）小于二氧化鈦（n=2.6），對(duì)光的漫反射率較低，這一特性使得含有納米氧化鋅的涂層具有更好的透明度和平滑度。

分散技術(shù) ：通過先進(jìn)的表面處理技術(shù)，現(xiàn)代易分散型納米氧化鋅能夠穩(wěn)定均勻地分散在水性體系中，形成高度分散化、均勻化和穩(wěn)定化的分散體系，極大地發(fā)揮了納米材料功能改性的作用。

03 性能提升，多功能應(yīng)用場(chǎng)景

抗菌防霉功能

納米氧化鋅的抗菌機(jī)制主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：鋅離子釋放、破壞細(xì)菌細(xì)胞壁和光催化作用。

鋅離子具有氧化還原性，能與細(xì)胞膜及膜蛋白結(jié)合，破壞其結(jié)構(gòu)，進(jìn)入細(xì)胞后破壞電子傳遞系統(tǒng)的酶并與DNA反應(yīng)。

在殺滅細(xì)菌后，鋅離子可從細(xì)胞內(nèi)游離出來，重復(fù)上述過程，這也是氧化鋅抗菌持久性的原因。納米氧化鋅對(duì)多種細(xì)菌、真菌和病毒都有很好的抑制作用，能夠有效減少涂層的生物附著量和生物污染的風(fēng)險(xiǎn)。

抗紫外與耐老化性能

納米氧化鋅具有 屏蔽紫外線、吸收紅外線 的功能，可廣泛應(yīng)用于建筑內(nèi)外墻乳液涂料及其他涂料中。

研究表明，納米氧化鋅對(duì)280-320nm的紫外線有良好吸收效果，且納米氧化鋅顆粒同時(shí)具有較好的可見光透過性，使其成為比較理想的紫外屏蔽劑。

含有納米氧化鋅的涂層具有出色的耐候性，能夠增強(qiáng)對(duì)紫外線的抵抗能力，防止涂料老化、褪色和粉化。

機(jī)械性能增強(qiáng)

在涂料中添加納米氧化鋅可增加產(chǎn)品強(qiáng)度和致密性、粘合性、光潔度。納米氧化鋅的增稠作用還有助于提高顏料分散的穩(wěn)定性，改善涂料的流平性和施工性能。

實(shí)踐證明，納米氧化鋅改性涂料的耐沾污性、耐人工老化性、耐水耐堿性、耐洗刷性、硬度及附著力等傳統(tǒng)機(jī)械力學(xué)性能可得到較大的改善。

04 應(yīng)用廣泛，多個(gè)領(lǐng)域受益

建筑涂料 ：在建筑涂料中，納米氧化鋅水性分散液可作為功能性添加劑，提高涂料的耐候性，增強(qiáng)對(duì)紫外線的抵抗能力，防止涂料老化、褪色和粉化。

其抗菌性能有助于抑制霉菌和藻類在涂層表面的生長(zhǎng)，保持涂層的美觀和性能。

工業(yè)防護(hù)涂料 ：在工業(yè)涂料方面，納米氧化鋅可改善涂料的附著力和硬度，提升涂層對(duì)金屬等基材的保護(hù)性能，廣泛應(yīng)用于汽車、船舶等行業(yè)的涂裝。

特種涂料 ：納米氧化鋅還具有質(zhì)量輕、厚度薄、顏色淺、吸波能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為吸波涂層研究的熱點(diǎn)。其導(dǎo)電性可賦予涂層以抗靜電性，用于電話機(jī)、微機(jī)等的防菌涂層。

05 可持續(xù)性，環(huán)境友好優(yōu)勢(shì)

納米氧化鋅無毒、無味、不分解、不變質(zhì)，對(duì)環(huán)境友好，符合環(huán)保要求。與傳統(tǒng)防污材料相比，新型鋅基異構(gòu)體氧化鋅采用了智能離子釋放技術(shù)，能夠精確控制鋅離子的釋放速率。

通過尖晶石固溶體技術(shù)，讓鋅離子像“定時(shí)膠囊”一樣緩慢釋放，釋放速度從0.8μg/cm2/day降至0.23μg，防污周期從1.5年延長(zhǎng)至5年。

現(xiàn)代生產(chǎn)工藝也更加環(huán)保，如新潤(rùn)豐鋅業(yè)采用兩段式雙氣氛梯度曲線煅燒技術(shù)，單噸能耗降低50%，碳排放強(qiáng)度下降30%。

06 應(yīng)用建議，實(shí)踐指導(dǎo)

添加量控制 ：研究表明，納米氧化鋅在涂料中的添加量一般為1-5%就能獲得很好的抗菌效果。用戶也可根據(jù)自身的應(yīng)用要求來確定具體的添加比例。

分散處理 ：為了充分發(fā)揮納米氧化鋅的性能，建議使用經(jīng)過表面處理的易分散型納米氧化鋅，這類產(chǎn)品能夠穩(wěn)定均勻地分散在體系之中，形成高度分散化、均勻化和穩(wěn)定化的分散體系。

配方優(yōu)化 ：在配方設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮納米氧化鋅與其他成分的相互作用，優(yōu)化整體配方，以獲得最佳的性能表現(xiàn)。納米氧化鋅不僅提供著色力和遮蓋力，還可作為涂料的防腐劑和發(fā)光劑。

 

納米氧化鋅技術(shù)仍在不斷發(fā)展。新材料體系如鋅尖晶石基復(fù)合材料通過精準(zhǔn)調(diào)控ZnO摩爾比例與晶格畸變因子，可實(shí)現(xiàn)光學(xué)帶隙精準(zhǔn)調(diào)控（3.2-3.4eV），滿足紫外光催化、抗菌自潔等多場(chǎng)景需求。

未來，隨著電子級(jí)鋅基異構(gòu)體超構(gòu)復(fù)合氧化鋅材料的開發(fā)，以及鋅基光催化材料在自清潔建筑玻璃中的應(yīng)用，納米氧化鋅在水性涂料中的功能將進(jìn)一步擴(kuò)展。

我們有理由相信，10納米氧化鋅將繼續(xù)引領(lǐng)水性涂料向更高性能、更多功能、更環(huán)保的方向發(fā)展，為人類創(chuàng)造更加健康、安全、耐久的生活環(huán)境。