纳米涂层
纳米涂层指纳米无毒涂层的先进工艺，科技含量高的纳米涂层技术。这种高科技纳米涂层不仅无毒无害，还可以缓慢释放出一种物质，降解室内甲醛、二甲苯等有害物质。
凡是传统表面涂层技术，都可以用来或者稍加改造，实现纳米材料复合涂层。
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纳米涂层指纳米无毒涂层的先进工艺，科技含量高的纳米涂层技术。这种高科技纳米涂层不仅无毒无害，还可以缓慢释放出一种物质，降解室内甲醛、二甲苯等有害物质。
凡是传统表面涂层技术，都可以用来或者稍加改造，实现纳米材料复合涂层。
在硬度高的，耐磨涂层中添加纳米相，可进一步提高涂层的硬度和耐磨性能，并保持较高的韧性。
将纳米颗粒加入到表面涂层中，可以达到减小摩擦系数的效果，形成自润滑材料，甚至获得超润滑功能。在一些涂层中复合C60，巴基管等，制备出超级润滑新材料。涂层中引入纳米材料，可显著地提高材料的耐高温、抗氧化性。如，在Ni的表面沉积纳米Ni-La203涂层，由于纳米颗粒的作用，阻止了镍离子的短路扩散，改善了氧化层的生长机制和力学性质。
纳米材料涂层可以提高基体的腐蚀防护能力，达到表面修饰、装饰目的。在油漆或涂料中加入纳米颗粒，可进一步提高其防护能力，能够耐大气，紫外线侵害，从而实现防降解，防变色等功效;另外，还可以在建材产品，如卫生洁具、室内空间、用具等中运用纳米材料涂层，产生杀菌、保洁效果。
纳米材料涂层具有广泛变化的光学性能。它的光学透射谱可从紫外波段一直延伸到远红外波段。纳米多层组合涂层经过处理后在可见光范围内出现荧光，用于多种光学应用需要，如传感器等器件。在各种标牌表面施以纳米材料涂层，成为发光、反光标牌;改变纳米涂层的组成和特性，得到光致变色，温致变色，电致变色等效应，产生特殊的防伪，识别手段。80nm的氧化钇可作为红外屏蔽涂层，反射热的效率很高。在诸如玻璃等产品表面上涂纳米材料涂层，可以达到减少光的透射和热传递效果，产生隔热作用;在涂料中加入纳米材料，能够起到阻燃，隔热，起到防火作用。
经过纳米复合的涂层，具有优异的电磁性能，利用纳米粒子涂料形成的涂层具有良好的吸波能力，能用于隐身涂层。纳米氧化钛、氧化铬、氧化铁和氧化锌等具有半导体性质的粒子，加入到树脂中形成涂层，有很好的静电屏蔽性能;80nm的钦酸钡可作为高介电绝缘涂层，40nm的四氧化三铁能用于磁性涂层;纳米结构的多层膜系统产生巨磁阻效应，可望作为应用于存储系统中的读出磁头。
纳米涂层的制造方法主要包括气相沉积、各类喷涂(含常温喷涂、火焰喷涂和等离子喷涂等)、镀覆(含电镀和化学镀)等多种方法 。
气相沉积:采用化学或物理气相沉积法可以在基体表面上形成纳米薄膜或得到纳米涂层。
纳米喷涂:热喷涂方法制备纳米结构涂层的主要优点是工艺简单,涂层和基体选择范围大,涂层厚度变化范围大,沉积率高,容易形成复合涂层等。
纳米涂装:在普通的涂料中,添加适当的纳米颗粒,可以大幅度提高涂料的悬浮稳定性、耐水洗性、附着力、光洁度、抗老化性等,并可同时得到一些特殊性能如光催光、吸收电磁波、防静电等。
根据纳米涂层的组成将其分为三类:完全为一种纳米材料体系、两种(或以上)纳米材料构成的复合体系，称0-0复合;添加纳米材料的复合体系，称为O-2复合。
完全的纳米材料涂层离商业化尚有相当一段距离，只有在军事上有所应用。但借助于传统的涂层技术，添加纳米材料，可使传统涂层的功能得到飞跃提高，技术上勿需增加太大的成本。这种纳米添加的复合体系涂层很快就可走向市场展示出强劲的应用势头。
利用现有的涂层技术，针对涂层的性能，添加纳米材料，都可以获得纳米复合体系涂层。纳米涂层的实施对象既可以是传统材料基体，也可以是粉末颗粒或是纤维，用于表面修饰、包覆、改性或增添新的特性。
纳米防水涂层的衣服它的表面有一层涂料可以防水，但是衣服嘛在缝制过程中像针线孔等都会渗水的，防水只能说是相对而言，你把它当雨衣穿肯定是不行的，像今年杰克琼斯出的一款纳米涂层的夹克，像下一些毛毛雨，或者是...
此外，纳米超薄膜涂层工艺已日趋成熟。据报道，日本某公司推出了一种高速强力型钻头，它是在韧性好的K类（WC+Co）硬质合金基体上交互涂覆了1,000层TiN和AlN超薄膜涂层，涂层厚度约2.5微米。使用...
利用现有的涂层技术,针对涂层的性能,添加纳米材料,都可以获得纳米复合体系涂层。纳米涂层的实施对象既可以是传统材料基体,也可以是粉末颗粒或是纤维,用于表面修饰...
美国密歇根大学和空军研究实验室合作开发出一种新型纳米涂层材料，其中95%以上是空气，能排斥上百种液体。用这种材料涂在纱网或织物上，其表面可形成一种对液体的弹力。用这种布料做成的衣物不仅超级抗污染，保护穿着者免受化学药品伤害，还可能开发出用于船舶的先进防水涂料，大大减少水流对船只的拖曳。相关论文发表在最近出版的《美国化学协会杂志》上。 这种涂层排斥的一类液体叫做"非牛顿流体"，包括洗发剂、蛋奶酱、血液、油漆涂料、黏土、打印墨水等，这类液体的黏性取决于它们所受的力。而牛顿流体，如水等，其黏度与自身受力无关。 研究人员将这种纳米涂层称为"超全恐液面"，是一种叫做"聚二甲硅氧烷"的弹性塑料粒子混合物，能从立方纳米的尺度对液体形成斥力。研究人员指出，这种材料的化学成分固然重要，但更重要的是它的纹理。无论用在什么物质表面，它都能紧紧缠附在孔状结构上，由此就在这些孔中形成了更加精细的网。这种结构也意味着涂层中95%-99%的部分形成了气袋，所以接触该涂层的任何液体，几乎都无法触及它的固体表面。由于液体只能接触到织物涂层表面的细丝，因此大大减少了分子间的作用力。"当两种材料靠得足够近时，彼此会受对方所带正电或负电荷的影响。如果是固液接触，液体就会进入固体并形成扩散。这种纳米涂层使固体表面和液滴之间的相互作用大大减小。"论文通讯作者、密歇根大学材料科学与工程副教授阿妮斯·图蒂亚说，"几乎任何液体滴到上面都会立刻弹开，而不会形成浸润。目前也有其他相似的防液材料，但把一些表面张力很低的液体如油、酒精、有机酸、有机碱和多种溶剂滴在上面，会有些黏附并四下流散，这种效果并不是我们想要的。" 研究人员实验了100多种液体，只有冰箱、空调中所用的两种氯氟烃能渗透涂层。在实验室，他们演示了该涂层能排斥咖啡、酱油、植物油、盐酸和硫酸，避免了衣物污染和皮肤烧伤。图迪亚说，它还能排斥汽油和多种酒精，"迄今为止，还没人演示过低表面张力非牛顿流体的弹性"。
钛金纳米涂层改善空调器除霜性能的研究
钛金纳米涂层改善空调器除霜性能的研究
本文研究了涂覆在空调器室外换热器翅片表面的液态纳米复合材料的性能,该种纳米复合材料具有优良的亲水性、表面自清洁功能、较强的附着力、耐流水冲刷和耐冷热冲击等物理性能,能有效保证室外侧换热器的循环风量,缓解室外换热器在低温制热状态下的结霜程度,减少空调器的除霜时间及次数,提高空调器的制热量。
瑞士研究纳米涂层加大布料的防水效果
瑞士研究纳米涂层加大布料的防水效果
负责此项研究的苏黎世大学的研究人员史泰法．西格表示，此布料是由聚酯纤维制成的，上面涂有数百万微小硅丝，是至今制造出来的最防水的布料。此超级防水布的秘诀是上面涂有一层硅纳米丝，这种纳米防水布料可是高级化学防水材料。
此外，纳米超薄膜涂层工艺已日趋成熟。据报道，日本某公司推出了一种高速强力型钻头，它是在韧性好的K类(WC+Co)硬质合金基体上交互涂覆了1,000层TiN和AlN超薄膜涂层，涂层厚度约2.5微米。使用表明，该钻头的抗弯强度与断裂韧性可大幅度提高，其硬度则与CBN相当，刀具寿命可提高2倍左右。该公司还开发出ZX涂层立铣刀，超薄膜镀层数达2,000层，每层厚度约1nm，用该立铣刀加工60HRC的高硬度材料，刀具寿命远高于TiCN和TiAlN涂层刀具。第八届中国国际机床展览会(CIMT2003)上，瑞士某公司推出的纳米结构涂层(AITiN/SiN) 立铣刀，其涂层硬度为45GPa，氧化温度1100℃，切削对比试验表明，其寿命比TiN涂层立铣刀高3倍，比TiAlCN涂层立铣刀高2倍。除上述AITiN/SiN、TiAlCN新涂层外，还有特定功能的涂层，如MoS2、DLC润滑涂层，其摩擦因数小(0.05)，适于涂覆丝锥、钻头等刀具，可改善排屑性能，或者作为复合涂层的表面涂层，减少切屑的粘结。
《一种高性能金属防护纳米涂层的制备方法》的目的在于：提供一种新的高性能金属防护纳米涂层的制备方法，以提高纳米氧化物在有机树脂网络中的分散度，提升金属纳米涂料的防护性能。
《一种高性能金属防护纳米涂层的制备方法》包括以下步骤：
（1）将稀释剂与纳米氧化物颗粒按照重量比40～100:1进行球磨，得到纳米氧化物悬浮液；
（2）按2～3:1重量比称量丙烯酸酯和其余共聚性单体得到混合单体，加入混合单体总重量80～120％的步骤（1）得到的纳米氧化物悬浮液，并加入混合单体总重量的1～3％的反应添加剂，所得混合物搅拌10～15分钟，得到原位聚合反应前驱液。
（3）氮气保护下，向反应容器（烧瓶）内加入10～30wt％的步骤（2）所得的原位聚合反应前驱液，并控制（四口）烧瓶内搅拌浆的搅拌速率为180～200转/分钟，通过油浴加热维持反应体系的温度为50～85℃，在1～8小时反应时间内滴加剩余的70～90wt％原位聚合反应前驱液，滴加完毕后将反应体系温度升高至90℃保温0.5～2小时，撤去油浴装置，自然冷却到30～50℃，将四口烧瓶内的反应产物倒出，加入步骤（2）中单体总重量3～6％的pH值调节剂并用玻璃棒搅拌5～10分钟后得到纳米氧化物—丙烯酸树脂；
（4）以步骤（3）得到的纳米氧化物—丙烯酸树脂为主要原料通过球磨的方法配制金属防护纳米涂料，其中，各组分的含量以重量份计分别为：纳米氧化物—丙烯酸树脂20～35、稀释剂20～50、环氧树脂3～15、助剂10.3～20.5。
（5）将步骤（4）所得金属防护纳米涂料刷涂、辊涂或喷涂于清洁的金属基材表面，经加热固化在金属表面形成纳米防护涂层。
纳米氧化物颗粒包括纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米二氧化锆和纳米三氧化二铝中的一种或几种混合，并且平均粒径为20～30纳米；步骤（1）和（4）中所述稀释剂相同，是甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、正丁醇、二丙酮醇中的一种或几种；步骤（2）所述的混合单体包括60～90wt％甲基丙烯酸甲酯和10～40wt％共聚性单体，其中的共聚性单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、乙酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、2-乙基已酯、苯乙烯中的一种或几种；步骤（2）所述的反应添加剂包括引发剂和链转移剂，其中引发剂是过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈中的一种或两种；链转移剂是四溴化碳、丁基硫醇和十二烷基硫醇中的一种或几种。步骤（3）所述的pH值调节剂为二甲基乙醇胺，N-甲苯二乙醇胺，三乙胺中的一种或几种。步骤（4）所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，环氧值为0.45～0.54；所述的所述助剂包括分散剂、固化剂、消泡剂、润湿剂、流平剂、防锈剂和/或本领域公知的其他助剂。步骤（5）所述的清洁的金属基材表面是指经除锈、除污和除油后的中性金属表面；步骤（5）所述的加热固化是指在190～205℃下保温10～13分钟。
该发明选用综合性能优良的丙烯酸—环氧复合体系树脂。丙烯酸树脂成膜后具有漆膜透明，耐候性，耐黄变性，耐磨性，防霉性，耐高温高湿性，耐化学品性，保光保色性优异等突出特点。但其唯一缺陷就是“热粘冷脆”，因而丙烯酸树脂在使用上受到气候条件限制。环氧树脂固化后具有独特的粘接力，光亮度，防水性及耐寒性、耐磨性、耐有机溶剂性，在各种涂料、复合材料和粘合剂中具有广泛应用。在丙烯酸树脂中添加部分环氧树脂能够提高复合树脂的粘流温度，使其“热而不粘”；同时丙烯酸树脂中的软质聚丙烯酸玻璃化温度较低，即使在较低温度下，高分子链段运动被冻结，柔性聚丙烯酸链段的运动能力仍很强，当交联网络承担负荷时，能迅速将应力传递到柔性链上，起到分散应力作用，使其“冷而不脆”。丙烯酸—环氧复合体系树脂不但解决了丙烯酸树脂“热粘冷脆”的问题，而且赋予了单一树脂体系所无法比拟的综合性能。
该发明基于复合材料的设计思路，通过将纳米氧化物颗粒在稀释剂中预分散，然后原位聚合生成纳米氧化物—丙烯酸树脂，再与环氧树脂、稀释剂和助剂混合球磨配制纳米氧化物—丙烯酸—环氧树脂金属防护纳米涂料，最后将该涂料涂装于清洁的金属基材表面，经加热固化制成高性能金属防护纳米涂层。在该纳米涂层中实现了有机—无机复合、有机—有机复合，同时在有机组分中高分子链实现了钢柔复合，在聚合反应中单体实现了软硬复合。由此制备出的高性能金属防护纳米涂层能够改善纳米氧化物粒子于丙烯酸—环氧树脂所构成的网络中分散均匀度，提高所制成涂料的涂膜硬度、附着力、耐刮伤性、耐腐蚀性、耐水性、抗弯曲和抗冲击等方面的性能。
与2009年2月前已有技术相比，《一种高性能金属防护纳米涂层的制备方法》的金属防护纳米涂层的制备方法所具有的有益效果具体表现为：
1.提高了金属防护纳米涂层的耐腐蚀性能。
耐腐蚀性能是金属防护纳米涂层的重要指标，通常耐腐蚀性能可通过中性盐雾试验和电化学分析来衡量。
a.中性盐雾试验
采用YWX/Q-150B型盐雾试验箱按照美国盐雾试验标准（ASTM-B117）比较在上述相同配方和涂装工艺条件下该发明的方法所制备的430不锈钢表面涂层与传统共混法所制备的430不锈钢表面涂层的耐盐雾腐蚀性能。结果见图1。其中图1a是两种方法所制得涂层1000小时中性盐雾试验后的数码照片。在图1a中，传统共混法样板的划叉部位经盐雾腐蚀已经出现部分脱落，而该发明的原位法样板依然具有较好的表观性能。图1b是这两种方法所制得涂层1000小时中性盐雾试验后的光学显微照片。同样，传统共混法样板的划痕周围出现了许多丝状腐蚀现象，而该发明的原位法未观察到腐蚀迹象。由此可见，该发明方法所制备的纳米防护涂层具有更强的耐盐雾腐蚀性能。
b.电化学分析
运用循环伏安法对涂有共混法和原位法金属纳米涂层的430不锈钢板和430不锈钢光板进行电化学分析。其中，电解质为3wt.％的氯化钠水溶液，饱和甘汞电极作为参比电极，样板为工作电极，铂电极为对电极，电压以0.002伏/秒的变化速率从-1.0伏变化到1.2伏后返回-1.0伏。图2测试结果表明：通过共混法纳米涂层处理后的430不锈钢板在电压循环过程中产生了较大的腐蚀电流，说明电化学腐蚀速率较高；与传统共混法相比，经该发明所制得的原位法纳米涂层处理后的430不锈钢板的腐蚀速率得到了大幅减低。
以上分析说明：该发明的方法能够提高2009年2月前已有技术所制备金属防护纳米涂层的耐腐蚀性能。
2.提高了金属防护纳米涂层的抗冲击性能。
运用QCJ型漆膜冲击器测试经过共混法和原位法金属纳米涂层处理的430不锈钢板的抗冲击性能，其中，重锤重量1000克，冲击高度1米，冲头直径8毫米。测试后样板的照片见图3。在图3中，传统共混法的涂层出现明显剥落现象，而该发明的原位法涂层依然与基材结合良好，说明该发明的方法能够提高2009年2月前已有技术所制备金属防护纳米涂层的抗冲击性能。
3.提高了金属防护纳米涂层的表面硬度。
运用HV-1000型显微硬度仪测试经过共混法和原位法金属纳米涂层处理的430不锈钢板的抗冲击性能，其中，施加载荷1.96牛，保载时间10秒。测试后压痕的显微照片见图4。传统共混法涂层尚能得到较清晰的压痕，维氏硬度测定值为368.84千克/平方毫米；但该发明的原位法所制备的涂层能够较好地释放和传递外界应力，以致压头无法在涂层表面获得清晰的压痕，这说明该发明的金属防护纳米涂层提高了2009年2月前已有技术所制备金属防护纳米涂层的表面硬度。
4.从原理上改善了金属防护纳米涂层中纳米颗粒的分布。
图5是从原理上分析金属防护纳米涂层中纳米颗粒的分布情况示意图。传统共混法将配制金属防护纳米涂料的所有原料在树脂体系中研磨混合，混合体系粘度大，纳米氧化物很难分散均匀，因此，通常形成高分子网络包围大块团聚严重的纳米氧化物群；对该发明的原位法而言，纳米氧化物粒子首先在粘度低的稀释剂中预分散，而后在已充分分散的纳米氧化物粒子周围原位生成高分子树脂，不但提高了金属防护纳米涂层中纳米颗粒的分散度，而且改善了其对高分子树脂网络的增强作用。
原理上的改进和涂层各项性能的提高充分表明：该发明的金属防护纳米涂层的制备方法超越了传统的共混法工艺，具有广阔的应用前景。
《一种高性能金属防护纳米涂层的制备方法》涉及一种高性能金属防护纳米涂层的制备方法，特别涉及一种金属防护纳米涂料的配制、涂装，及该涂料在金属防护领域中的应用。
涂层刀具纳米涂层