GN-90纳米无机硅溶液简介

20世纪80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国都给予了极大关注。它所具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料是处在原子簇和宏观物体交界过渡区的一种典型系统，其结构既不同于体块材料，也不同于单个的原子，其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等，拥有一系列新颖的物理和化学特性，在众多领域特别是在光、电、磁、催化、化工等方面具有非常重大的应用价值。

近年来，纳米材料在化工领域得到了一定的应用，其中包括在涂料工业中的应用。据统计，在发达的工业国家内，涂料产值约占化学工业年产值的10%。这不仅是因为涂料工业投资小、见效快、经济效益高，更重要的是涂料在发展现代工业方面起着非常重要的辅助作用。借助于传统的涂层技术，添加纳米材料，可获得纳米复合体系涂层，实现功能的飞跃。因此，纳米材料的开发为涂料工业的发展，为提高涂料性能和赋予其特殊功能开辟了一条新途径。

我们利用纳米材料光催化净化的特性，可催化净化大气环保，释放负离子活性氧。有机材料含有挥发性有机污染物（VOC），使用过程中不断散发甲醛、甲苯等污染室内空气，同时大气中NO、NO₂、H₂S、SO₂等影响空气质量，所有这些污染物严重危害人类身心健康。利用纳米光催化技术，涂料吸附空气中的水之后，受纳米粒子表面空穴作用（H）氧化成HO自由基活性物，能够强有力地夺得其它物质中的自由电子进而发生强氧化反应，有机污染物（如细菌、甲醛、甲苯）、微生物及微生物赖以生存的有机营养物、氮氧化物（NO_X）、硫氧化物（SO₂）、硫化物（H₂S）等可被其氧化成二氧化碳、水和相应的酸，从而达到净化空气，持久保持空气清新，让您犹如生活在大森林中。

我国是涂料生产和消费大国，但当前国产涂料普遍存在着性能方面的不足，诸如悬浮稳定性差、触变性差、耐候性差、耐洗刷性差、不环保等，致使每年需进口大量高质量的涂料。同时,随着国人环保节能意识的提高和中国涂料业的飞速发展，原有的溶剂型涂料已不能满足于涂料市场的竞争和使用，迟早会被环保涂料所取代。上海、北京、杭州、宁波、河南、河北、吉林、辽宁等地的一些涂料生产企业敢于创新，成功地实现了KH-改性纳米无机硅溶液在水性涂料中的应用。因此，水性纳米复合涂料由于其环保性和高性能的结合，成为了近年研究的主要方向。我公司专利技术生产的GN-90纳米无机硅溶液及系列产品已成为水性涂料必不可少的主要原材料之一，是国家涂料研发部门的**推荐产品。

我公司采用特殊的工艺制备的KH-改性纳米无机硅溶液是对纳米二氧化硅的改性产品,除具有纳米二氧化硅的一切特性之外,还有其他不同的、更优异的性质。在生产过程中比二氧化硅粉末具有更大的应用优势，具有使用方便、无粉尘污染、运输便利、易储存等特点。

一、GN-90纳米无机硅溶液在涂料中的应用原理

GN-90纳米无机硅溶液是乳白或淡青色液体，分子表面存在不饱和的残键及不同键合状态的羟基，其分子状态呈三维链状结构。一般来讲，纳米粒子表面相互聚集的氢键之间的作用力不强，易以剪切力加以分开。然而，这些氢键会在外部剪切力消除后迅速复原，使其结构迅速重组。这种依赖时间与外力作用而回复原状的剪切力弱化反应，称为“触变性”。触变性是KH-改性纳米无机硅溶液改善传统水性涂料各项性能的主要因素。

分子图：

二、GN-90纳米无机硅溶液在水性涂料中的应用特性

1、节能环保: 纳米微粒具有大颗粒所不具备的特殊光学性能，普遍存在“蓝移”现象。经分光光度仪测试表明，GN-9O纳米无机硅粒子具有极强的紫外吸收、红外反射特性，对波长400nm以内的紫外光吸收率达70%以上，对波长400nm以内的红外光反射率也达70%以上。它添加在水性涂料中，能对涂料形成屏蔽作用，达到抗紫外老化和热老化的目的，同时增加涂料的隔热性。所以有节能环保作用。

2、耐洗刷：添加GN-90纳米无机硅溶液的水性漆耐洗刷性大幅提高，特别是在用于内外墙乳胶漆方面,耐洗刷性由1千次左右提高到5-7千次左右。

3、耐候性：耐候性可提高3倍左右，添加一定量的GM-9O纳米无机硅可使传统水性涂料产品的抗紫外老化性能由原先的250h（粉化1级、变色2级）提高到600 h（无粉化，漆膜无变色，色差值4.8）以上。在车辆和船舶用的水性涂料中，添加GN-90无机硅溶液是提高涂层光洁度和抗老化性能的关键环节，涂层干燥时，GN-90纳米无机硅能很快形成网络结构，使其耐老化性能、光洁度及强度成倍提高,耐侯性可达10年左右。

4、耐沾污性和自洁性：研究表明，通过如下途径可提高涂膜的耐沾污性和自洁性，一是利用GN-90纳米无机硅粒子的多微孔结构，通过一定的工艺手段在涂膜表面形成纳米尺度范围内几何形状互补的(如凸与凹相间)界面结构，使其吸附空气而在表面形成一层稳定的气体阻隔膜；二是对GN-90纳米无机硅粒子进行表面处理，使其表面呈现双亲性或双疏性，从而有效改善雨水对建筑涂料涂膜表面的润湿以及粉尘的附着性，提高涂膜的耐沾污性和自洁能力。

5、抗菌性：在水性涂料中，当GN-90纳米无机硅溶液的添加量超过3%时，涂料表现出明显的抗菌效果。

6、疏水防腐抗酸碱性：添加GN-90纳米无机硅溶液的水性疏水防腐蚀涂料，不仅具有良好的附着性、耐蚀性、抗酸碱，而且具有很高的致密性及抗离子的渗透性。

7、透明性：GN-90纳米无机硅溶液可保证水性纳米改性涂料的透明性。利用GN-90纳米无机硅溶液可制得高耐磨透明水性涂料，使其耐磨性比原来提高10倍以上。

8、硬度和柔韧性：当GN-90纳米无机硅粒子在有机材料中呈均匀而单个颗粒分散时，纳米粒子如同刚性链条一样对有机材料起增强作用，从而提高紫外光固化涂料的涂膜硬度，**高可达2.5倍以上,涂料成膜后并有一定柔韧性.

9、热稳定性：在水性紫外光固化涂料中，GN-90纳米无机硅溶液能提高涂膜的玻璃化温度。

10、耐高温性:产品具有耐高温性能，可耐高温达1100度左右.

11、成膜性.因与有机物复合改性,单体可以成膜,加入GN-90纳米无机硅溶液的水性涂料成膜质量更加优异.

水性涂料原料添加GN-90纳米无机硅溶液溶液后，存在的悬浮稳定性差、触变性差、光洁度不高等问题也得到很好的解决；添加GN-90纳米无机硅溶液的水性涂料的开罐效果也明显地改善, 涂料不分层、防流挂、施工性良好、附着力强。

三.使用方法

GN-90纳米无机硅溶液的分散可以使用多种方法，例如碾磨，高速剪切，球磨，砂磨，超声波分散等等，其中前两种方法使用的更多。将GN-90纳米无机硅溶液添加到水性涂料中，其分散步骤分为一步法和两步法。

一步法指将KH-改性纳米无机硅溶液加入产品原料体系中直接得到所需要的一定含量的产品，在涂料研磨阶段同其它填料一起加入，或先加入到水性色浆中参加高速分散，再一起混合到乳液中。一步法的特点是生产工艺简单，比较适合大批量，产品单一的生产。

两步法是先将GN-90纳米无机硅溶液以较高的比例分散到原料制成母料，然后再加入原料稀释到一定的比例。两步法的特点是由于体系粘度较高，分散时剪切力较大，GN-90纳米无机硅溶液的分散较好，适合多品种生产。目前，国内产品质量较好的企业使用的分散方式主要采取一步法的高速剪切分散，能基本满足用户的需要。

四、应用领域、添加量（％）、产品特点和性能

1.水性封闭底漆. 因为GN-90纳米无机硅溶液具有极强吸附能力和耐酸碱耐腐蚀能力，生产底漆添加量可达30%，封闭效果极好，附着力**,降低成本明显，提高质量效果显著。

2、水性内外墙乳胶漆：添加3～13，可以起到良好的触变、防沉降、防流挂、增加强度、增加耐磨性、增强耐候性、耐水性等作用。

在生产水性腻子、水性封闭底漆、水性内外墙乳胶漆时，因GN-90纳米无机硅溶液与生产涂料的乳液混合后成为纳米乳液,纳米乳液为主要成膜物质,能有效渗入墙体微孔,在外墙表面形成致密的高耐碱性漆膜,封闭好,用于需要抗碱及封闭作用的住宅、写字楼、酒店等新旧墙体。使用本产品生产的水性腻子膏和水性封闭底漆，能形成有效抗碱作用，能有效阻止水溶盐的有碱析出，以保护面漆免受碱盐侵蚀，有极好的附着力和良好的防霉性，能均衡基材的吸水性，可**大限度发挥面漆的色彩和遮盖力。

3、水性金属漆：添加量5-12,防腐、防锈，覆盖好，硬度强，增加附着力。

4、水性浮雕漆：添加量6,增加附着力，覆盖好，增加耐磨性，增强耐候性。

5、水性真石漆: 添加量6-7,增加附着力，覆盖好，增强耐候性,增加硬度和韧性。

6、水性玻璃漆: 添加量5-10,增加附着力，增强耐候性。

7、文物保护漆: 添加量6-12,增加附着力，增加耐磨性，覆盖好，增强耐候性

8、水性木器漆: 添加量5-20,增加耐磨性, 增强耐侯性，提高硬度和附着力。

9、水性色浆：添加量5, 防沉降。

10、水性油墨：添加量5, 增稠、触变、防沉降、增加附着力,提高亮度和反差。

总之，加入GN-90纳米无机硅溶液生产的水性涂料一改人们对传统水性漆的偏见，以品质**、功效显著、节能环保获得了人们认可，生产企业生产的水性涂料产品质量提高，生产成本下降，经济效益提高明显，企业竞争能力大幅增强。我们公司同时也在对GN-90纳米无机硅溶液进行升级换代，以满足涂料企业不断发展的需要，