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納米材料的特性為其廣泛的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ),利用納米材料特殊的抗紫外線,抗老化,高強(qiáng)度和韌性,良好的靜電屏蔽效應(yīng),色澤變換效應(yīng)及抗菌消臭功能,開(kāi)發(fā)和制備新型的汽車(chē)涂料,納米復(fù)合材料車(chē)體,納米發(fā)動(dòng)機(jī)及納米汽車(chē)潤(rùn)滑劑,尾氣凈化劑等具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展前景。
材料被控制到納米級(jí)時(shí),不僅光、電、熱、磁性發(fā)生變化,而且具有輻射、吸收、吸附等許多新特性。這是由于隨著粒子的細(xì)微化,納米材料的表面活性也隨之增加。在汽車(chē)的諸多部位,比如底盤(pán)、輪胎或者車(chē)體等,都能見(jiàn)到納米材料的影子,直到現(xiàn)在如何高效地運(yùn)用納米技術(shù)以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的快速發(fā)展仍是汽車(chē)行業(yè)**受關(guān)注的議題之一。
納米材料在汽車(chē)研發(fā)中的主要運(yùn)用方向
一,汽車(chē)涂料。
納米技術(shù)在汽車(chē)涂料中的應(yīng)用可分為多個(gè)方向,具體有納米面漆、碰撞變色涂料、抗石擊涂料、防靜電涂料、除臭涂料等。
1.汽車(chē)面漆
面漆是對(duì)汽車(chē)質(zhì)量所進(jìn)行的一種直觀性評(píng)價(jià),好的汽車(chē)面漆不僅應(yīng)當(dāng)具備**的裝飾性,而且還應(yīng)當(dāng)具備**的耐久性,也就是要能夠抵抗紫外線、水分、酸雨以及抗劃痕等性能。
在納米面漆中,納米顆粒分散在有機(jī)聚合物骨架中,作承受負(fù)載的填料,與骨架材料相互作用,有助于提高材料的韌性和其他機(jī)械性能。研究表明,將10%的納米TiO2(VK-T200)粒子分散于樹(shù)脂中,可提高其機(jī)械性能,尤其可使抗劃痕性能大大提高;而將納米高嶺土作填料時(shí),所制成的復(fù)合材料不但透明,而且還具備吸收紫外線的特點(diǎn),同時(shí)還可提升熱穩(wěn)定性。
另外,納米材料還具有隨角度變色的效應(yīng),將納米TIO2(VK-T25Q)添加在汽車(chē)的金屬閃光面漆中,能使涂層產(chǎn)生豐富而變幻莫測(cè)的色彩效果。納米粉與閃光鋁粉或云母珠光粉顏料并用于涂料體系時(shí),能在涂層的光照區(qū)的測(cè)光區(qū)反射藍(lán)色乳光,從而增加金屬面漆顏色的豐滿度,產(chǎn)生獨(dú)特的視覺(jué)效果。
將納米TIO2(VK-T25Q)添加在汽車(chē)的金屬閃光面漆中
②碰撞變色涂料
目前汽車(chē)上的油漆在遭遇撞擊時(shí)并不會(huì)有明顯變化,容易因?yàn)闆](méi)發(fā)現(xiàn)內(nèi)部創(chuàng)傷而留下隱患,而碰撞變色涂料正是為了防止汽車(chē)碰撞留下隱患而發(fā)明的。在涂料內(nèi)部含有裝有染料的微型**,一旦遭遇強(qiáng)外力作用便會(huì)破裂,使受撞部位的顏色立即發(fā)生改變,以提醒人們重視。
③防石擊涂料
汽車(chē)車(chē)體是**貼近地面的部分,經(jīng)常受到各種濺起的碎石、瓦礫沖擊,因此需要采用具有抗石擊作用的防護(hù)涂料。在汽車(chē)涂料中添加納米AL2O3(VK-L30),納米SIO2(VK-SP30)等粉體,可以提高涂層的表面強(qiáng)度,提高耐磨性,減少碎石對(duì)車(chē)體帶來(lái)的傷害。
④防靜電涂料
由于靜電會(huì)引起諸多麻煩,所以汽車(chē)內(nèi)飾件涂料及塑料部件用防靜電涂料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用日益廣泛。日本積水化學(xué)公司開(kāi)發(fā)了汽車(chē)塑料部件用無(wú)裂紋抗靜電透明涂料,美國(guó)用納米材料如80nm的SIO2(VK-SP50),40nm的TIO2(VK-T25)和20nm的CR2O3與樹(shù)脂復(fù)合可作為靜電屏蔽涂層。
⑤除臭涂料
新車(chē)通常存在異味,主要是汽車(chē)裝飾材料當(dāng)中樹(shù)脂添加劑含有的揮發(fā)性物質(zhì)。納米材料具備了非常強(qiáng)的抗菌、消臭、吸附等功能,所以將一些納米微粒作為載體,可以吸附相關(guān)的抗菌離子,從而形成脫臭涂料,以實(shí)現(xiàn)殺菌和抗菌之目的。
2. 汽車(chē)烤漆
汽車(chē)烤漆一旦出現(xiàn)剝落和老化,就會(huì)極大地影響到汽車(chē)的美觀度,老化又是其中很難加以控制的。影響汽車(chē)烤漆老化的因素是多種多樣的,**為重要的應(yīng)當(dāng)屬于太陽(yáng)光之中的紫外線。
紫外線易導(dǎo)致材料分子鏈出現(xiàn)斷裂,會(huì)造成材料性能出現(xiàn)老化,以至于高分子塑料與有機(jī)涂料容易出現(xiàn)老化。由于紫外線會(huì)造成涂層當(dāng)中的成膜物質(zhì)也就是分子鏈會(huì)出現(xiàn)斷裂,產(chǎn)生十分活潑的游離基,進(jìn)而就會(huì)造成整個(gè)成膜物質(zhì)分子鏈出現(xiàn)分解,**會(huì)造成涂層出現(xiàn)老化和變質(zhì)。
對(duì)于有機(jī)涂層來(lái)說(shuō),因?yàn)樽贤饩€具備了極強(qiáng)的侵蝕性,所以如果能夠避開(kāi)其作用,就能極大地提升烤漆耐老化之性能。當(dāng)前,**遮蔽紫外線效用的材料當(dāng)屬納米TIO2粉體,其對(duì)紫外線所實(shí)施的屏蔽主要是散射,通過(guò)理論可推導(dǎo)出該材料的粒徑在65至130nm間對(duì)紫外線散射具有**的效果。
3. 在汽車(chē)輪胎橡膠的生產(chǎn)中,需要炭黑及納米二氧化硅(VK-SP30)等粉體作為橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填充劑和促進(jìn)劑等。炭黑是橡膠的主要補(bǔ)強(qiáng)劑,一般講粒徑越小,比表面積越大的炭黑補(bǔ)強(qiáng)性能越好。而且納米結(jié)構(gòu)炭黑,用于輪胎胎面與原有的炭黑相比有低的滾動(dòng)阻力,高的耐磨性和抗?jié)窕?,是很有前途的高性能輪胎胎面用炭黑?
納米二氧化硅(VK-SP30)是一種環(huán)保、性能優(yōu)異的助劑,具有超強(qiáng)的粘附力、抗撕裂及耐熱和抗老化性能,可以提高輪胎的濕地面牽引性能和濕露面剎車(chē)性能。納米二氧化硅(VK-SP30)用在彩色橡膠制品中以替代炭黑進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng),滿足白色或半透明產(chǎn)品的需要,同時(shí)它在黑色橡膠制品中亦可替代部分炭黑,以獲得高質(zhì)量的橡膠制品,如越野輪胎、工程輪胎、子午胎等。納米二氧化硅(VK-SP30)粒徑越小,其表面活性越大,結(jié)合膠含量就會(huì)越高,常用的納米二氧化硅(VK-SP30)粒徑范圍在1至110nm之間。
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