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你知道被用在汽车上的纳米材料有哪些吗?

来源:广州宏武材料科技有限公司     发布时间:2019-06-13浏览量:

纳米材料的特性为其广泛的应用奠定了基础,利用纳米材料特殊的抗紫外线,抗老化,高强度和韧性,良好的静电屏蔽效应,色泽变换效应及抗菌消臭功能,开发和制备新型的汽车涂料,纳米复合材料车体,纳米发动机及纳米汽车润滑剂,尾气净化剂等具有广阔的应用前景和发展前景。

材料被控制到纳米级时,不仅光、电、热、磁性发生变化,而且具有辐射、吸收、吸附等许多新特性。这是由于随着粒子的细微化,纳米材料的表面活性也随之增加。在汽车的诸多部位,比如底盘、轮胎或者车体等,都能见到纳米材料的影子,直到现在如何高效地运用纳米技术以实现汽车的快速发展仍是汽车行业最受关注的议题之一。


纳米材料在汽车研发中的主要运用方向
一,汽车涂料。
纳米技术在汽车涂料中的应用可分为多个方向,具体有纳米面漆、碰撞变色涂料、抗石击涂料、防静电涂料、除臭涂料等。
1)汽车面漆
面漆是对汽车质量所进行的一种直观性评价,好的汽车面漆不仅应当具备极好的装饰性,而且还应当具备极好的耐久性,也就是要能够抵抗紫外线、水分、酸雨以及抗划痕等性能。

在纳米面漆中,纳米颗粒分散在有机聚合物骨架中,作承受负载的填料,与骨架材料相互作用,有助于提高材料的韧性和其他机械性能。研究表明,将10%的纳米TiO2粒子完全分散于树脂中,可提高其机械性能,尤其可使抗划痕性能大大提高;而将纳米高岭土作填料时,所制成的复合材料不但透明,而且还具备吸收紫外线的特点,同时还可提升热稳定性。

另外,纳米材料还具有随角度变色的效应,将纳米TIO2添加在汽车的金属闪光面漆中,能使涂层产生丰富而变幻莫测的色彩效果。纳米粉与闪光铝粉或云母珠光粉颜料并用于涂料体系时,能在涂层的光照区的测光区反射蓝色乳光,从而增加金属面漆颜色的丰满度,产生独特的视觉效果。


将纳米TIO2添加在汽车的金属闪光面漆中
②碰撞变色涂料

目前汽车上的油漆在遭遇撞击时并不会有明显变化,容易因为没发现内部创伤而留下隐患,而碰撞变色涂料正是为了防止汽车碰撞留下隐患而发明的。在涂料内部含有装有染料的微型胶囊,一旦遭遇强外力作用便会破裂,使受撞部位的颜色立即发生改变,以提醒人们重视。

③防石击涂料

汽车车体是最贴近地面的部分,经常受到各种溅起的碎石、瓦砾冲击,因此需要采用具有抗石击作用的防护涂料。在汽车涂料中添加纳米AL2O3,纳米SIO2等粉体,可以提高涂层的表面强度,提高耐磨性,减少碎石对车体带来的伤害。

④防静电涂料

由于静电会引起诸多麻烦,所以汽车内饰件涂料及塑料部件用防静电涂料的开发和应用日益广泛。日本积水化学公司开发了汽车塑料部件用无裂纹抗静电透明涂料,美国用纳米材料如80nm的SIO2,40nm的TIO2和20nm的CR2O3与树脂复合可作为静电屏蔽涂层。

⑤除臭涂料

新车通常存在异味,主要是汽车装饰材料当中树脂添加剂含有的挥发性物质。纳米材料具备了非常强的抗菌、消臭、吸附等功能,所以将一些纳米微粒作为载体,可以吸附相关的抗菌离子,从而形成脱臭涂料,以实现杀菌和抗菌之目的。

2. 汽车烤漆

汽车烤漆一旦出现剥落和老化,就会极大地影响到汽车的美观度,老化又是其中很难加以控制的。影响汽车烤漆老化的因素是多种多样的,最为重要的应当属于太阳光之中的紫外线。

紫外线易导致材料分子链出现断裂,会造成材料性能出现老化,以至于高分子塑料与有机涂料容易出现老化。由于紫外线会造成涂层当中的成膜物质也就是分子链会出现断裂,产生十分活泼的游离基,进而就会造成整个成膜物质分子链出现分解,最后会造成涂层出现老化和变质。

对于有机涂层来说,因为紫外线具备了极强的侵蚀性,所以如果能够避开其作用,就能极大地提升烤漆耐老化之性能。当前,最具遮蔽紫外线效用的材料当属纳米TIO2粉体,其对紫外线所实施的屏蔽主要是散射,通过理论可推导出该材料的粒径在65至130nm间对紫外线散射具有最好的效果。

3. 在汽车轮胎橡胶的生产中,需要炭黑及白炭黑等粉体作为橡胶的补强填充剂和促进剂等。炭黑是橡胶的主要补强剂,一般讲粒径越小,比表面积越大的炭黑补强性能越好。而且纳米结构炭黑,用于轮胎胎面与原有的炭黑相比有低的滚动阻力,高的耐磨性和抗湿滑性,是很有前途的高性能轮胎胎面用炭黑。

白炭黑是一种环保、性能优异的助剂,具有超强的粘附力、抗撕裂及耐热和抗老化性能,可以提高轮胎的湿地面牵引性能和湿露面刹车性能。白炭黑用在彩色橡胶制品中以替代炭黑进行补强,满足白色或半透明产品的需要,同时它在黑色橡胶制品中亦可替代部分炭黑,以获得高质量的橡胶制品,如越野轮胎、工程轮胎、子午胎等。白炭黑粒径越小,其表面活性越大,结合胶含量就会越高,常用的白炭黑粒径范围在1至110nm之间。


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