自洁涂料的发展
疏水性自清洁涂料的研究进展
疏水性自清洁涂料的研究进展涂料工业：随着环境污染的不断加剧，越来越严重的雾霾、油性烟雾、尾气废气等给建筑外墙带来严重的侵蚀，影响其美观性、功能性及耐久性。
耐沾污能力差是传统外墙涂料普遍存在的缺点，在一定程度上制约了其应用。
因此，针对目前外墙涂料耐污能力不足的问题，具有自清洁功能的涂料成为研究开发的热点。
清洁被污染的建筑外墙等不仅需要较高的投入，而且表面活性剂的使用会对环境造成严重污染，因此具有自清洁效果的功能涂料应运而生。
自清洁涂料能够借助雨水等自然条件冲刷保持户外物件表面干净，不仅能够降低维护费用，减少劳动力的需求，同时可以将对环境的污染降到最低，可广泛应用于高层建筑、幕墙、桥梁及汽车、风力发电等多个领域。
1 疏水性自清洁涂料的基础自然界中普遍存在通过形成疏水表面来达到自清洁功能的现象，例如以荷叶为代表的多种植物的叶子和花?昆虫的腿和翅膀等均表现出低粘附、自清洁能力，这种现象被称为“荷叶效应”?“荷叶效应”的仿生学原理是自清洁技术开发的基础。
20世纪70年代，德国波恩大学植物家 W.Barthlott 和 Neinhuis等系统地研究了荷叶表面的自清洁效应，通过电子显微镜观察发现荷叶表面生长着无数微米乳突，并且其表面覆盖着纳米蜡质晶体。
2002年，中科院化学所江雷等研究发现荷叶表面微米乳突上还存在纳米结构，乳突的平均直径为5~9 μm，每个乳突表面还分布着直径约为124 nm 的绒毛，研究还发现这些乳突之间也存在纳米结构(图1)。
大量研究证实，微米、纳米级的微观粗糙结构及具有低表面能的蜡质晶体的共同作用，使荷叶表面具有高水接触角、低滚动角，从而表现出超疏水自清洁效果。
图 1 荷叶表面微观结构模型疏水性涂料的自清洁行为来源于其高的水接触角和低的滚动角。
当水珠滴在疏水表面上，液滴不能自动扩展，保持其球形状态，减少与涂层的接触面积。
当该表面具有一个较小的倾斜角时，液滴在涂层表面滚动，污染物粘附在水珠表面被带走，从而起到自清洁的作用。
涂料的未来发展趋势
涂料的未来发展趋势
1. 绿色环保化：涂料将会朝着健康、环保的方向发展，减少化学物质的使用，采用无毒、无害、无挥发的新型原料，推广新型水性涂料。
2. 智能化：未来涂料产品将向智能化、自动化、数字化和网络化等方向发展，利用计算机技术和网络技术，在智能领域中发挥更大的作用。
3. 高性能化：在极端条件下使用的高性能涂料将会逐渐被广泛采用，这些涂料具有耐腐蚀、耐高温、耐磨、防水、防火等性能。
4. 新兴市场：涂料的新兴市场将主要集中在太阳能、风能等新能源领域。
这些领域需要新型涂料来保护设备和增强设备的使用寿命。
5. 个性化定制：涂料将向个性化定制方向发展，根据客户的需求来定制不同的配方和颜色，以满足不同客户的需求。
总之，涂料的未来发展趋势将会是健康、环保、智能、高性能、新兴市场和个性化定制。
2024年涂料企业发展策略及经营计划
一、概述涂料行业是一个日趋竞争激烈的市场，随着环保意识的增强以及人们对品质要求的提高，涂料企业需要积极应对市场变化，制定合适的发展策略和经营计划，以保持竞争力并实现可持续发展。
二、发展策略1.积极推广环保涂料随着环境保护意识的增强，人们对环保产品的需求也在持续增长。
涂料企业应积极推广环保涂料，减少有害气体的排放，提高产品的环保性能，以满足市场需求。
2.加强创新能力涂料行业创新是企业长期发展的关键。
企业应加大研发投入，提升自主创新能力，开发符合市场需求的新产品，提高产品的附加值和竞争力。
3.深入拓展市场涂料企业应积极进军三四线城市及乡镇市场，这些市场的增长潜力巨大，但市场渗透率相对较低。
通过加大市场推广力度、建立完善的渠道网络，拓展市场份额并提高销售额。
4.建立品牌优势在激烈的市场竞争中，企业需要建立自己的品牌优势，提高品牌知名度和美誉度。
通过投资品牌宣传和推广，提升消费者对产品的认可度和购买意愿。
5.建立完善的售后服务良好的售后服务是保持客户忠诚度和口碑的关键。
涂料企业应建立完善的售后服务体系，提供及时、高效的技术支持和问题解决，提高客户满意度。
三、经营计划1.提高产品质量产品质量是企业生存和发展的基础。
涂料企业应加强生产工艺管理，提高生产质量控制，确保产品质量稳定可靠。
与此同时，要提高产品附加值，增加产品的创新性和差异性。
2.控制成本成本的控制对企业的利润和竞争力至关重要。
企业应优化生产流程，降低生产成本，提高运营效率。
同时，与供应商建立长期稳定的合作关系，争取更好的采购价格和供货服务。
3.加强人才培养优秀的员工是企业发展的核心竞争力。
涂料企业应加强人才招聘和培养，建立完善的人才培养体系，提升员工的专业素质和综合能力。
同时，要加强员工激励机制，提高员工的归属感和士气。
4.加强资金管理5.加强与合作伙伴的合作涂料企业与供应商、分销商之间的合作关系密切相关。
企业应加强与合作伙伴的沟通交流，建立稳定的合作关系。
涂料行业的发展趋势及前景展望
涂料行业的发展趋势及前景展望涂料行业是建筑材料中的重要组成部分，对于建筑、汽车、家具等各个领域都有着重要的作用。
随着人们对环保和节能的要求越来越高，在未来的发展中，涂料行业将面临一些新的趋势和挑战。
一、环保化是涂料行业发展的重要趋势之一。
传统的涂料产品中含有大量的有机揮发物（VOCs），这些物质对人体健康和环境造成的污染很大。
因此，未来的涂料产品将越来越趋向于环保、低VOCs的方向发展。
新一代的水性涂料和无溶剂涂料将成为市场主流，而传统的溶剂型涂料将逐渐退出市场。
二、功能化是涂料行业发展的另一个重要趋势。
随着人们对建筑和家居环境质量要求的提高，涂料除了能够起到装饰作用之外，还需要具备一定的功能，比如抗菌、防污、防火等。
因此，未来的涂料产品将更加注重功能化的研发和应用，以满足人们对建筑和家居的需求。
三、数字化是涂料行业发展的趋势之一。
随着信息技术的快速发展和应用，涂料行业也开始借助数字化技术来提高生产效率和产品质量。
比如，涂料生产过程中的自动化控制、质量检测和数据分析等都可以借助数字化技术实现。
同时，通过物联网等技术，还可以实现涂料产品的信息化管理和智能化应用。
四、绿色建筑对涂料行业的发展带来了新的机遇。
绿色建筑是未来建筑发展的趋势，它注重节能、环保和可持续发展的特点。
与此同时，绿色建筑也对涂料的性能和环保要求提出了更高的要求。
因此，涂料行业需要积极研发符合绿色建筑要求的产品，并在绿色建筑市场占据一席之地。
五、定制化是涂料行业发展的重要方向。
随着人们对个性化和差异化的需求增加，涂料行业也需要向定制化方向发展。
通过提供个性化的颜色、质感和效果等，满足消费者对于产品的个性化需求。
同时，涂料行业还可以通过定制化来提高产品附加值，提供更具竞争力的产品和服务。
六、国际化是涂料行业发展的趋势之一。
随着全球经济的一体化和国际市场的竞争加剧，涂料行业也需要拓展国际市场，加强国际合作和竞争力。
通过与国际涂料企业的合作，分享先进技术和管理经验，提高自身的技术水平和品牌影响力。
低表面能之自洁涂料的发展
Shibuichi, S.; Onda, T.; Satoh, N.; Tsujii, K. J. Phys. Chem. B 1996, 105, 19512 Otten, A,; Herminghaus, S. Langmuir 2004,20,2405. Jeong, H. J.; Kim, D. K.; Lee, S. B.; Kwon, S. H.; Kadono, K. J. Colloid Interface Sci. 2001, 235, 130. Nakajima, A.; Hashimoto, K.; Watanabe, T. Langmuir 2000,16,7044. Takeda, K.; Sasaki, M.; Kieda, N.; Katayama, K.; Kako, T.; Hashimoto, K.; Watanabe, T. Nakajima, A. J. Mater. Sci Lett. 2001, 20, 2131. Kawai, A.; Nagata, H.J. Appl. Phys. 1993, 33, 1283. Morra, M.; Occhiello, E.; Garbassi, F. Langmuir 1989, 5, 872. Gomberta, A.; Glaubittb, W.; Roseb, K.; Dreibholzc, J.; Blasia, B.; Heinzela, A.; Spornb, D.; Dollc, W.; Wittwera, V. Thin Solid Films 1999, 351, 73.
如圖五所示，隨著粒徑的增加，接觸角亦 隨之增加，且接觸角最高可維持在140∘左 右。
在表面結構方面，薄膜之粒子粒徑在 120~200nm時，由AFM分析(圖六)，其表 面粗糙度Ra=46.5nm(<100nm)。
自洁涂料的发展PPT课件
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光催化自清洁示意图
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TiO2 光致超亲水性自清洁涂料的应用领域
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有机硅罩面漆
基于涂层的自清洁涂料的优缺点，我公司应用硅
树脂乳液作为罩面清漆的主要成膜物质，硅树脂是高
分子、三维交联的化合物，其结构类似于石英。硅树
脂均由三官能硅单元组成，使硅树脂在化学性能上成
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1.2 低表面能自清洁涂料
通过化学改性或物理混拼引入低表面能物质可以大幅 降低漆膜的表面能，从而达到疏水自清洁的效果。目 前最常见且易被广泛使用的低表面能物质主要为有机 硅、有机氟类化合物。有机硅、有机氟改性过的涂料 在成膜时，其中的硅氧烷基团和氟代烷基团会迁移堆 积在涂膜的表面，大幅降低了涂膜的表面能，起到疏 水自清洁效果。
公司GZB
公司GZB蜡 +乳液
水性聚氨酯 （双组份）
竞品3
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白色真石漆基层
竞品1
竞品2
空白
公司DZM
2020/3/28 公司GZB
公司GZB蜡 +乳液
水性聚氨酯 （双组份）
竞品3
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结语
我国空气质量普遍较差，尤其是粉尘及悬浮颗粒含量
污染严重，对外墙涂料尤其是乳胶涂料的抗污染能力 提出了很高的挑战。限于不同的地域环境、气候条件 和污染源的复杂多变性，上述技术都有一定的适应性 和局限性。涂料的耐沾污性很大程度上取决于基础成 膜物质的抗污能力，如何通过化学分子结构设计以及 先进的聚合技术来提高成膜有机物的耐沾污性是提升 外墙涂料耐沾污性的关键。目前, 两类自清洁涂料( 超 疏水性和超亲水性) 均存在一些尚需解决的科学与技 术问题, 这些问题的解决以及发展新的自清洁机理, 并 指导涂料的设计, 将成为自清洁涂料在今后理论和应用 研究中的重要课题。
建筑工程中的自洁材料创新与应用
建筑工程中的自洁材料创新与应用随着城市化进程的不断推进，建筑工程在现代社会中扮演着重要的角色。
然而，建筑物在长期使用过程中难免会受到外界环境的影响，导致外观脏污、养护困难等问题。
为了解决这一难题，自洁材料的创新与应用被广泛关注，并在建筑工程中得到了越来越广泛的应用。
一、自洁材料的概念与原理自洁材料是指能够在光照、雨水或风力等外界刺激下自行除去污染物的材料。
它们通过一系列物理、化学或生物的反应机制来实现自我清洁的效果。
其中，自洁涂料、自洁玻璃、自洁陶瓷等材料是目前应用较为广泛的自洁材料类型。
二、自洁涂料的创新与应用自洁涂料是指能够通过光催化效应以及超疏水效应来自我清洁的涂料。
它们在建筑物的外墙、屋顶等部位的涂装中得到广泛应用。
自洁涂料具有多种优势，如能够抵抗紫外线辐射、耐候性好、降低污染物对建筑物的侵蚀等。
此外，自洁涂料还可以通过催化分解有害气体的作用，改善建筑物周围环境的空气质量。
三、自洁玻璃的创新与应用自洁玻璃是指能够在阳光和雨水的作用下自我清洁的玻璃材料。
它们通过在玻璃表面形成微观纳米级的凹凸结构，使水分在表面形成薄膜并带走污染物，从而实现自洁效果。
自洁玻璃可广泛应用于建筑物的窗户、幕墙、天窗等部位，有效减少了维护和清洁的工作量。
此外，自洁玻璃还可以降低建筑物内部的能耗，提高建筑能效。
四、自洁陶瓷的创新与应用自洁陶瓷是指能够通过高温烧结和特殊处理工艺实现自我清洁效果的陶瓷材料。
它们在建筑工程中的应用主要集中在外墙砖、地面砖等方面。
自洁陶瓷具有防污性能好、抗老化、易清洁等特点，能够降低建筑物维护的难度和费用，提高建筑物的整体美观度。
五、自洁材料的发展前景自洁材料的创新与应用在建筑工程中发挥着重要的作用，并且具有广阔的市场前景。
随着科技和工艺的不断进步，自洁材料的性能将会进一步提升，应用范围也会不断扩大。
同时，环保意识的提高和对建筑物外观的要求不断增加，也为自洁材料的发展提供了机遇。
六、结语建筑工程中的自洁材料创新与应用是一个具有潜力和挑战的领域。
2024年自清洁涂料市场发展现状
2024年自清洁涂料市场发展现状自清洁涂料是一种具有自洁能力的特殊涂料，能够在表面形成一层超疏水、抗油污和抗尘融合的保护膜。
这种涂料能够有效地减少建筑物、汽车和其他设备表面的污染和附着物，提高其外观和清洁度，并降低清洁和维护成本。
自清洁涂料市场在过去几年里取得了显著的发展。
市场规模和增长趋势根据市场研究报告，全球自清洁涂料市场规模从2017年的X亿美元增长到了2019年的Y亿美元，并预计在2025年达到Z亿美元。
这显示出了自清洁涂料市场目前和未来的巨大增长潜力。
市场增长的主要驱动因素之一是对环境友好产品的需求增加。
随着环保意识的增强，消费者越来越关注减少对环境的影响。
自清洁涂料作为一种环保产品，因其能够减少清洁剂的使用和减少有害化学物质的释放而受到了广泛的关注和接受。
另一个推动市场增长的因素是消费者对便利性和节省时间的追求。
自清洁涂料能够减少清洁和维护的频率，从而为用户提供更多的便利。
这对于一些消费者来说是非常有吸引力的。
市场份额和竞争格局目前，全球自清洁涂料市场主要由几家大型企业占据。
这些公司通常拥有强大的研发能力和广泛的市场渠道，使其在市场上能够保持较高的份额。
然而，市场上也存在一些小型和中型企业，它们通过不断创新和提高产品质量，不断扩大其市场份额。
这些企业通常具有较大的灵活性和快速反应能力，能够更好地满足客户不断变化的需求。
随着市场竞争的加剧，企业越来越注重产品的差异化和创新。
他们通过不断改进产品的功能和性能，提高自清洁涂料的质量和可靠性，使其在市场上具有竞争优势。
技术创新和应用领域扩展自清洁涂料的技术创新是推动市场发展的关键因素之一。
近年来，许多新的技术被应用于自清洁涂料的研发和生产中，使其性能得到了大幅提升。
一些新型的自清洁涂料采用了纳米技术，通过在涂层中添加纳米颗粒，提高了涂层的抗污性和耐久性。
这些纳米颗粒能够填充涂层的微孔，形成微观的不平的表面，从而使涂层具备了超疏水和抗油污的特性。
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无机亲水性涂料
无机亲水性涂料是在基材表面沉积或涂覆纳米S iO2 或 纳米T iO2 膜, 此类超亲水自清洁涂膜常通过2种典型 的特性发挥自清洁性能: 一是纳米S iO2 或纳米T iO2 的光催化特性, 可以光降解有机污染物; 二是纳米SiO2 或纳米T iO2 的光致超亲水特性, 在基材上形成水膜, 隔绝污染物的附着。而其中以纳米T iO2 的应用最为 广泛。
耐沾污测试
白色质感漆+罩面污染后
白色真石漆+罩面污染后
清水清洗后
白色质感漆基层
竞品1 竞品2 空白
公司 DZM
公司GZB
公司GZB蜡 +乳液
水性聚氨酯 （双组份品2 空白
公司DZM
公司GZB
公司GZB蜡 +乳液
水性聚氨酯 （双组份）
竞品3
结语
我国空气质量普遍较差，尤其是粉尘及悬浮颗粒含量 污染严重，对外墙涂料尤其是乳胶涂料的抗污染能力 提出了很高的挑战。限于不同的地域环境、气候条件 和污染源的复杂多变性，上述技术都有一定的适应性 和局限性。涂料的耐沾污性很大程度上取决于基础成 膜物质的抗污能力，如何通过化学分子结构设计以及 先进的聚合技术来提高成膜有机物的耐沾污性是提升 外墙涂料耐沾污性的关键。目前, 两类自清洁涂料( 超 疏水性和超亲水性) 均存在一些尚需解决的科学与技 术问题, 这些问题的解决以及发展新的自清洁机理, 并 指导涂料的设计, 将成为自清洁涂料在今后理论和应用 研究中的重要课题。
END!
1.2 低表面能自清洁涂料
通过化学改性或物理混拼引入低表面能物质可以大幅 降低漆膜的表面能，从而达到疏水自清洁的效果。目 前最常见且易被广泛使用的低表面能物质主要为有机 硅、有机氟类化合物。有机硅、有机氟改性过的涂料 在成膜时，其中的硅氧烷基团和氟代烷基团会迁移堆 积在涂膜的表面，大幅降低了涂膜的表面能，起到疏 水自清洁效果。
4 光催化自清洁
纳米TiO2 具有较高的光催化性，可以高效分解有机 物，杀菌能力强[40]。光催化纳米TiO2 在光照下能充 分显示出半导体材料的性质，表面产生电子和空穴， 可激活空气中的氧和水与有机物污染物之间发生化学 反应，分解有机污染物；将TiO2 涂膜长时间暴露在太 阳光下，其对水的接触角可降至0°，显示出超亲水 性。光催化涂层的分解有机污染物能力以及表面超亲 水性可使附着在涂层表面的污染物能够很容易地被分 解，随着雨水被冲洗掉，两方面的协同作用，可使涂 层具有很好的自清洁效果。
光催化自清洁示意图
TiO2 光致超亲水性自清洁涂料的应用领域
有机硅罩面漆
基于涂层的自清洁涂料的优缺点，我公司应用硅 树脂乳液作为罩面清漆的主要成膜物质，硅树脂是高 分子、三维交联的化合物，其结构类似于石英。硅树 脂均由三官能硅单元组成，使硅树脂在化学性能上成 为介于纯粹无机物和纯粹有机物之间的中间体系具有 优异耐久性，且表面能很低, 具有良好的憎水性。使罩 光清漆表现出超耐候和超疏水自清洁特性。
1 超疏水自清洁涂料
疏水型自清洁涂料通常具有很低的表面能，水和污染 物很难在其表面附着，这样涂膜表面就具有了自清洁 的效果，这也是制备耐沾污涂料最常采用的方法，目 前此方面的研究很多，典型的制备途径有两种，一种 是利用仿生技制备具有“荷叶效应”的涂料以达到疏 水自清洁效果，另一种是在涂膜的表面引入低表面能 的组分，大幅降低涂膜的表面能从而达到疏水自清洁 的效果。
2016年
前言
自清洁 概念自20世纪90年代提出以来, 对其的研究和
商品化进程发展迅速，由于具有环保和节省清洗费用 等优点, 自清洁涂料越来越受到市场的青睐。 根据自清洁的原理不同,自清洁涂料可以分为超疏水和 超亲水2类, 它们都是通过水的作用达到本身自清洁效 果的。所不同的是, 超疏水涂料是通过水滴的滚动带走 污物, 而超亲水涂料是通过在其表面形成水膜并带走或 隔绝污染物而实现自清洁的作用。尤其是后者在光辐 射下还具有光催化特性,可以降解有机物, 进一步起到 杀菌消毒和净化环境的作用。
3 微粉化
微粉化技术是在涂料组份中加入适量的易粉化颜填 料或树脂，涂膜表面在紫外光照射下会逐渐产生轻微 的粉化，在得到雨水冲刷时附着在涂膜表面的污染物 会随着粉化 缺陷突出 这种效果是通过牺牲涂膜的厚度来实现的， 这一方面会缩短涂膜的使用寿命，另一方面粉化层会 对其他涂层造成二次污染，且不同部位的粉化速度各 不相同，自清洁效果也不相同层一起被冲走，使涂膜 产生自清洁效果。
1.1 “荷叶效应”自清洁涂料
德国波恩大学植物学教授Barthlott W 研究发现荷叶 表面存在纳米蜡晶，这种特殊结构使荷叶表面几乎可 以不被水润湿，同时荷叶表面微米乳突形成微观粗糙 的表面，由于污染物的粒径一般都大于蜡晶，所以污 染物只会疏松地附着在乳突的凸出部位，雨水冲刷时 很容易将污染物带走，从而达到自清洁的效果。所以 “荷叶效应”涂料的表面应同时具有合适的粗糙度及 较低表面能的疏水性。目前，许多公司都研究开发出 具有“荷叶效应”的产品，包括“荷叶效应”乳胶漆 及“荷叶效应”助剂
2 亲水型自清洁
涂膜的亲水性一般可以通过下面两种途径实现，一 是在制备涂料时添加亲水助剂或填料；二是在合成树 脂时引入特定亲水基团进行亲水改性。 和有机、无机复合系处理。
基材的超亲水性处理可分为有机系处理、无机系处理
有机亲水性涂料
有机亲水性涂料是通过有机亲水性树脂中的-OH、NH2、- SO3H、-COOH、- C- O-C- 等亲水性基团来 发挥作用, 当水珠与此类亲水性薄膜接触时, 水珠迅速 铺展形成水膜流掉, 带走污染物, 从而实现自清洁的效 果。