應(yīng)用在汽車方面的納米材料

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)和制備新型的汽車涂料，納米復(fù)合材料車體，納米發(fā)動(dòng)機(jī)及納米汽車潤(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。在汽車的諸多部位，比如底盤、輪胎或者車體等，都能見(jiàn)到納米材料的影子，直到現(xiàn)在如何運(yùn)用納米技術(shù)以實(shí)現(xiàn)汽車的快速發(fā)展仍是汽車行業(yè)受關(guān)注的議題之一。

納米材料在汽車研發(fā)中的主要運(yùn)用方向

一，汽車涂料

納米技術(shù)在汽車涂料中的應(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.汽車面漆

面漆是對(duì)汽車質(zhì)量所進(jìn)行的一種直觀性評(píng)價(jià)，好的汽車面漆不僅應(yīng)當(dāng)具備好的裝飾性，而且還應(yīng)當(dāng)具備好的耐久性，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）粒子完全分散于樹脂中，   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）添加在汽車的金屬閃光面漆中

2.碰撞變色涂料

目前汽車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膠囊，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

汽車車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與樹脂復(fù)合可作為靜電屏蔽涂層。

5.除臭涂料

新車通常存在異味，主要是汽車裝飾材料當(dāng)中樹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。

二．汽車烤漆

汽車烤漆一旦出現(xiàn)剝落和老化，就會(huì)影響到汽車的美觀度，老化又是其中很難加以控制的。影響汽車烤漆老化的因素是多種多樣的，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€具備了強(qiáng)的侵蝕性，所以如果能夠避開(kāi)其作用，就能大地提升烤漆耐老化之性能。當(dāng)前，具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)紫外線散射具有好的效果。

三，在汽車輪胎橡膠的生產(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裕呛苡星巴镜母咝阅茌喬ヌッ嬗锰亢凇?/font>

納米二氧化硅（VK-SP30）是一種環(huán)保、性能優(yōu)異的助劑，具有強(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。