納米碳功能涂料

碳材料是目前人類認知的材料中功能最全、性能最優越、形式最多樣的材料，是目前所有已知劃時代材料所有不能比擬的，繼硅時代之后21世紀甚至有望成為碳材料時代。尤其是納米碳材料豐富的形態，涵蓋從零維、一維到二維結構，每一次納米碳材料的出現都引領了納米科技的快速發展。其中，碳納米管可看成是一種石墨片卷曲結構，超強的C-C鍵使碳納米管具有超強的力學性能和熱傳導性能，理論計算和實際測量表明，單壁碳納米管拉伸強度可達150 GPa，彈性模量1TPa，是鋼鐵的100倍，密度卻只有其1/6，被譽為終極碳纖維。同時單壁碳納米管室溫導熱系數高達6000W/m.K，多壁碳納米管的室溫導熱系數也達3000W/m.K，是熱導率最高的材料。同時，碳納米管比表面積大，被譽為世界上最黑的物質，這種物質對光線的折射率只有0.045%，吸收率高達99.5%以上，輻射系數接近絕對黑體的1.0。另外還具有優異的導電性能和超高的載流子輸送密度，導電率接近金屬，載流能力超過金屬銅。眾多優異綜合性能使碳納米管自發現以來受到極大關注，是納米材料和納米技術的最典型代表，是散熱涂料和復合材料最理想的功能填料。

碳納米管在功能涂料領域主要發揮以下主要作用：

（1）    導電填料：碳納米管的導電閾值低至0.1wt%，而傳統炭黑卻高達15wt%以上，碳納米管可以在極少量添加的情況下即達到目前炭黑型導電涂料的性能，避免大量無機炭黑添加對涂料工藝性的負面影響。因此，碳納米管在抗靜電涂料、電磁屏蔽涂料、重防腐涂料等領域具有顯著優勢。同時還能利用其電致發熱的作用，開發新型的節能加溫、保溫涂料，在家居地暖加溫、儀器設備保溫等新型市場具有極大的商業前景。

（2）    散熱填料：碳納米管不僅具有超高的熱導率，同時還具有接近理論黑體的輻射率，以此加強其紅外輻射散熱功能，因此新型散熱涂料將有望改變目前散熱模式，大大提高熱交換能力。

（3）    力學增強填料：充分發揮碳納米管一維結構的優勢，在涂層內部形成增強網絡，將使涂料力學性能大大提高，尤其是耐磨性、硬度等，甚至可形成部分自我修飾涂層。

實際上，碳納米管功能涂料往往同時具有上述性能優點，其多功能性是目前任何涂料產品所不能比擬的，將有望極大改變人們對傳統產品的認識和使用習慣。