原理
對於自清潔塗料的技術開發基礎也具有仿生學的原理,其中根據“荷葉自清潔原理”設計的清潔塗料也取得了成功。荷葉的自清潔原理即荷葉表面上有細微且凹凸不平的納米結構,運用先進技術使塗料在乾燥成膜過程中在塗層表面形成類似荷葉的凹凸形貌。近年來,自潔淨外牆建築塗料研發課題已經由復旦大學國家教育部先進塗料工程研究中心研發成功。這種納米塗層既可以使灰塵顆粒附著在塗層表面呈懸空狀態,使水與塗層表面的接觸角大大增加,有利於水珠在塗層表面的滾落;同時又根據塗層的自分層原理,將疏水性物質引入丙烯酸乳液中,使塗料在乾燥成膜過程中自動分層,從而在塗層表面富集一層疏水層,進一步保證堆積或吸附的污染性微粒在風雨的沖刷下脫離塗層表面,達到自清潔目的。
套用
自清潔塗料領域已經擁有成熟的技術實力:僅以上海世博會來說,日本館外牆與中國航空館外牆分別採用ETFE自潔膜技術和PVC自潔膜技術都很好的展示了自清潔技術的優勢。
按國內主要大城市(北京、上海、廣州等)市容環境衛生行業協會規定,樓宇外牆為玻璃或氟碳幕牆的,3至6個月必須清洗一次;是石材或貼面磚的,一年必須清洗一次。有人做過這樣的統計也計算:如1萬平方米的幕牆面積,每年按清洗兩次計,約需水20噸。現在僅上海市超過100米的高層建築就有400多棟,按公安部定義的十層以上為高層建築,上海市的高層建築應在10000棟以上,若按其中的30%即3000棟左右採用納米自潔塗料,每年的節約用水的數量也是驚人的。可以說,僅以建築用自清潔塗料市場來看,其中的經濟效益是不可小覷的。
起源與發展
“自清潔塗料”的產生並不是一個新鮮的名詞,早在2000年,德國推出具有“荷葉自清潔”功能的矽樹脂外牆塗料,牆面灰塵可通過雨水達到自清潔效果;2001年,日本也推出光催化自清潔外牆塗料,通過分解牆面的油污能夠達到自清潔效果。近年來,我國內許多科研機構紛紛推出了各具特色的自清潔塗料等產品,不僅使外牆塗料的耐洗刷性由原來的1000多次提高到了1萬多次,老化時間延長了2倍多,而且在玻璃和瓷磚表面塗上納米薄層,製成自潔玻璃和瓷磚,可使粘附在表面上的油污、細菌等在光的照射下及在納米材料催化作用下,變成氣體或者容易被擦掉的物質。