纳米材料应用于涂料，主要是提高涂料的装饰性、防腐蚀性，尤其是赋予涂料各种各样的功能性和特殊性能。例如，使涂料具有抗划伤性和抗擦伤性，表现出抗腐蚀性等防护性能，以及拥有其它重要的机械性能。纳米技术对于涂料的重要性不仅清晰的体现在为数众多的与纳米材料相关的研究成果的问世，还体现在近年来大量的纳米材料公司的纷纷成立，“纳米项目”所受关注度与日俱增，而且已经成为了现有资源的重要组成部分。纳米材料技术是广义的纳米技术下的一个子集，而如今这一技术对于涂料行业来说意义非凡，纳米材料技术在涂料行业受到了广泛的关注的主要原因是在于它可以使涂料性能在原有基础上实现质的 飞跃。

　　1 尺寸效应

　　纳米材料技术在涂料中应用的最基本的目的就是产生一种纳米复合材料(比如在有机基物质中包含无机纳米颗粒)，或在单相纳米涂层中形成纳米结构。纳米材料的种类包罗万象，只要材料的最小直径在几纳米到100多纳米之间，即可称为纳米材料。应当指出，物质颗粒“越小越好”对于涂料工作者和配方设计师来说并不是一个全新的理念。早在几十年前，涂料工作者们就已经了解到，涂料中大量使用的较细粒径的颜填料，可使涂料中的色彩更为亮丽，涂层附着力表现更为优异。以及涂料中粒径较小的树脂或乳液更容易成膜，而给予涂层更好性能。因而，材料的粒径尺寸不断地减小，在一定的条件下，会引起材料宏观物理，化学性质上的变化，也称小尺寸效应。从涂料角度来说这一技术有两个关键作用：第一，有相对大量的界面物质;第二，材料外观光学透明。如今，为数众多的研发机构和企业都在从不同方面对纳米材料在涂料中的应用在进行不懈的科研开发。因此，在未来几年内，条件一旦成熟必将实现涂料行业的重大突破。

　　1.1界面物质

　　涂料生产中所接触到的树脂，颜填料等所有物质，都是以粒子或分子结构形式存在的，特别是涂料生产中所用的粉体原材料，其粒径越小其比表面积越大，其超微粒子表面的活性也就越高。处在两种材料之间接触面的“界面物质”的性质与两边主体材料的性质均不相同。另一方面，在界面上聚合物的玻璃化转变温度([Tg])发生改变。聚合物的玻璃化转变温度的改变是源于空间位阻效应和热函效应，这部分地改变了位于聚合物/填料接触界面上的聚合物分子的迁移率。从理论上讲，“界面物质”的性能差异相对于主体材料来说，更能影响整个复合材料的性能。但是对于传统复合材料来说(比如一种填充微米级填料的涂层)，因为所涉及的界面面积相对较小，所以这一现象对于整体性能的影响可忽略不计。而在纳米复合材料中，这一面积范围至少要高出一个数量级。因此，“界面物质”可以说是非常重要的。我们可以想象的到，当分散的纳米粒子替代了原有较大颗粒时，可使涂料配方中显著地增加界面物质的含量。这样，界面物质就成为了复合涂层的一个主要部分。如果界面物质在不增加其它复合材料的物质的基础上拥有更为优良的性能，那么将产生最大的收益。

　　1.2光学透明

　　光学透明是许多涂料的一个最基本的性能要求，比如汽车清漆、地板耐磨层以及光学透镜涂层。除非无机粒子的折射率与涂料树脂的相匹配，否则加入无机粒子后会引起光线发生散射，从而降低或消除涂料的透明性。而由于纳米粒子小于可见光的波长(400-800纳米)，因此它们产生的光散射很小。所以它们可以被添加到涂料清漆配方中，而对于涂料视觉效果的影响很少甚至几乎没有。纳米粒子这一特性是极为重要的，它使纳米粒子在涂料领域的应用得到了扩展、延伸。

　　2 预成型颗粒的加入

　　将纳米颗粒加入涂料中而获得潜在的性能收益所面临的主要问题就是：颗粒是否能达到纳米程度的分散。事实上，分散问题一直是这一领域快速发展和新产品产生的主要障碍之一。早期生产的纳米“二氧化钛”(TiO2)大多是失败的，其原因首先是粉末产生高度结块，其次颗粒在涂料中难以有效进行二次分散。要想达到纳米级别分散的主要方法是使用有效地研磨手段，比如球磨。想要实现有效分散，就必须要求研磨介质要远远小于用于分散传统颗粒的介质。这种高表面积的出现对分散剂的要求就更为严苛。而由于纳米颗粒的高分散而导致的高粘度又引发了另一个需要解决的问题。粉体大颗粒的大表面积由于界面张力(例如电荷粘滞力)的增加从而提高了粘度，这便限制了纳米颗粒添加结合的数量。因此适当的增加表面官能性是解决分散性和粘度上升的另一个有效方法。另外，为了促进分散，我们还可以将颗粒表面官能化，从而使纳米颗粒拥有共价键，使其和有机树脂基材相连。

　　目前，纳米颗粒的研发主要都集中在纳....