摘要：涂料是一种涂覆在各种材料表面的一种高分子材料，它最初以装饰和保护作用著称，在我们的日常生活中扮演着重要的角色，而随着社会的发展和科技的进步，越来越多的涂料问世了，它们就是除了装饰与保护作用外，还有其他特殊功能的功能性涂料。本文主要介绍了功能性涂料的分类以及它的作用和应用，同时也对它的发展趋势作了简要的概述。
关键词：电磁功能涂料 热功能涂料 光功能涂料 机械功能涂料 界面功能涂料 生物功能涂料
1.前言
在我们的日常生活中，涂料与我们息息相关，在物体或是建筑物的表面上，以起到赋予物体鲜艳色彩以起到美化物体和生活环境的作用；或是涂抹在金属、木材以及塑料制品等的表面以起到保护的作用。这些涂料的作用比较单一，而功能性涂料的出现，作为涂料的新型重要分支，除了具有一般涂料的性能之外，还有防污、导电、防火等一系列特殊的性能，是具有特种用途的表面装饰涂料。随着高分子合成技术的发展和各种高精度测量工具，测试方法的涌现，功能性涂料在光性能、热性能、电磁性能、机械性能、界面性能、生物性能等方面。
2. 功能性涂料的分类
目前功能性涂料为兵器、航空、航天、原子能、电子工业等高科技部门提供了必不可少的配套材料，按其特殊功能可分为：（1）电、磁功能性涂料；（2）热功能涂料；（3）机械功能涂料；（4）光学功能涂料；（5）界面功能涂料；（6）生物功能性涂料。
2.1 电、磁功能性涂料
主要包括电气绝缘涂料、电磁屏蔽涂料、导电性涂料以及电磁波吸收涂料。
2.1.1 电气绝缘涂料和抗静电涂料
电气绝缘涂料也称绝缘清漆，使电线或电力设备绝缘的涂料，主要用于电线和电气设备，大致可分为用于涂覆电线表面和填充机器绝缘层空隙的两类。
抗静电涂料有防止塑料等表面附着尘埃和产生静电的作用。它主要有两种涂料，一种是在涂料中参合炭黑或是金属粉末等导电性填料而制成；另一种是在涂料中添加抗静电剂而制成，这种涂料抗静电效果良好，但是不易用于长期的抗静电作用，且对湿度较低的抗静电效果不佳。
2.1.2 导电性涂料
涂层具有导电性质或能排除积累静电荷能力的涂料都称为导电性涂料。可分为两种，参合性和本征性导电涂料。涂料中的成膜物质基本上都是绝缘的，为了使涂料具有导电性，最常用的方法是在成膜物质的中加入导电微粒如炭黑、石墨、金属粉等使其导电，而本征性导电涂料是由成膜物质本身具有导电性而使涂料导电。
2.1.3 电磁波屏蔽和电磁波吸收涂料
有时候在看电视或是听收音机时，会突然出现画面混乱或是收音机有杂音的现象，这都是由于电磁波和静电的干扰而造成。电气和电子设备在过去一般使用金属外壳作屏蔽，使电磁干扰不至于引起严重的危害，目前国外采用一种方法是在电子设备壳体上涂覆一层电磁波屏蔽涂料，它是利用反射电磁波来防止电磁干扰的一种涂料，以此来消除这种干扰。
而电磁波吸收涂料是以吸收电磁波能量使电磁波衰减来防止电磁干扰的涂料。高层建筑物反射的电磁波会产生重象现象，在船舶行驶到大型桥梁附近时，船上雷达也会产生重象，从而影响船舶在夜间或浓雾时的航行安全等。为了防止高层建筑物、桥梁、船舶、飞机等反射电磁波，可在其上涂覆电磁波吸收材料，在涂料中加入铁氧体，即具有电磁波的功能。
2.1.4 磁性涂料
磁性涂料主要用来制备各种磁性记录材料的涂料，如磁带、磁盘、磁卡、磁鼓和磁轮等，各种信用卡、火车票和定期乘车券上都涂有一层磁性涂料。它主要是指在成膜物质中掺以磁性粉末如针状，氧化铁磁粉，含钴氧化铁磁粉，金属磁粉等。
2.2 热功能性涂料
热功能性涂料包括耐高温涂料、防火涂料、阻燃涂料、烧蚀涂料、示温涂料。
2.2.1 耐热涂料
它主要分为有机系和无机系两大类。有机耐热涂料有硅系树脂系、氟系和聚酞亚胺系，无机耐热涂料有碱性金属盐系、酸式盐系、硅溶胶系和金属醇盐系。
该涂料在工业和家庭日常生活中应用广泛，主要适用于工业设备管道、反应器、烟筒内壁、热交换器、汽车和摩托车等的排气系统。
2.2.2 阻燃防火涂料
此类涂料有两种功能，一是涂层本身具有不燃烧或是难燃烧性，二是能阻止底材的燃烧。
防火涂料根据其组成和防火原理可分为膨胀型防火涂料（发泡型）和非膨胀性（非发泡型）防火涂料。其原理是当涂层受热后放出惰性气体，发泡膨胀形成比院涂层厚几十倍的泡沫隔层，可对底材起到隔热和保护作用，而非膨胀型只在着火的初期起到抑制和延缓火焰蔓延的作用，一旦火势大了，对底材物隔热保护作用。目前，漆料、木材、预制混凝板以及胶合板中，阻燃性防火涂料应用广泛。
2.2.3 示温涂料
示温涂料是通过涂层颜色变化测量物体表面温度及温度分布的特殊涂料，它的优点在于可测量温度计无法测量场合的温度及温度分布特殊的涂料，大面积物体表面温度的分布。
通常可分为两大类：可逆和不可逆型。可逆型加热到某一温度即发生色变，冷却时颜色又恢复原状，不可逆示温涂料受热到一定温度后变色，冷却后不恢复原状。
2.3 机械功能涂料
包括防碎裂涂料、润滑涂料、可剥涂料、隔音防震涂料和弹性涂料。
2.3.1 可剥和弹性涂料
可剥涂料用于货品在运输途中暂时防止受到损伤、生锈、变色的涂料，它形成的涂层在货品转到使用者手中后可以剥离下来，多用于不锈钢制品和各种电镀制品的涂装。
弹性涂料多用于建筑物的混凝土外墙上，以防止龟裂和防水渗透。
2.3.2 润滑和防滑涂料
润滑涂料有短时间内有高润滑性供金属冷塑性加工的涂料和长期稳定润滑性和金属或塑料的表面兼有防腐蚀保护作用。前者主要用于不锈钢丝拉和不锈钢管拉拔时的润滑涂膜，后者用于高性能小型精密机械，还用于低成本的轻质塑料制品。
防滑涂料的涂膜有很高的摩擦力，可用于道路、桥面、大楼走廊和室内地板等简易滑跌处，还可涂覆在螺钉、螺栓、绳索等的表面以起到防滑的作用。
2.3.3 消音防震涂料
这类涂料主要用于各种机械，以达到抑制、防止和换从机械运动产生的振动、吸收、衰减和隔绝机械运动产生的噪音，其作用原理是将振动的能量转化为热等其他形式的能量，从而起到消声防震的效果，广泛用于汽车和铁路车辆的底架、车地板、车门、家电产品等方面。
2.4 光学功能涂料
主要有发光涂料、荧光涂料、光反射涂料、光敏涂料、太阳光选择吸收涂料、伪装涂料。
2.4.1 发光涂料和太阳光选择吸收涂料
发光涂料是采用荧光物质做颜料受到短波长辐射，电子束照射时可将辐射转变为可见光能，分为夜光和荧光涂料。
太阳光选择吸收性涂料是吸收太阳能集热器用的涂料，这类涂料是将具有半导体性质的颜料分散在丙烯酸类树脂清漆中制成，并将其涂覆在铝、铜、镍等红外光反射率大的金属表面，从而形成一层薄薄的涂膜，从而对太阳光进行选择性吸收。
2.4.2 防伪涂料
防伪涂料主要用于军事上，在各种设施仪器装备上涂上一层伪装涂料后，在可见光、红外、紫外、雷达等侦察条件下，可不被敌人发现，但在无照射时又恢复银色的现象。伪装涂料在涂料中加入光色互变物质，在可见光照射下发生互逆互变的现象。
2.5 界面功能涂料
包括防雾涂料、防贴纸涂料、防止冰雪附着涂料。
2.5.1 防雾涂料
这类涂料涂覆在建筑物的天花板、地下室、机械等表面可能与气温相差较大而易于凝结水的部位，常用于空调机和冷气设备中。
2.5.2 防贴纸和防冰雪冻结涂料
在街道的墙壁、电线杆甚至是地面上经常见张贴许多广告和宣传海报，有损市容的整 洁，可以在这些地方涂上防贴纸涂料能是广告难以张贴。例如在中间涂层中混入玻珠以减少与贴纸的接触面积等方法。防冰雪冻结涂料主要用于防止飞机因结冰而坠毁，船舶上部积雪过重翻沉。
2.6 生物功能涂料
主要有防污、防霉、防虫涂料。
2.6.1 防霉涂料
防霉涂料是在乙烯基树脂，丙烯酸树脂等漆料中加入百分之几的防霉剂和杀虫剂，制成的可溶性乳胶型，水溶性等多种产品，在食品加工、烟厂、电子设备、通讯设备中应用广泛。
2.6.2 防污涂料
这种涂料能防止在船底和海洋工程结构上附着海藻类植物的涂料，其作用是在涂膜表面逐渐溶解释放出少量防污剂，防止这些海洋生物附着。
3.功能性涂料的发展
近年来由于涂料的用量愈来愈大，使用面也越来越广，在整个国民经济发展和人民生活提高中起着重要的作用，除了日常生活中，在工业和国防行业也涉及颇光。但是，另一方面，随着涂料用量的增加，它的负面影响也突显出来，不仅给环境带来了巨大的危害，也造成了巨大的经济损失。因此，在国内发展无毒、低污染涂料的呼声日益高涨。目前，功能性涂料的发展趋势主要有高功能、高装饰、低能耗和绿色化。
3.1 高功能化
随着高新技术向各个产业的渗透，近十几年来，涂料工业的技术水平已有了新的发展，为了适应现代技术的飞速发展，我们要求涂料向更功能化向发展，尤其是在航空、航天以及国民经济的各个部门，以满足市场需求。
3.2 高装饰化
涂料的本质就是可以起到装饰和保护作用，但是随着功能性涂料的发展以及人们只关注其功能化而忽略了涂料本身的装饰化性能，使功能性涂料在装饰方面不是很好，所以，高装饰化也是涂料发展的一个重要方面。
3.3 低耗能
由于很多高性能的涂料常需要高温烘烤固化能量消耗大，为了节约能量，特别是电能，我们需要在保证质量的前提下，降低其能源消耗。同时也应向以可再生资源为原料的功能性涂料的方向发展。
3.4 绿色化
随着涂料用量的增加，它对环境造成的危害也逐渐增加，每年因为挥发性有机物的释放而造成人们中毒现象日益加剧，所以开发一批新型绿色化功能性涂料以迫在眉睫。尤其是用于室内产品的装修以及家具等物品的涂漆，以成为国民生产经济中的首要问题。
4．结束语
功能性涂料因为其特殊的功能性而被消费者所信赖，但是在运用这些涂料时，也要综合其优缺点，使涂料的功能发挥到最好，达到其很好的应用效果，随着科技的进步，功能性涂料必将迅速发展，为人类的进步作出贡献。
参考文献：
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【2】黄汉生 形形色色的功能性涂料 新材料；
【3】陈栓虎 《高分子材料》 西北大学化学系 58-59页；
【4】刘仁志 功能性涂料及其应用 武汉风帆电镀技术有限公司 ；
【5】钟焕 环保概念加强新型绿色化、功能性涂料逐步走向市场 广东建材专刊；
【6】程丽 李盛彪 孙忠月 杨雄 董辉 龙光斗 几类重要功能性涂料的研究进展 胶体与聚合物 第27卷第4期 2009年12月。下载本文
