纳米二氧化钛涂料(纳米二氧化钛涂料制备)

纳米级二氧化钛对人体的危害

钛白粉(二氧化钛TiO2)化学性质稳定，在一般情况下与大部分物质不发生反应。在自然界中二氧化钛有三种结晶：板钛型、锐钛和金红石型。板钛型是不稳定的晶型，无工业利用价值，锐钛型(Anatase)简称A型，和金红石型(Rutile)简称R型，都具有稳定的晶格，是重要的白色颜料和瓷器釉料，与其他白色颜料比较有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性、和化学稳定性，特别是没有毒性。钛白粉广泛用于涂料、塑料、橡胶、油墨、纸张、化纤、陶瓷、日化、医药、食品等行业。涂料行业是钛白粉的更大用户，特别是金红石型钛白粉，大部分被涂料工业所消耗。用钛白粉制造的涂料，色彩鲜艳，遮盖力高，着色力强，用量省，品种多，对介质的稳定性可起到保护作用，并能增强漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长漆膜寿命。

二氧化钛(俗称钛白粉)在一般情况下与大部分物质不发生反应。但是人的机体与外界接触部位均有相应防御机制阻止危害物质进入，然而这些防御机制对纳米二氧化钛颗粒效力有限，呼吸道、表皮和消化道是纳米颗粒侵入机体的3个主要部位。通常情况下，呼吸道接触纳米颗粒是更为常见的方式，所以对于纳米二氧化钛的生物毒性研究更多的是肺部毒性。2.1对肺部的毒性作用肺脏暴露于难溶颗粒物后，随着暴露时间延长，相继出现炎症细胞增生、肺泡上皮细胞损伤、肺重量增加等炎症症状。Zhang等[ ]用30nm左右的纳米二氧化钛以1mg?L-1的剂量给小鼠注射，30d后发现小鼠肺部重量有明显增加，而肺部总细胞减少了50%。Afaq等[ ]研究同样也证实了超细二氧化钛(20nm)颗粒可以引起肺组织间质化，并诱发炎症反应，使上皮组织渗透性增加。Warheit等[ ]研究表明，纳米二氧化钛在24h内可以引发瞬间炎症和细胞损伤效应。2.2对心脏、肝、肾、脑等组织的毒性作用纳米二氧化钛由于粒径小，进入机体后可以转运到各器官，包括大脑和心脏等生命重要器官，可以引发对其他器官的毒性效应。研究证实，纳米二氧化钛可以引起循环系统的病理学改变。Nurkiewicz等[ ]发现，大鼠气管24h滴入粒径为1μm的二氧化钛0.1或0.25mg以后，引发剂量依赖性的血管内皮细胞损伤。Wang等[ ]在研究25、80和155nm的二氧化钛的急性毒性时发现，以5g?kg-1体重口服给药，2周后发现25和80nm组引发的心脏损伤比155nm组更为严重。80和155nm的二氧化钛还引发海马神经元出现空泡现象，表明脑部有脂肪变性，说明纳米二氧化钛具有神经毒性。同时25和80nm组小鼠呈现明显的肝脏系数增加，表明纳米二氧化钛可以引发小鼠的肝脏炎症反应，病理学检验还发现有水肿和肝小叶坏死的现象，80nm的二氧化钛主要蓄积在肝脏中，证实了纳米二氧化钛具有肝脏毒性。同时还发现，80nm组小鼠的肾小管液内有大量蛋白，155nm组还出现肾小球严重肿胀，说明纳米级二氧化钛对肾脏有毒性。Baan等[ ]研究表明，染料级(pigment-grade)二氧化钛对人类有潜在的致癌性。

纳米涂涂有什么用？

1、纳米涂料由于其油漆粒度进入纳米尺度，百油漆材料表面活性中心的增多可提高其化学催化和光催化的反应能力，在紫外线和氧气的作用下给予涂层自清洁能力。

2、表面活性中心与成膜物质的官能团可发生次化学键结合，大大增加涂料涂层的度刚性和强度，从而改进涂层的耐划伤性;高表面能的纳米涂料表面经过改性可以获得同时憎水和憎油的特性，用于内外墙涂料可以显著提高涂层的抗污性并可提高耐候性。

3、某些粒径小于100nm的纳米涂料，对Y射线具有吸收和散射作用，可提高涂层防辐射的能力，在内外墙涂料中可起到防氡气的作用。

4、将纳米涂料用在底漆中，可以增加底漆与基材的附着力，提高机械强度，且纳米级的颜料与底内漆的强作用力及填充效果，有助于改进底漆一涂层的界面结合;纳米涂料在面漆中可起到表面填充和光洁作用，提高面漆的光泽，减少阻力。

5、纳米二氧化硅添加到外墙涂料中可提高涂料的耐擦洗性;纳米二氧化钛添加到建筑外墙涂料中，可将乳胶漆的耐候性提高到一个新的等级，同时还使乳胶漆的耐老化性能有很大的提高;纳米氧化锌添加到外墙涂料中，能使涂层具有屏蔽紫外线、容吸收红外线以及杀菌防毒作用。