當(dāng)?shù)谝淮瓮瞥鰰r(shí),智能涂料被認(rèn)為是新產(chǎn)品,短期內(nèi)幾乎沒有商業(yè)化的可能性。事實(shí)證明并非如此,僅僅十多年之后,這種局面就被打破。
在過去十多年中,智能領(lǐng)域的變革和創(chuàng)新速度驚人,以致于智能涂料現(xiàn)在每天都可用于汽車、建筑、消費(fèi)電子和其他應(yīng)用領(lǐng)域,滲透到我們生活的方方面面,并不斷改善人們的生活,包括:用于透明觸摸屏和顯示器中的易清潔、防指紋和防眩光涂層;用于自動(dòng)駕駛汽車的傳感器和相機(jī)蓋鏡頭的超疏水、易清潔涂層;飛機(jī)擋風(fēng)玻璃除冰涂層;以及用于飛機(jī)的太陽(yáng)熱能管理涂層等。
推動(dòng)智能涂層技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要趨勢(shì)是對(duì)更高性能的持續(xù)需求——以延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命和減少維護(hù)、提高能源效率,并應(yīng)對(duì)基層向復(fù)合材料和鋁以及AC等新型輕質(zhì)材料的轉(zhuǎn)變。同時(shí),一些添加劑和化學(xué)制品的健康、環(huán)境等相關(guān)監(jiān)管限制,加上聚合物化學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步,也推動(dòng)了智能涂層技術(shù)的進(jìn)步。
隨著時(shí)間的推移和技術(shù)的進(jìn)步,智能涂料變得更加功能化,如:在透明玻璃或塑料上應(yīng)用的光致變色/熱致變色/電致變色涂層會(huì)根據(jù)適當(dāng)?shù)拇碳じ淖冾伾凸庾V傳輸特性;銀離子抗菌涂層通過與微生物污染物細(xì)胞壁的離子交換釋放銀離子,這些新一代涂層的出現(xiàn)開始在智能涂料領(lǐng)域占據(jù)一席之地。
市場(chǎng)參與度不斷提升
所有這些趨勢(shì)都表明智能涂料(以及更普遍的智能材料)將成為未來的重要商機(jī)。一些大型企業(yè)已經(jīng)在這一領(lǐng)域進(jìn)行大量投資,這些公司不僅包括涂料公司,還包括大型玻璃公司和供應(yīng)鏈上下游的其他公司。
早在2017年,贏創(chuàng)就宣布計(jì)劃研發(fā)一種新型涂料,使船體對(duì)微生物“隱形”,免受生物膜、藻類、貝類生物的侵?jǐn)_。其進(jìn)行的研究并不局限于船舶涂料,也包括防凍保護(hù)層、抗菌涂料以及防塵表面等智能涂料。
涂料行業(yè)的阿克蘇諾貝爾公司也已經(jīng)成功地開發(fā)出了自愈汽車修補(bǔ)涂料、智能防污涂料和抗菌涂料。同時(shí),PPG正在開發(fā)各種多功能透明涂層,用于現(xiàn)代車輛中的交互式屏幕、顯示器和其他表面。而且,PPG開發(fā)的涂層可能用作車輛電子設(shè)備的導(dǎo)電和屏蔽元件,并幫助OEM通過消除電線和機(jī)械連接來降低成本和重量。
除PPG、阿克蘇諾貝爾、贏創(chuàng)之外,還有巴斯夫、宣偉、佐敦、RPM、海虹老人、艾仕得、陶氏、3M以及伊士曼等涂料和原料企業(yè)參與智能涂料市場(chǎng)。目前,歐洲擁有最大的智能涂料市場(chǎng),其次是北美和亞太地區(qū)。
國(guó)內(nèi)也有一些涂料企業(yè)將眼光放在了智能涂料領(lǐng)域,江蘇晨光涂料就是其中的一個(gè)代表。據(jù)前段時(shí)間傳來的消息,晨光正在打造智能變色涂料新車間。在這個(gè)領(lǐng)域,晨光已經(jīng)推出了一款智能變色調(diào)光膜,其采用了最新專利技術(shù)將具有介電各向異性的納米顆粒與特種預(yù)聚物相混合,制成均勻穩(wěn)定的智能變色涂膜。該產(chǎn)品適用于各種玻璃,具有隔音、隔熱、防爆、美觀的效果,可以隨時(shí)控制玻璃的透明不透明狀態(tài),可起到屏幕投影、隔熱保溫、窗戶外遮陽(yáng)作用,替代傳統(tǒng)遮光介質(zhì)。
未來面臨的挑戰(zhàn)
迄今為止,開發(fā)智能涂料的最大挑戰(zhàn)仍然在于如何提高其功能性、耐久性和拓展商業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)。目前在市場(chǎng)上可用的涂料應(yīng)用方法和固化機(jī)制,與目標(biāo)最終用途市場(chǎng)相關(guān)的環(huán)境、健康和安全法規(guī),以及不可避免的成本限制都將影響智能涂料應(yīng)用市場(chǎng)的推廣。
由于汽車的使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境條件惡劣,汽車行業(yè)的這些障礙有時(shí)比其他行業(yè)要大。外部汽車涂層需要長(zhǎng)期承受各種環(huán)境(紫外線、熱、濕度)和物理?xiàng)l件。易清洗和其他功能性汽車涂層也面臨著多年的極端挑戰(zhàn)(磨損、高溫、化學(xué)品、濕度等)。此外,向涂層中添加功能性通常也會(huì)增加成本。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用程序,涂料企業(yè)都必須權(quán)衡功能的改進(jìn)與增加的成本。
就目前形勢(shì)來看,智能涂料行業(yè)需要優(yōu)先考慮的是,繼續(xù)擴(kuò)大其在主流涂料市場(chǎng)的應(yīng)用。正如所有處于早期階段的技術(shù)一樣,上下游產(chǎn)業(yè)鏈攜手共同進(jìn)行市場(chǎng)開拓,才是解決問題的關(guān)鍵。如果這樣的話,許多現(xiàn)在只是有趣的研究項(xiàng)目的技術(shù),將在不久的將來進(jìn)入主流涂料應(yīng)用領(lǐng)域。
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