功能涂料

　　功能涂料指的是基于现代新型功能材料发展起来的涂层材料，区别于传统的建筑、木器及金属用涂料，而把应用面进一步拓宽到生物医用、食品加工、分离筛选、微电子技术等新兴行业。《功能涂料》共分8章内容，第1章为功能涂料概述，主要介绍功能涂料的分类和发展重点；第2章功能涂料的制备，主要介绍功能涂料用树脂的新型合成方法等；第3～8章分别系统叙述了自清洁涂料、抗菌涂料、自修复涂料、海洋防污涂料、导电涂料、传感涂料六类功能涂料的分类、作用机制、制备及应用前沿。内容涵盖新型功能涂料的合成、性能、应用及发展。 《功能涂料》可供有一定涂料基础知识的大专院校相关专业的教师、本科生和研究生使用，也可供相关专业科研、生产技术人员参考。

　　刘仁，江南大学，化学与材料工程学院副院长、教授，自2003年起在江南大学攻读硕士和博士学位开始即从事“电泳涂料”“光固化涂料”等的研究，并先后于2010年和2016年在美国北达科他州立大学和香港中文大学开展功能涂料研究。先后入选江苏省“六大人才高峰”、“双创博士”等人才培养计划。现任江南大学化学与材料工程学院副院长，光聚合技术及先进涂层研究室主任，兼任中国辐射固化专委会学术委员会主任，“辐射固化通讯”编委，中国涂料与颜料标准化技术委员会单位委员，以及Progress in Organic Coatings、涂料工业等国内外涂料期刊审稿人。 长期从事光固化材料、功能涂层材料等领域教学和科研工作，主讲《功能涂料》《涂料科学与技术》两门专业课程。近5年来在抗菌涂料、自修复涂料、光固化涂料等方向发表SCI论文25篇，授权中国发明专利10件和美国专利2件。先后主持“先进碳材料基光固化导电油墨关键技术研究与产品开发”等省部级以上项目5项，“金属刀片光固化防护涂层开发及连续涂布线设计”等企业委托项目6项。研究成果获省市级科技进步奖3项。

第1章功能涂料概述1
1.1功能涂料的发展1
1.2功能涂料的挑战2
参考文献2

第2章功能涂料的制备3
2.1概述3
2.2本征型功能涂料的制备3
2.2.1基于链式聚合制备3
2.2.2可控活性自由基聚合6
2.2.3可控自由基聚合在功能涂料制备中的应用10
2.2.4基于逐步聚合制备12
2.2.5巯基-点击聚合16
2.2.6巯基-点击聚合在功能涂料制备中的应用17
2.3复合型功能涂料的制备18
2.3.1物理共混法制备复合型功能涂料18
2.3.2原位反应法制备复合型功能涂料20
参考文献20

第3章自清洁涂料22
3.1自清洁涂料基础22
3.1.1自然界中的自清洁现象22
3.1.2生活中的自清洁涂料24
3.1.3浸润的基本理论25
3.1.4自清洁涂料的分类29
3.2亲水型自清洁涂料29
3.2.1普通亲水型自清洁涂料29
3.2.2光催化型亲水自清洁涂料30
3.2.3亲水型自清洁涂料的制备方法33
3.3疏水型自清洁涂料34
3.3.1疏水型自清洁涂料原理35
3.3.2超疏水涂料的制备方法36
3.4自清洁涂料的应用37
3.4.1自清洁涂料在建筑外墙领域的应用38
3.4.2自清洁涂料在纺织领域的应用38
3.4.3自清洁涂料在玻璃上的应用38
3.5自清洁涂料存在的问题与展望39
3.5.1耐久性和稳定性39
3.5.2安全性39
3.5.3展望40
参考文献40

第4章抗菌涂料42
4.1概述42
4.1.1微生物对材料表面的危害作用及其成因42
4.1.2抗菌涂料的概念及意义44
4.1.3抗菌涂料的分类44
4.2阻黏附型抗菌涂料45
4.2.1亲水表面45
4.2.2两性离子表面45
4.2.3超疏水表面46
4.3缓释型抗菌涂料46
4.3.1抗生素缓释46
4.3.2无机金属抗菌剂缓释47
4.3.3一氧化氮(NO)缓释48
4.4接触型抗菌涂料49
4.4.1化学合成型49
4.4.2天然生物分子抗菌肽抗菌酶型50
4.4.3光催化接触型50
4.5双重抗菌涂料51
4.5.1阻黏附-接触型52
4.5.2阻黏附-缓释型53
4.5.3接触-缓释型54
4.6主要表征方法55
4.6.1最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)55
4.6.2抑菌圈法55
4.6.3摇瓶法56
4.6.4电子显微镜表征57
4.6.5细菌荧光染色表征58
4.7主要应用领域58
4.7.1食品包装58
4.7.2医疗领域59
4.7.3建筑家居60
4.7.4织物服饰61
4.8总结与展望62
参考文献62

第5章自修复涂料64
5.1概述64
5.2外援型自修复涂料65
5.2.1微胶囊自修复涂料65
5.2.2液芯/中空纤维自修复涂料70
5.2.3微脉管自修复涂料72
5.2.4其他外援型自修复涂料73
5.3本征型自修复涂料75
5.3.1基于双硫键的自修复涂料75
5.3.2基于氢键的自修复涂料75
5.3.3基于Diels-Alder反应的自修复涂料78
5.3.4基于光致环加成反应的自修复涂料80
5.3.5基于光热效应的自修复涂料82
5.3.6其他本征型自修复涂料84
5.4自修复涂料的应用86
5.4.1汽车领域的应用86
5.4.2军事领域的应用86
5.4.3橡胶领域的应用87
5.4.4防腐领域的应用88
5.4.5木器领域的应用89
5.5总结及展望89
参考文献90

第6章海洋防污涂料95
6.1概述95
6.1.1海洋生物污损95
6.1.2海洋防污技术发展历史95
6.2杀生型防污涂料97
6.2.1基体不溶型防污涂料97
6.2.2基体可溶型防污涂料98
6.2.3自抛光防污涂料98
6.3污损脱附型防污涂料100
6.3.1有机硅材料101
6.3.2有机氟材料102
6.3.3氟硅聚合物材料103
6.4生物降解高分子基防污涂料103
6.5仿生防污涂料105
6.5.1仿生微结构防污涂料105
6.5.2天然产物基防污涂料105
6.6其他新型海洋防污涂料107
6.6.1污损阻抗型防污涂料107
6.6.2两亲性聚合物防污涂料107
6.6.3生物酶防污涂料108
6.7总结与展望108
参考文献108

第7章导电涂料111
7.1概述111
7.1.1定义及分类111
7.1.2导电涂料的导电机理112
7.1.3导电涂料表征手段117
7.2本征型导电高分子类导电涂料118
7.2.1导电高分子的合成118
7.2.2导电高分子涂装122
7.2.3导电高分子/树脂复合涂料123
7.3碳系导电涂料124
7.3.1碳纳米管类导电填料124
7.3.2石墨烯类导电填料127
7.3.3其他碳类导电填料128
7.4金属系导电涂料130
7.4.1银系导电涂料130
7.4.2铜系导电涂料132
7.5导电涂料的应用及展望132
7.5.1抗静电涂层132
7.5.2透明导电膜133
7.5.3导电胶134
7.5.4防腐涂料135
7.6总结与展望136
参考文献137

第8章传感涂料140
8.1传感涂料的制备方法140
8.1.1聚合物包埋法140
8.1.2化学接枝法141
8.1.3原位聚合法143
8.2压敏涂料145
8.2.1光学压敏涂料145
8.2.2应变压敏涂料151
8.3温敏涂料155
8.4金属早期腐蚀监测涂料157
8.4.1荧光响应型早期腐蚀监测涂层157
8.4.2颜色响应型早期腐蚀检测涂层159
8.5多功能传感涂料161
8.6其他传感涂料163
8.6.1电化学传感涂料163
8.6.2电化学生物传感涂料164
8.6.3气体传感涂料165
8.6.4光纤化学传感涂料168
8.7总结与展望170
参考文献171