智能涂料市場與技術發展簡介

智能涂料體現了新材料和新技術的結合，是既有傳統涂料的保護和裝飾性能，又可以對外部環境變化以可控的方式進行響應并產生自適性，增強應用效果的新型涂料。

● 智能涂料類型及市場需求 ●

智能涂料主要包括以下幾類：

（1）環境反饋型，包括傳感涂料、熱敏和壓敏涂料等；

（2）納米應用型，包括自愈合涂料、光學涂料、超導涂料等；

（3）生物活性性，包括抗菌涂料、生物基涂料、光引發和生物引發涂料等；

（4）創新型，包括超疏水涂料、自潤滑涂料和自清潔涂料等。

目前智能涂料的市場需求呈現快速增長。根據《2020-2024年智能涂料行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示，2013-2019年，全球智能涂料市場規模年均復合增長率達到31.6%，呈現高速增長態勢，2019年市場規模約為36.3億美元。預計未來5年，全球智能涂料市場將繼續保持快速上升態勢，到2024年市場規模將達到86.1億美元。

智能涂料種類較多，且產品種類仍不斷增加，從市場結構來看，在多種智能涂料中，防腐智能涂料、自愈合智能涂料以及自清潔智能涂料三種涂料應用較為廣泛，三者合計市場占比達到66.4%左右。受益于汽車、建筑外墻、建筑內飾等領域對高性能、易維護的涂裝需求不斷增加，自清潔涂料成為全球份額占比最大的細分市場，2019年市場占比達到45%左右。

 

圖：智能涂料廣泛應用于電子、醫學、汽車交通、航空航天、軍工、建筑等多個領域。

● 如何實現涂料性能的智能化及應用案例分享 ●

實現涂料性能的智能化可以通過三個基礎的步驟實現：

（1）是選擇添加劑，適合的添加劑需要具有獨特的性能表現，足以滿足配方中對“智能化”性能的要求；

（2）是對涂料樹脂基料、顏料以及原料的選擇，此類材料從單個性能上無法滿足涂料的基本性能，但通過配方搭配可以滿足涂料的基礎性能，包括各種力學性能和抗性等；

（3）是實現涂料涂層對外面環境的性能反饋。

英國紐卡斯爾大學研發的監測橋梁等金屬結構疲勞情況的傳導型智能涂料，在配方設計中加入了細微壓電材料晶體，當這種晶體受到拉伸和擠壓時，可產生與所受外力成比例的電信號，通過分析這些電信號，可以了解建材的疲勞程度。在使用中，只要在金屬結構表面涂覆該種涂料，再外涂一層導電涂層，當施加電壓時，涂料中的晶體與構件表面形成正確的角度，金屬構件無論從什么方向受力時，涂料都可產生相應的電信號，受力越大，產生的電信號越強。

智能材料公司(Intelligent Materials)開發的涂料中使用稀土納米晶體，可以發出獨特的光線特征，安裝在手杖尖端的傳感器可以被這種光線激活并讀取信息。將脈沖激光或LED脈沖光發射到這些材料中，則會得到特定頻率的反饋。可通過該涂料幫助汽車識別交叉路口或車道，或提供使GPS更加準確的標記，用于自動駕駛汽車，同時這款涂料也可用于幫助盲人。

2010年的美國化學學會上，科學家宣布成功研制出一種可以“感知”溫度的智能涂料。將該材料涂抹在屋頂上，不僅可以在炎熱的夏季反射太陽光，降低高昂的電費，而且當冷空氣襲來，還能轉變角色，把太陽能運輸到屋里，保持室內溫度。

在涂料制作過程中，廢棄的食用油首先被液化為一種液態聚合物，與未經加工過的食用油不同，該聚合物不會散發出任何味道。

在溫暖天氣中，涂上智能涂料的瀝青屋頂溫度可以下降50%至80%;而在寒冷天氣中，高溫可提高80%。

韓國的科研人員開發了解決混凝土開裂問題的自修復保護涂層，將可以使裂縫愈合的材料封裝在微膠囊里面，當混凝土表面開裂發生時，微膠囊會因為開裂而破裂，膠囊內部的材料會隨著流入裂縫中，只要有陽光照射在混凝土表面，就會被激發并固化。這一過程為光觸發自修復體系，不需要催化劑，對環境友好，而且成本不高，是一種和實用的修復混凝土裂縫的方法。

自清潔涂料方面，我國研究者通過氟化的二氧化鈦納米粒子制成疏水涂料，先將雙面膠涂在玻璃表面，然后加入疏水涂料，形成類似三明治的結構，玻璃和疏水涂料分別粘結在雙面膠兩側，表面非常堅固，甚至用砂紙交叉摩擦幾十個來回，仍然可以保持表面超疏水性。

全球市場中，北美、歐洲與亞太地區是智能涂料的主要應用市場，亞太地區智能涂料需求增速高于全球平均水平。智能涂料主要供應商包括阿克蘇諾貝爾、艾仕得、PPG工業、宣偉以及立帕麥等。相比于美國及日本市場，中國的智能涂料行業起步較晚，目前仍處于發展初期階段，行業在技術水平、生產規模、產品質量等方面仍存在較大提升空間，隨著中國城市化、工業化進程加快以及環保監管日益嚴格，智能涂料發展的空間非常廣闊。