智能涂料市场与技术发展简介

智能涂料体现了新材料和新技术的结合，是既有传统涂料的保护和装饰性能，又可以对外部环境变化以可控的方式进行响应并产生自适性，增强应用效果的新型涂料。

● 智能涂料类型及市场需求 ●

智能涂料主要包括以下几类：

（1）环境反馈型，包括传感涂料、热敏和压敏涂料等；

（2）纳米应用型，包括自愈合涂料、光学涂料、超导涂料等；

（3）生物活性性，包括抗菌涂料、生物基涂料、光引发和生物引发涂料等；

（4）创新型，包括超疏水涂料、自润滑涂料和自清洁涂料等。

目前智能涂料的市场需求呈现快速增长。根据《2020-2024年智能涂料行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示，2013-2019年，全球智能涂料市场规模年均复合增长率达到31.6%，呈现高速增长态势，2019年市场规模约为36.3亿美元。预计未来5年，全球智能涂料市场将继续保持快速上升态势，到2024年市场规模将达到86.1亿美元。

智能涂料种类较多，且产品种类仍不断增加，从市场结构来看，在多种智能涂料中，防腐智能涂料、自愈合智能涂料以及自清洁智能涂料三种涂料应用较为广泛，三者合计市场占比达到66.4%左右。受益于汽车、建筑外墙、建筑内饰等领域对高性能、易维护的涂装需求不断增加，自清洁涂料成为全球份额占比最大的细分市场，2019年市场占比达到45%左右。

 

图：智能涂料广泛应用于电子、医学、汽车交通、航空航天、军工、建筑等多个领域。

● 如何实现涂料性能的智能化及应用案例分享 ●

实现涂料性能的智能化可以通过三个基础的步骤实现：

（1）是选择添加剂，适合的添加剂需要具有独特的性能表现，足以满足配方中对“智能化”性能的要求；

（2）是对涂料树脂基料、颜料以及原料的选择，此类材料从单个性能上无法满足涂料的基本性能，但通过配方搭配可以满足涂料的基础性能，包括各种力学性能和抗性等；

（3）是实现涂料涂层对外面环境的性能反馈。

英国纽卡斯尔大学研发的监测桥梁等金属结构疲劳情况的传导型智能涂料，在配方设计中加入了细微压电材料晶体，当这种晶体受到拉伸和挤压时，可产生与所受外力成比例的电信号，通过分析这些电信号，可以了解建材的疲劳程度。在使用中，只要在金属结构表面涂覆该种涂料，再外涂一层导电涂层，当施加电压时，涂料中的晶体与构件表面形成正确的角度，金属构件无论从什么方向受力时，涂料都可产生相应的电信号，受力越大，产生的电信号越强。

智能材料公司(Intelligent Materials)开发的涂料中使用稀土纳米晶体，可以发出独特的光线特征，安装在手杖尖端的传感器可以被这种光线激活并读取信息。将脉冲激光或LED脉冲光发射到这些材料中，则会得到特定频率的反馈。可通过该涂料帮助汽车识别交叉路口或车道，或提供使GPS更加准确的标记，用于自动驾驶汽车，同时这款涂料也可用于帮助盲人。

2010年的美国化学学会上，科学家宣布成功研制出一种可以“感知”温度的智能涂料。将该材料涂抹在屋顶上，不仅可以在炎热的夏季反射太阳光，降低高昂的电费，而且当冷空气袭来，还能转变角色，把太阳能运输到屋里，保持室内温度。

在涂料制作过程中，废弃的食用油首先被液化为一种液态聚合物，与未经加工过的食用油不同，该聚合物不会散发出任何味道。

在温暖天气中，涂上智能涂料的沥青屋顶温度可以下降50%至80%;而在寒冷天气中，高温可提高80%。

韩国的科研人员开发了解决混凝土开裂问题的自修复保护涂层，将可以使裂缝愈合的材料封装在微胶囊里面，当混凝土表面开裂发生时，微胶囊会因为开裂而破裂，胶囊内部的材料会随着流入裂缝中，只要有阳光照射在混凝土表面，就会被激发并固化。这一过程为光触发自修复体系，不需要催化剂，对环境友好，而且成本不高，是一种和实用的修复混凝土裂缝的方法。

自清洁涂料方面，我国研究者通过氟化的二氧化钛纳米粒子制成疏水涂料，先将双面胶涂在玻璃表面，然后加入疏水涂料，形成类似三明治的结构，玻璃和疏水涂料分别粘结在双面胶两侧，表面非常坚固，甚至用砂纸交叉摩擦几十个来回，仍然可以保持表面超疏水性。

全球市场中，北美、欧洲与亚太地区是智能涂料的主要应用市场，亚太地区智能涂料需求增速高于全球平均水平。智能涂料主要供应商包括阿克苏诺贝尔、艾仕得、PPG工业、宣伟以及立帕麦等。相比于美国及日本市场，中国的智能涂料行业起步较晚，目前仍处于发展初期阶段，行业在技术水平、生产规模、产品质量等方面仍存在较大提升空间，随着中国城市化、工业化进程加快以及环保监管日益严格，智能涂料发展的空间非常广阔。