二氧化硅纳米颗粒/硅树脂复合超疏水功能涂层的制备和性能研究

将二氧化硅纳米颗粒和硅树脂制成混合液,采用喷涂法(spray-coating)制备出了具备超疏水性的复合涂层.研究了二氧化硅、硅树脂不同含量配比对涂层疏水性能的影响,结果表明复合涂层的接触角随二氧化硅含量的增加而增加.在二氧化硅含量大于3%(质量分数)时,涂层显现超疏水性;当二氧化硅含量为3%(质量分数)、硅树脂含量为7%(质量分数)时,涂层与水的接触角达到151.6°,滚动角接近0°.通过扫描电子显微镜(SEM)观察涂层表面的微观结构,发现超疏水性的涂层具备微-纳复合阶层结构,类球状突起粒径在5μm左右,类球状突起上分布纳米团聚颗粒,直径约为50 nm.这种类似荷叶表面的微(纳复合阶层结构,结合硅树脂的低表面能,使得复合涂层具备了超疏水性能.     

聚四氟乙烯-碳酸钙超疏水复合涂层的制备及其性能

采用三甲基甲氧基硅烷对微纳米级CaCO_3进行表面改性。将改性CaCO_3颗粒与聚四氟乙烯(PTFE)颗粒混炼后喷涂在铝基层板上得到PTFE/CaCO_3超疏水复合涂层。采用原子力显微镜、扫描电子显微镜、同步热分析仪等研究了涂层的表面粗糙度、形貌特征以及热稳定性。结果表明:PTFE/CaCO_3涂层的静态接触角为(156±4)°,滚动角为(1.6±0.5)°;涂层的表面具有类似微纳米双层结构,耐热温度高达520℃;改性CaCO_3颗粒能够有效改善PTEF的疏水性能。     

氟碳复合涂层在不同润湿性下的摩擦学性能

通过使用3种不同粒径(0.5、5.0和50.0μm)的聚四氟乙烯(PTFE)功能填料与氟烯烃/乙烯基醚共聚树脂(FEVE)进行混合,采用喷涂法及常温固化工艺在载玻片表面制备了具有不同润湿性的FEVE/PTFE氟碳复合涂层,并评价了涂层的表面润湿性、附着力和耐磨性。结果表明：PTFE与FEVE的质量比为1.5时所制备的复合涂层具有优良的疏水性和附着力,水接触角最大约为153.1°。与干摩擦工况相比,涂层在水润滑状态下的摩擦因数更低。以粒径50μm的PTFE制备的FEVE/PTFE复合涂层在超疏水状态下的摩擦因数低至0.061 5。该FEVE/PTFE复合涂层不仅具有良好的耐磨性,而且疏水效果稳定。     

喷涂法制备硅藻土/Al2O3超疏水涂层的研究

以微米级硅藻土和纳米级氧化铝粒子为原料，构筑具有一定粗糙结构的表面，以十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMOS）为低表面能改性剂，以环氧树脂为粘接剂，制得硅藻土/Al2O3基复合超疏水涂层。首先，通过HDTMOS水解液对硅藻土和氧化铝粒子进行表面改性，再加入环氧树脂溶液获得悬浮液，采用喷涂法将上述悬浮液喷涂于基底表面，经加热固化后得到超疏水涂层。通过单因素实验筛选出最佳制备工艺（ V(HTDMOS)∶V(乙醇)=0.04∶1；m(硅藻土)∶m(Al2O3) =1.5∶0.8；m(E51)∶m(丙酮) =1∶5），其表面水静态接触角高达163.4°，扫描电镜观察其表面呈粗糙度均匀的微观分级结构。涂层适用于滤纸、木块、不锈钢板等多种基底，均可表现出优异的超疏水性能。同时，该涂层经过100次的循环磨损实验后，其表面水静态接触角仍高达146.3°。     

纳米复合涂料

<正>201709023一种超疏水纳米复合涂层及其制备方法:WO2017 007 439[国际专利申请,英]/土耳其:Erciyes Universitesi(Hancer,Mehmet等).-2017.01.12.-14页.-TR2015/8 263(2015.07.03)题述超疏水纳米复合涂层既能增强其与基材表面的附着力,又能赋予其表面超疏水性能,而且,由于涂层     

炭黑/PDMS光热超疏水涂层的制备及防冰除冰性能

通过在基材表面喷涂环氧树脂作为黏合剂,然后喷涂炭黑纳米粒子、聚二甲基硅氧烷(PDMS)以及十七氟癸基三乙氧基硅烷(PFDTES)的共混液制备了一种炭黑/PDMS光热超疏水涂层.炭黑纳米粒子提供光热性能并使涂层具有微纳粗糙结构,结合PFDTES较低的表面能使涂层获得超疏水性能.制备涂层表面的水滴接触角高达161?,滚动角...     

超疏水有机硅材料的制备

采用两步喷涂法制备了经疏水修饰的二氧化硅(R974)/有机硅树脂(GC-500Z)超疏水复合涂层。通过接触角测定仪和扫描电子显微镜研究了R974的含量及其喷涂时间、GC-500Z的喷涂时间对涂层最终疏水性的影响。结果表明,涂层最终的疏水性是由其表面是否形成沟壑以及所形成的沟壑中的R974的含量所决定。当表面形成比较明显的沟壑且沟壑中的R974含量比较低时,涂层表现为一种水滴无法滚动离开表面的疏水状态;如果沟壑中的R974含量比较高并没有明显的沟壑形成,则涂层表现为一种水滴非常容易滚动离开表面的超疏水状态。     

超临界CO2快速膨胀法制备SiO2/聚氨酯超疏水涂层

用超临界CO₂快速膨胀法制备了SiO₂/聚氨酯超疏水涂层。首先用十三氟辛基三乙氧基硅烷（F-硅烷）和γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷（KH-570）改性纳米二氧化硅,制备出含双键的纳米二氧化硅粒子,将其分散在超临界CO₂中,再利用超临界CO₂快速膨胀法将其喷射到双键封端的且已添加了引发剂的聚氨酯涂层表面,通过加热,使纳米二氧化硅粒子接枝在聚氨酯涂层表面,形成稳固粗糙结构,获得了超疏水性质。研究了喷嘴温度、反应釜温度和压力、偶联剂配比、表面粗糙度对涂层疏水性的影响。结果表明：涂层的静态水接触角可达到169.1°±0.6°;在喷嘴和釜内温度都为90℃,釜内压力为16 MPa,F-硅烷和KH-570配比为1∶1,表面粗糙度为7.3 μm时,所制得涂层具有较好的超疏水性,且具有优良的耐刮伤性。该法高效环保,涂层性能优良,适于大面积制备。     

β-FeOOH/PDMS超疏水涂层的制备及其性能研究

通过环保的一步水热法制备了疏水性的β-FeOOH纳米粒子,将其添加到聚二甲基硅氧烷(PDMS)中,采用喷涂法在镁合金AZ31表面制备β-FeOOH/PDMS疏水涂层,利用X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱分析(FT-IR)对超疏水涂层进行了表征,并研究了其耐磨性、耐腐蚀性、自清洁及抗海藻粘附特性。当m(β-FeOOH)∶m(PDMS)=85∶100时,涂层达到超疏水状态,水接触角为(152.6±1.2)°。摩擦磨损实验证明超疏水涂层的稳定性。涂层在15 d内对基底能起到腐蚀防护作用。此外涂层还表现出优异的自清洁性、防污泥和抗海藻粘附性。     

纳米复合涂料

<正>201412034含二氧化硅-氟聚合物杂化纳米粒子的透明超疏水/半透明超双疏性涂层的制备[刊,英]/Lee,Seung Goo等//Langmuir.-2013,29(48).-15 05l~15 057介绍了一种通过喷涂二氧化硅-氟聚合物杂化纳米粒子(SFNs)制备透明超疏水涂层和半透明超双疏性涂层的简单方法,该方法不需对底材进行预处理或后处理。其中纳米粒子的使用获得了微尺度和纳米级的粗     

基于单宁酸制备可喷涂超疏水材料

通过正硅酸乙酯水解合成了二氧化硅纳米粒子并形成凝胶颗粒,加入单宁酸以优化其形貌,以六甲基二硅氮烷为表面改性剂,合成了具有低表面能的超疏水喷涂材料。并用动态光散射仪(DLS)与扫描电镜(SEM)对其表征。将其分散于乙醇,并对纸张、玻璃、铝箔、木板、棉质纺织物、塑料泡沫等常见表面进行喷涂,均在短时间内构成了超疏水表面,水接触角均在150.0°以上。随后,考察了所制备超疏水涂层在受外力破坏后的自修复性与耐磨性。结果显示:1 g/L的喷涂液仅需喷三层即可构建超疏水表面,得到的涂层具有良好的透明性;超疏水涂层在受外力损坏后可用有机溶剂进行快速简易的自修复;且喷涂后的玻璃片在砂纸上负重磨损距离达到1000 mm后,接触角从153.5°降至105.5°,再喷一层即可恢复到154.0°。     

纳米ZnO/聚氨酯复合超疏水涂层共混法制备及其性能研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对纳米ZnO粉末进行分散,然后加入全氟辛基三甲氧基硅烷改性纳米ZnO,再与水性聚氨酯共混一次喷涂在铝基板上喷涂成膜的方法制备出了具有优良的耐磨性、防腐蚀性的超疏水涂层。此工艺操作简单,制备的超疏水涂层与铝基板粘结紧密,涂层表面微纳结构较小,表面完整光滑。应用FTIR、XPS、SEM、超疏水性能测试设备等手段对涂层进行表征。结果表明,全氟辛基三甲氧基硅烷含量为纳米ZnO的10%wt,KH550为5%wt时,涂层接触角可达到165°,滚动角7. 5°,其超疏水性能最好,且具有的良好的稳定性和防腐蚀性能。     

45#钢表面Ni-W/ZnO超疏水复合涂层的制备及性能研究

采用电沉积工艺并结合喷涂法在45#钢表面制备Ni-W/ZnO超疏水复合涂层,表征了复合涂层的微观形貌和主要成分,并对复合涂层的疏水性、机械稳定性及耐蚀性进行测试分析。结果表明：复合涂层表面形成微纳米分级结构,主要成分为Ni、W、Zn、O、C和Si元素,改性ZnO颗粒在复合涂层中呈较均匀分散状态。复合涂层表面水滴接触角达到151.4°,表现出超疏水性能,并且经20次胶带提拉、20次砂粒冲击和20个周期砂纸摩擦后接触角仍然大于150°,能稳定地保持超疏水性能而且具有良好的机械稳定性。复合涂层还表现出优异的耐蚀性,其腐蚀电流密度仅为6.79×10^-7 A/cm²,极化电阻达到3.25×10⁴Ω·cm²,相比于常规Ni-W合金镀层,能为45#钢提供理想的腐蚀防护作用。     

改性SiO2/聚硅氧烷无氟超疏水涂层的制备及性能

为了提高基体材料的防污能力,在基体表面制备了一种无氟超疏水复合涂层。首先,使用十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)对二氧化硅(SiO_2)微纳米颗粒进行疏水改性,其次,将改性后的SiO_2颗粒与有机硅烷混合,利用硅烷的水解、聚合在基体材料的表面得到一层稳定的无氟超疏水复合涂层。采用FTIR、TGA、SEM、AFM和接触角测量仪对涂层的化学组成、表面微观结构和疏水性能进行表征。结果表明:复合涂层表面具有微纳米尺度的粗糙结构,并具有优异的自清洁性和耐磨损性;未磨损前接触角达151°,磨损100周次后接触角进一步提高至161°。     

复合流体涂层用于Cu金属的防腐蚀研究

采用电沉积法在纯铜表面制备了树枝状Cu₂O,经过正十二硫醇改性制备超疏水涂层,将疏水化的Fe₃O₄纳米颗粒与油相混合,注入超疏水铜表面,制备复合流体涂层。采用扫描电镜(SEM)、接触角测试仪对涂层不同阶段的形貌结构、润湿性进行了分析,采用扫描开尔文探针(SKP)研究了超疏水涂层、复合流体涂层与纯铜表面的电位变化,采用电化学阻抗谱和极化曲线等方法研究了超疏水涂层、复合流体涂层在大气环境和3.5 wt.%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,复合流体涂层在3.5 wt.%NaCl溶液中浸泡20 d后,腐蚀电流仍小于超疏水涂层和纯铜的腐蚀电流密度,复合流体涂层具有较好的耐久性和耐腐蚀性。     

超疏水近红外吸收涂层的制备及性能表征

以纳米Si O2为微纳结构改性剂、聚二甲基硅氧烷(PDMS)为粘合剂、Sm2O3为功能颜料,通过合理的涂层结构设计,采用刮涂法制备得到具有超疏水特性的PDMS/Sm2O3复合涂层。分析探讨了PDMS和Sm2O3配比(质量比)、纳米Si O2添加量及表面微纳结构层对涂层性能的影响规律。结果表明,PDMS和Sm2O3质量比对涂层性能具有重要影响,当m(PDMS)∶m(Sm2O3)=6∶4时,涂层对1.06μm近红外光的反射率可低至58.8%,涂层的水接触角可达到113°,明显高于传统聚氨酯基近红外吸收涂层的水接触角。通过在PDMS/Sm2O3复合涂层表面涂覆具有明显乳突状结构特征的PDMS/SiO2微纳结构层,可使涂层实现超疏水特性。PDMS/Sm2O3复合涂层表面经Si O2质量分数为30%的PDMS/SiO2微纳结构层涂覆后,其水接触角可增大到158°,滚动角可低至4°,同时具有较低的1.06μm近红外反射率(61.4%)性能。     

纳米二氧化钛/氧化锌超疏水涂层的制备及其性能

将纳米TiO2和微米ZnO机械搅拌,制备了纳米TiO2/ZnO复合粒子。通过硬脂酸对其改性,于200°C下烘烤15min,在钢试片上得到纳米TiO2/ZnO复合超疏水涂层。采用扫描电镜、红外光谱和接触角分析仪对涂层表面的形貌和疏水性进行了表征。结果表明,复合粒子经硬脂酸表面改性后引入了疏水性的甲基,形成微/纳米双重粗糙结构。当硬脂酸含量为9%时,所得涂层表面与水的静态接触角为165.3°,滚动角4°。该涂层具有优异的耐溶解性、耐温性及自清洁性。     

超疏水纳米海绵制备及其二甲苯吸附性能

利用聚氯乙烯（PVC）及疏水性气相纳米SiO₂颗粒建立了一种简易、快速的超疏水纳米海绵材料的制备方法,并在开展超疏水纳米海绵材料的表面基团分析（IR）、疏水性能测定、表面形貌（SEM）观察的基础上,探究其吸附性能及循环使用性能。为验证超疏水纳米海绵材料的工业应用性能,采用实验室搭载回收设备,对比考察了负载超疏水纳米海绵/未改性海绵/商用金属盘片对间二甲苯的回收性能。结果表明：改性后超疏水纳米海绵材料表面负载涂层整体均匀完整,涂层上接枝的纳米颗粒稳定致密,且表面粗糙度有明显提高。IR谱图中新增有O—Si—O的特征峰,充分证明疏水性SiO₂颗粒已负载在材料表面,使其表面疏水角可达150°,具有超疏水亲油特性。改性海绵材料间二甲苯吸附容量可达41.45g/g,且在循环500次后吸附容量仍能达到其初始值的93%,负载该海绵的回收设备则具有良好间二甲苯回收速率（152.83L/h）及效率（99%）,运行58h后仍保持良好间二甲苯回收性能。     

基于不同壁温的超疏水涂层制备及减阻性能研究

以操作简单的喷涂方式,将二氧化硅(SiO2)纳米粒子喷涂在聚氨酯(PU)表面形成了双层结构超疏水涂层.对所制备的涂层表面形貌特征、化学成分和润湿性能进行了表征分析,自主设计并搭建了减阻测试平台(旋转粘度计测试仪),借助此平台研究了不同壁温条件下超疏水涂层的减阻效果.研究表明,制备的超疏水涂层接触角为157.9°,滚动角...     

纳米二氧化硅改性超疏水性汽车蜡的研究

将表面修饰有高疏水链结构的纳米二氧化硅微粒加入到汽车蜡中,制备出了具有疏水性的纳米复合涂层,利用接触角测定仪、扫描电子显微镜(SEM)考察了其性能。结果表明,当纳米微粒添加到5%时,涂层的接触角达到了150°以上,具有超疏水性,SEM观察了表面形貌。