改性SiO_2粒子制备超疏水表面的研究

通过改性SiO2粒子和其他几种物质共混配制涂料,在PVC膜材上进行涂层烘干并焙烘,获得超疏水涂层表面。讨论了几种物质的用量对表面性能及形态的影响;初步探索了表面微结构对接触角的影响。利用改性SiO2粒子成功制备出了超疏水表面;获得了最佳涂层工艺条件;结构的粗糙度对接触角有着直接的影响。     

面向陶瓷表面自清洁和防覆冰应用的耐候性石墨烯超疏水涂层制备

超疏水涂层应用广泛，尤其在解决陶瓷表面自清洁、防覆冰等方面具有重要的应用价值。本文采用石墨烯与甲基硅树脂为主要原料制备超疏水涂料，结合喷涂和热处理技术在陶瓷基体表面制备了石墨烯超疏水涂层。实验对该涂层的显微结构和基团组成进行测试分析，探究了石墨烯超疏水涂层的自清洁性能和防覆冰功能，并通过长期户外实验，考察涂层的耐候性。结果表明：当甲基硅树脂溶液添加量为150μL、热处理温度为200℃时，制备的石墨烯涂层具备最佳的超疏水性能。采用该超疏水涂层修饰的陶瓷表面，具备优异的自清洁和防覆冰功能，以及长期户外耐候性。     

沉积温度对气凝胶表面制备氮化硼薄膜微观结构及其疏水性能的影响

为研究氮化硼纳米薄层在气凝胶疏水改性领域的应用前景,采用气相沉积法在二氧化硅气凝胶基底上制备了氮化硼纳米片薄层,研究了制备参数(制备温度、保温时间)对氮化硼纳米薄层的表面形貌及其疏水性能的影响.结果表明:生长涂层的最佳制备参数为生长温度1200℃,保温时间60 min.同时,生长涂层的表面形貌与参数关系不大,但是涂层的润湿性能与涂层的制备温度密切相关,在1100～1200℃之间实现了亲水到疏水的奇异转变,这归因于涂层表面化学组分的改变.本研究表明,氮化硼纳米涂层可实现二氧化硅气凝胶的疏水改性,表面化学组分起关键性作用.     

超疏水涂料的制备及性能研究

以氟树脂为原料,以纳米二氧化硅粒子为改性剂并加入助剂,采用水浴共混制备超疏水涂料。通过在玻璃板自然风干得超疏水涂层。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG)和扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对超疏水涂料涂层表面进行系统表征。讨论氟树脂、纳米二氧化硅及甲基丙烯酸甲酯(MMA)的用量对涂层疏水性能影响,探索涂层微观粗糙结构对接触角的影响,确定涂层的最佳工艺条件,获得静态接触角为151°、滚动角为4.8°的超疏水涂料。     

低表面能环氧树脂超疏水涂层的制备与研究

制备工艺复杂、表面粗糙结构耐久性差等因素制约了超疏水涂层在现实中的大规模应用。本研究采用十八烷酸对环己二胺四官能团环氧树脂(AG602)接枝改性制备了低表面能环氧树脂SAEP,并将SAEP与疏水纳米二氧化硅粒子共混后涂膜,对其热固化后涂层的性能进行研究。结果表明：当nmSiO₂质量分数为30%时,涂层表面具备超疏水性,水接触角为156.5°,滚动角为5.1°。涂层在承受砂纸45次循环打磨后仍能保持超疏水性。此外,涂层还具备优良的自清洁能力与耐酸碱腐蚀能力。     

基于PVDF/硅藻土的复合超疏水涂层

采用疏水高分子材料聚偏氟乙烯(PVDF)与无机建筑材料硅藻土相复合,以浸没沉淀法为主要方法,探索简单可行的超疏水涂层制备工艺。通过测量接触角对涂层的疏水性能进行表征,利用显微镜和电子显微镜对涂层的微观形貌进行表征。通过实验对主要制备工艺PVDF与硅藻土比例、PVDF的浓度进行了优化。结果表明PVDF的浓度为0. 125wt%,PVDF与硅藻土比例为1∶1为最佳条件,所制备超疏水涂层静态接触角达到154°。     

环氧/聚二甲基硅氧烷/MCM-41超疏水涂层的制备与性能研究

针对常规超疏水涂层制备工艺繁琐等问题，以介孔SiO₂纳米颗粒(MCM-41)为填料和载体，聚二甲基硅氧烷(PDMS)为低表面能改性剂，环氧树脂及其固化剂为成膜物，采用喷涂法制备了超疏水涂层。通过场发射扫描电子显微镜、共聚焦显微镜、接触角测量仪、拉伸试验机对其表面形貌、结构、疏水性及附着力进行表征。重点考察了PDMS改性的MCM-41(MCM-41/PDMS)和树脂基体质量比对涂层性能的影响。结果表明：当MCM-41/PDMS质量分数为55%，可以得到涂层疏水性(接触角150°，滚动角9°)和附着力(7.33 MPa)的最佳匹配，涂层经过胶带剥离300次和磨损150周期后，水接触角仍大于150°。     

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。     

水性超疏水涂层的制备、调控与应用的研究进展

基于可持续发展和绿色环保的要求,以水替代有机挥发性溶剂的新型水性超疏水涂层逐渐成为研究热点,但是水性涂料的分散性及涂层的疏水稳定性、涂层性能等相关问题也随之而来。本文介绍了水性超疏水涂层制备方法的发展现状,针对水性超疏水涂层力学耐久性能差的问题提出可行性方案,例如制备内外一致的一体化复合结构,加强涂层内界面相互作用,交联作用或设计自修复水性超疏水涂层等。此外,还对水性超疏水涂层在油水分离、防结冰、自清洁等领域的进展进行阐述,并探讨了水性超疏水涂层的规模化制备、涂层力学性能的强化和耐久性研究将成为主要探索方向,只有夯实水性超疏水涂层的基础研究,工业应用才能突破。     

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。     

双组分改性聚氨酯水工防腐涂层性能研究

采用柔性材料防护水利过流部件解决其运行过程中气蚀、磨蚀及其联合作用导致的破坏问题。以化学改性的方式在聚氨酯侧链上引入氟碳链及疏水性基团,合成兼具聚氨酯弹性体、氟碳化合物双组分性能的涂层材料。通过对涂层制备过程中喷涂压力、温度等喷涂工艺参数优化制备性能最佳涂层。对材料进行疏水性、冲蚀磨损、人工老化等测试,采用扫描电镜对涂层微观形貌进行观察,分析磨蚀机理对涂层性能及防护效果影响。结果表明：所制备涂层可有效提升过流部件的防腐耐磨性能。     

阳极氧化二氧化钛纳米管涂层地热水腐蚀和沉积特性

拟采用金属二次阳极氧化等表面工程技术抑制地热水的腐蚀和结垢现象。在纯钛和钛合金(Ti-6Al-4V)板基底上采用二次阳极氧化法制备了二氧化钛微纳米管阵列涂层,探讨了制备工艺参数对涂层结构的影响,并进一步采用浸渍法对涂层进行了超疏水化处理。通过场发射环境扫描电镜表征了涂层的微观结构形貌。应用视频光学接触角测量仪检测了涂层表面的静态接触角,估算了表面自由能。对涂层的粗糙度也进行了测量。采用静态浸渍法评估了涂层的防垢性能。采用电化学线性极化曲线法研究了涂层在地热水中的耐腐蚀效果。结果表明,在钛及钛合金基底上,采用二次阳极氧化和浸渍工艺,可以制得具有规整二氧化钛微纳米管阵列结构和较低表面能的功能涂层;该涂层与基底相比,在地热水中的耐腐蚀性能得以提高;在碳酸钙饱和溶液中的污垢沉积速率降低约15%。同时,涂层与基底有较好的结合性能,疏水涂层经历多次胶带剥离和砂纸磨损实验后,依然保持着较高的疏水性。     

等离子喷涂制备疏水氧化钇稳定氧化锆涂层及其抗垢耐蚀性研究

针对水环真空泵叶轮叶片、壳体等关键部件的结垢与腐蚀问题，采用等离子喷涂工艺和硬脂酸表面修饰的方法在Q235B基体表面制备疏水的氧化钇稳定氧化锆(YSZ)涂层。采用扫描电子显微镜、能谱仪、万能拉伸试验机、接触角测量仪等仪器和结垢试验、电化学试验等方法对涂层的微观结构及性能进行表征。结果表明，YSZ涂层表面具有“乳突”状的微纳结构，组织结构较为致密。Ni Cr Mo Fe粘结层的添加使涂层的结合强度提高了31%。硬脂酸修饰后涂层表面的平均水接触角达到141.8°，在过饱和碳酸钙溶液中浸泡后的结垢少，在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流密度与基体相比降低了94%，表现出良好的抗垢耐蚀性能。     

金属表面PDA/PTFE超疏水涂层抑垢与耐腐蚀性能

超疏水涂层具有极广的应用前景，然而在金属表面制备稳定的超疏水涂层具有一定挑战。为提高涂层稳定性，本文通过简单浸泡法在不锈钢表面形成稳定的聚多巴胺（PDA）中间涂层，随后采用电泳沉积法在PDA修饰后的表面制备聚四氟乙烯（PTFE）超疏水涂层。测试中采用场发射扫描电镜、接触角测试仪及电化学测试仪进行PDA/PTFE涂层分析和表征。制备的PDA/PTFE涂层表面呈现凸起结构，提高电沉积制备时间与溶液中水含量，涂层表面水接触角呈现先增加后降低的变化趋势，制备涂层中最大水接触角为160.2°±1.3°，相应涂层的表面能为5.57mN/m。胶带剥离与砂纸磨损试验表明，PDA/PTFE涂层具有较好的稳定性。污垢沉积试验表明，浸泡在50℃、70℃与90℃碳酸钙过饱和溶液12h后，与不锈钢相比，涂层抑垢率分别为64.71%、72.22%与81.25%。电化学测试表明，PDA/PTFE超疏水涂层具有较好的耐腐蚀性能，与不锈钢相比，涂层缓蚀率为95.1%。     

超疏水涂层在金属防腐方面的研究进展

超疏水表面由于其在自清洁、耐久性和稳定性等方面的优势而被广泛应用于防污、油水分离和防腐等领域。超疏水表面微纳米结构可以减少液体与金属表面的接触面积,因而提供了优异的耐腐蚀性能。本文介绍了在不同金属基板上制备超疏水涂层,分析其表面的制备和对金属防护方面的应用情况与潜在优势。     

硅烷偶联剂改性无机氧化物超疏水涂层的研究进展

超疏水涂层具有特殊的润湿性，同时还具有良好的耐化学腐蚀性和机械性能，可以应用于众多领域。硅烷偶联剂改性无机氧化物可以降低涂层的表面能，使其具有超疏水性。本文归纳了溶胶—凝胶法、化学气相沉积法、模板法和刻蚀法制备无机氧化物超疏水涂层的优缺点，重点介绍了常见硅烷偶联剂改性无机氧化物超疏水涂层的特点，总结了超疏水涂层在织物、陶瓷材料、表面防冰、金属防腐和生物医学等领域的应用，并对硅烷偶联剂改性无机氧化物超疏水涂层目前存在的问题及改进方向进行了展望。     

溶胶-凝胶法制备PTFE/SiO2疏水涂层

以聚四氟乙烯乳液(PTFE)和纳米硅溶胶为主要原料通过溶胶-凝胶法在玻璃表面上制备了疏水涂层。水滴在表面的接触角达到126°。通过显微电镜观察涂层表面结构,发现涂层表面分布许多微米大小的乳突。聚四氟乙烯低的表面能和复合表面的微米乳突结构是涂层能形成良好疏水性能的原因。考察了聚乙烯醇对复合涂层疏水性的影响。     

FC-4430/SiO2/PU复合疏水涂层制备及性能研究

具有疏水性表面的材料在自清洁、流体输送、减阻等领域具有潜在的应用价值。本文采用纳米Si O2粒子为添加剂,聚氨酯(PU)为成膜物,含氟表面活性剂(FC-4430)为低表面能修饰物,构筑出了微-纳米复合结构,采用涂刷工艺制备出FC-4430/Si O2/PU复合涂层。研究了Si O2和PU的质量比、FC-4430的用量对涂层疏水性能的影响。结果表明:在SiO2和PU的质量比为1:4,FC-4430的含量为1.5 mL时,复合涂层的疏水性能最好,水滴的接触角为127.6°。     

超疏水表面的影响因素与制备的研究进展

在结合外部环境的影响并充分考虑表面化学组成与表面微观结构的基础上,科学研究工作者们已经探究出超疏水性表面的制备方法,并成功制备出超疏水性能表面。伴随研究者们对超疏水性表面更加深入的研究,众多制备超疏水表面方法的不断出现,简单介绍影响表面润湿性的因素,归纳超疏水涂层表面的4种常用的制备方法,其中包括等立体法、激光刻蚀发、溶胶-凝胶法、气相沉积法等方法;并对超疏水将来的发展进行了展望。     

基于溶胶-凝胶技术法制备疏水表面

浸润性是固体表面的重要特征之一,它是由表面的化学组成和微观几何形貌共同决定的。通常将与水的接触角超过120°的表面称为疏水表面,由于疏水涂层独特的表面特性在国防、工农业生产和日常生活中都有重要应用前景。Shang和Pu等通过在SiO2纳米粒子涂层表面组装低表面能含氟聚合物的方法,制备具有疏水性能的涂层,