超疏水SiO2@OTES自清洁涂层的制备及性能

以纳米二氧化硅颗粒、正辛基三乙氧基硅烷(OTES)和硅烷偶联剂KH560为前驱体,采用溶胶凝胶法制备了超疏水SiO₂@OTES自清洁涂层。在酸性催化剂及有机溶剂中,OTES、KH560将纳米颗粒表面由亲水改性为疏水。探究了纳米SiO₂、OTES、KH560三种原材料含量对超疏水涂层润湿性能的影响。结果表明,当掺杂3.5 g纳米SiO₂,8%的OTES与2%的KH560时,涂层达到最佳疏水效果,其接触角为(154±1)°,滚动角为(3.3±0.5)°。采用SEM、FTIR红外光谱仪、X射线光电子能谱(XPS)对超疏水SiO₂@OTES材料的表面形貌与化学成分进行了表征。实验表明制备出的超疏水SiO₂@OTES自清洁涂层具有良好的自清洁防污、耐低温与耐磨性能,且将涂层回收重新制得的表面仍具有超疏水性。     

超疏水SiO2涂膜制备研究进展

综述了近年来通过溶胶凝胶法、化学改性法、相分离法、自组装法构建粗糙度和通过共混法、原位聚合法、原位生成法修饰低表面能物质制备超疏水SiO2涂膜的研究进展,并对超疏水涂膜的发展方向进行了展望。     

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。     

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。     

玻璃表面PDMS/TiO_2杂化超疏水涂层的制备

本实验将PDMS溶液与十八烷基三氯硅烷(OTS)改性的P25二氧化钛(Ti O2)纳米粒子溶液超声混合,将混合液喷涂在载玻片表面,制备出一层有机-无机复合涂层。所制得的涂层具有很好的防水性、较低的滚动角和较好的机械稳定性。     

超疏水/超亲油SiO2薄膜的制备和表征

采用溶胶-凝胶法以正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷为共前驱体制备纳米疏水SiO2溶胶,经十二烷基三甲氧基硅烷(dodecyltrimethoxysilane,DTMS)改性后,制备出SiO2粒子薄膜,用红外光谱分析SiO2粒子的化学组成,用透射电镜观察凝胶时间对SiO2粒子形貌的影响,用扫描电镜和接触角表征SiO2涂膜的表...     

TiO2/聚二甲基硅氧烷超疏水涂层制备及其金属防腐性能研究

以铝片为基底,采用溶胶凝胶法,制备疏水防腐涂层。以纳米Ti O2和聚二甲基硅氧烷为原料,通过硬脂酸使纳米Ti O2表面由亲水性变成疏水性,然后将改性后的Ti O2与聚二甲基硅氧烷复合,经机械共混、热处理、浸渍提拉等过程,形成超疏水防腐涂层。涂层表面形貌和疏水性采用X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、扫描电镜、接触角分析仪等进行表征。结果表明,复合涂层表面具有微/纳米双重粗糙结构,与水的静态接触角为155°,滚动角8°;采用极化曲线和交流阻抗等电化学法对涂层防腐性能进行表征,结果表明,其腐蚀电位较纯聚二甲基硅氧烷涂层正移0.2 V,而相比裸铝片,腐蚀电位从-926 m V正移至-525 m V,腐蚀电流密度从4.68×10-5A/cm2下降至5.69×10-6A/cm2。     

氟化丙烯酸/二氧化硅杂化超疏水涂层的性能研究

在醇溶性氟化聚合物溶液中,首先在水量不足的酸性条件下,掺杂聚四氟乙烯(PTFE),得到了均匀的复合溶胶。涂敷后,经表面凝胶化技术处理,使涂层表面得到微米和纳米相结合的阶层结构。TEM和XPS证实了凝胶化只在涂层表面发生,SEM观察到涂层表面的形貌与天然荷叶表面极其相似,该方法制备的涂层具有良好的力学性能,可用于制备超疏水性功能涂层材料。     

氟硅溶胶-气相纳米SiO2复合超疏水涂层的制备

以气相纳米SiO2和氟硅溶胶为原料,通过多层堆积法在玻璃表面制备复合超疏水涂层,涂层的表面形貌和疏水性分别通过扫描电镜和接触角测量仪进行表征,重点考察了氟硅溶胶与气相纳米SiO2质量比及涂装层数对涂层疏水性、附着力和硬度的影响.结果证明:氟硅溶胶可在无定型气相纳米SiO2表面形成团簇状微球结构,形成兼具低表面能和高粗糙...     

ZnO/聚二甲基硅氧烷超疏水薄膜的制备及其性能研究

通过硬脂酸对ZnO粒子的改性,使其表面引入了疏水性的甲基,将改性后的ZnO粒子与低表面能物质聚二甲基氧烷经过混合陈化固化过程后,在钢片上形成聚二甲基硅氧烷/ZnO超疏水涂层。采用接触角分析仪、扫描电镜、红外光谱,表征涂层表面的形貌和疏水性。结果表明,改性后的ZnO粒子在聚合物上构造微/纳米双重粗糙结构表面,涂层表面具有优异的自清洁性,水的静态接触角达161°,滚动角5°。该方法简单有效有巨大的应用前景。     

有机–无机杂化超疏水涂层的制备

采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为前驱体、硅丙树脂为成膜物质,制备了有机-无机杂化超疏水材料.在对用该材料获得超疏水涂层的研究中,考察了硅丙树脂的含量,比值n(MTES)/n(TEOS)、n(C_2H_5OH)/n(TEOS)和n(NH_3·H_2O)/n(TEOS)对涂层性能的影响.测试结果表明,当硅丙树脂加入量占总物料量的25%(质量分数),摩尔比n(TEOS)∶n(MTES)∶n(C_2H_5OH)∶n(NH_3·H_2O)为1∶4∶30∶10时,涂层具有良好的疏水性和均匀的外观结构,涂层静态水接触角可达156°.     

有机硅烷共缩合制备抗紫外超疏水减反射涂层

具有超疏水自洁功能的减反射涂层对太阳能光热组件在室外长期使用上有重要的意义,可以减少减反射涂层的清洗成本,延长减反射涂层的使用寿命。利用含有甲基和乙基等疏水基团的有机硅氧烷制备具有一定孔隙率的涂层,有望实现减反射和超疏水双重性能。本研究采用四甲氧基硅烷（TMOS）和甲基三乙氧基硅烷（MTES）共缩合,并利用甲氧基三甲基硅烷（MMS）进行羟基封端,制备了可以稳定两个月以上的均一溶胶。通过控制MTES和TMOS的水解工艺条件,采用浸渍提拉法制备了在400～800nm可见光波段平均透光率为97.06%、最高透光率为98.27%、水接触角为165°的超疏水减反射涂层,提出了MTES/TMOS/MMS溶胶的共缩合反应机理。涂层经过紫外耐久测试1080h后,涂层仍具有良好的减反射性能、疏水性和抗刻划强度,表现出良好的紫外耐久性。     

透明超疏水SiO2/硅酮胶复合涂层的制备及性能

以疏水纳米SiO_2和中性硅酮结构胶为主要原料,采用喷涂法在玻璃表面制备出透明超疏水SiO_2/硅酮胶复合涂层。采用FTIR、SEM、接触角测量仪和紫外-可见分光光度计对复合涂层的分子结构、微观形貌、润湿性和透光率进行表征。讨论了纳米SiO_2的添加量与涂层表面微结构、水接触角、透明性三者的关系,考察了复合涂层的耐水冲击性能和耐水稳定性能。结果表明:SiO_2/硅酮胶复合涂层表面呈连续的多孔网络状,团聚的SiO_2纳米粒子分散在作为骨架的亚微米级硅酮胶周围,构成了微纳米双尺度的复合粗糙结构。当SiO_2质量分数为2.0%时,复合涂层的水接触角达到最大为169.8°±0.7°,在380～760nm可见光范围内的平均透光率为82.9%;当硅酮胶质量分数为4%时,复合涂层分别经5 h水冲击以及10 d水浸泡后,水接触角仍保持在140°以上。     

In situ preparation of recoverable superhydrophobic coatings for various environments

A superhydrophobic coating was synthesized by in-situ reaction of fumed silica nanoparticles and a co-precursor which contains methyltrimethoxysilane (MTMS), propyltrimethoxysilane (PTMS), and diphenyldimethoxysilane (DPDS). The superhydrophobic surface was achieved by the spray of above mixtures on the substrates. Micro/nano structure of the surface was controlled by the silica nanoparticles. The wetting behavior of the surface was enhanced after coated and obtained a maximum 154^o static water contact angle and a minimum 1^o sliding angle. The surface retained its superhydrophobicity as well as good corrosive resistance and adhesion at a high temperature of 460?°C. Damage to the superhydrophobic coatings caused by extremely low temperature or mechanical force could be easily repaired through a heat treatment or a new spray.     

超疏水PET织物的制备及其抗菌性能

纺织物表面的超疏水特性将赋予其优异的自清洁性能。以PET无纺布为基材,探索了利用溶胶-凝胶法在预处理后的PET织物表面构筑具有微纳结构的超疏水涂层的方法;并利用扫描电镜（SEM）、接触角测量仪表征了改性PET织物表面的微观结构和润湿性。进一步地,分别以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为试验菌株,通过细菌转移法和抑菌圈法评价与分析了改性PET织物表面的抗菌性能。研究表明：利用改进的Stöber溶胶-凝胶过程能够在经碱减量法预处理的PET表面原位形成SiO₂纳米粒子;再用含疏水性长链的十二烷基硅烷对这一表面进行改性,并经过表面热处理,就能够成功地在PET织物表面构筑多层次的微/纳结构,从而制得表面具有超疏水特性的PET织物,其接触角可达到163°。这一超疏水PET织物能够抑制细菌在其表面的生长繁殖,表现出了明显的抗菌特性。     

PE基聚硅氧烷/改性SiO2超疏水薄膜的构筑

使用十八烷基三甲氧基硅烷(OTMS)对纳米SiO2进行表面疏水改性,将得到的改性纳米SiO2(OTMS-SiO2)添加到有机硅树脂(SI)中,然后采用两步法在聚乙烯(PE)薄膜表面固化制备了复合涂层SI/OTMS-SiO2.通过FTIR、1HNMR、29SiNMR、TGA对OTMS-SiO2及复合涂层进行了表征,采用接触角测量仪、SEM、AFM对复合涂层疏水特性和形貌进行了测试和观察,最后对复合涂层的耐磨性和附着力进行了分析.结果表明,SiO2表面成功引入了OTMS,且OTMS-SiO2均匀附着在硅树脂涂层上,增加了表面粗糙度,得到了PE基固化超疏水复合涂层.当OTMS-SiO2添加量为正己烷质量的8％时,制得的复合涂层的水接触角为154°,滚动角为7°,并具有良好的耐磨性,其附着力可达4A等级.     

耐久型超疏水表面的研究进展

超疏水表面因其特殊的润湿性和广泛的应用引起了人们的关注。然而,在使用过程中超疏水表面容易受到机械作用或化学攻击的影响,造成低表面能物质的缺失或微纳粗糙结构的破坏而丧失超疏水性能。因此,如何构建耐久型超疏水涂层是超疏水领域的一个巨大挑战。基于此,本文主要从耐磨和自修复两个角度综述了耐久型超疏水表面的最新研究进展。首先,从引入化学键、引入弹性材料和利用基材表面构筑微纳粗糙结构等方面总结了提升超疏水表面耐磨性的途径。其次,从低表面能物质的自修复、微纳粗糙结构的重构以及本体自修复等方面总结了超疏水表面自修复性的实现途径。并对耐久型超疏水表面的产业化状况进行了讨论。最后,对耐久型超疏水表面今后的发展进行了展望,以期为制备应用广泛的耐久型超疏水表面提供参考。     

纳米SiO2复合粒子/有机硅低聚物透明超疏水复合涂层的制备及其性能

本文以Stober法制备的胶体SiO2粒子与粉体SiO2粒子结合的SiO2复合粒子在玻璃基底构建粗糙表面,以三乙氧基甲基硅烷（MTES）与正硅酸乙酯（TEOS）为前聚体制备的酸性有机硅低聚物作为粘接剂,使用偶联剂KH540与氟硅烷PFDT进行改性,通过喷涂法在玻璃基底上制备出SiO2复合粒子/酸性有机硅低聚物复合透明超疏水涂层,然后探究SiO2复合粒子、酸性有机硅低聚物、偶联剂KH540以及氟硅烷PFDT对复合涂层的影响。研究表明：当SiO2复合粒子由粒径为110 nm的胶体SiO2粒子与粒径为50 nm的粉体SiO2粒子两种粒子组成,SiO2复合粒子溶液与酸性有机硅稀释液的混合质量比为4:1,添加偶联剂KH540与氟硅烷PFDT的质量比为混合液的1%时,复合涂层在可见光波长范围内透光率可达88%,静态接触角能达155°,在800目砂纸上磨损60 cm后仍能保持超疏水性能,具有良好的自清洁性,为透明超疏水涂层的制备提供一种简便、低成本方案。     

UV固化蓖麻油基聚氨酯丙烯酸酯/SiO2杂化材料的制备与性能Q

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、蓖麻油（CO）和丙烯酸羟乙酯（HEA）合成了蓖麻油基聚氨酯丙烯酸酯（COPUA），以正硅酸乙酯（TEOS）和3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷（MEMO）通过溶胶-凝胶法制备了改性硅溶胶，作为无机相与COPUA有机相复合得到了UV固化COPUA/SiO2杂化材料。调节MEMO与TEOS的配比得到一系列改性硅溶胶，通过测试确定了MEMO与TEOS的最佳配比为1：1（MT-1）。在此基础上，改变MT-1的添加量得到UV固化COPUA/SiO2杂化材料。用FT-IR、TEM、SEM、TGA等对杂化材料和涂层进行结构表征，测试复合涂层的力学性能和表面性能。当MT-1添加量为COPUA树脂质量的15%时，涂层内部SiO2粒子分布均匀，涂层表面光滑平整，光透过率达到100.2%，硬度为5H，附着力0级，柔韧性1mm；涂膜拉伸强度达到13.52MPa，断裂伸长率为7.49%。