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。     

基于纳米二氧化硅的防冰疏水涂层的制备及性能研究

采用HTPS(端羟基聚二甲基硅氧烷)和APTES(氨基丙基三乙氧基硅烷)改性纳米SiO_2,并制备了改性纳米SiO_2/氟硅树脂-环氧树脂(M-SR)复合涂料。采用傅里叶变换红外光谱仪和扫描电镜对改性前后纳米SiO_2颗粒,以及M-SR复合涂料的结构和表面微观形貌进行了表征,并通过水接触角、水滴结冰时间和覆冰层的剪切附着强度评估了M-SR复合涂层的防覆冰效果。结果表明,经过HTPS和APTES改性后,纳米SiO_2颗粒表面的亲水基团被HTPS和APTES中低表面能的甲基取代,纳米SiO_2表面能更小,疏水性能更佳。随着改性纳米SiO_2颗粒含量的增加,M-SR复合涂层的疏水性增强,纳米SiO_2颗粒含量为50%的M-SR复合涂层综合性能最优,水接触角168.1°,水滴结冰时间279 s,覆冰剪切粘附强度小于5 kPa,是较为理想的防覆冰材料。     

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。     

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.     

SiO_2/水性聚氨酯疏水涂层的制备及性能研究

以纳米二氧化硅(SiO_2)和水性聚氨酯(WPU)为原料,以水为分散剂,KH560和KH550为改性剂,采用喷涂工艺制备出SiO_2/WPU纳米复合涂层。研究了SiO_2粒度、SiO_2/WPU质量比、KH560改性SiO_2、及KH550改性WPU等因素对复合涂层疏水性能的影响。结果表明:采用粒度为30 nm的SiO_2、SiO_2/WPU质量比为1∶5、WPU与KH550质量比为10.6∶1时制备的SiO_2/WPU纳米复合涂层疏水效果最好,接触角达138°,从扫描电镜照片可以看出所制备的SiO_2/WPU涂层具有了与荷叶表面相似的微一纳米粗糙结构。     

无氟耐用环氧/棕榈蜡/炭黑超疏水复合涂层的耐久性研究

制备了一种无氟耐用环氧/棕榈蜡/炭黑(EP/CW/CB)超疏水复合涂层,调控CW和CB的比例,以获得超疏水性能。使用砂纸磨损实验、落砂实验以及胶带剥离实验验证复合涂层的耐摩擦性能、耐冲击性能和黏接性能等力学性能。结果表明:CW质量分数为15%时,树脂基体的疏水性能和耐磨性能最好,接触角大小为110.3±1.5°,CB的质量分数为7.5%时,复合涂层的超疏水性能最好,涂层的接触角为158.5±1.2°,滚动角为2.3±1.3°。这一体系的超疏水复合涂层可以耐受50次砂纸摩擦循环,250 g高度为0.3 m的落砂冲击和30次胶带剥离循环。     

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°。     

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°。     

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。     

纳米二氧化钛/氟树脂超疏水涂层的制备及性能

以金红石型纳米TiO2及自制的氟树脂制备了氟碳涂料,采用刷涂法于铁片表面构筑了超疏水涂层。考察了纳米TiO2与氟树脂用量、热处理温度等对涂层疏水性的影响,并分别用扫描电镜(SEM)、接触角测量仪观察和测试了涂层表面的微观结构及疏水性。结果表明,涂层表面的水接触角随着氟树脂用量的增加而增大,随纳米TiO2用量的增加呈先增后减的趋势。涂层的吸水率随着氟树脂用量的增加而减少,随纳米TiO2用量的增加呈先减后增的趋势。随着热处理温度的升高,涂层的水接触角先增后减,吸水率先减后增。最佳工艺条件是TiO2及氟树脂的质量分数分别为12%与40%,热处理温度170℃。此条件下得到的涂层表面具有微/纳二元粗糙结构,对水静态接触角达152°,为超疏水涂层,并具有优异的耐水、耐酸碱、耐洗刷、耐沾污及自清洁性能。     

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。     

纳米二氧化硅-有机硅复合涂层防护性能的研究

利用电化学阻抗谱(EIS)技术对纳米二氧化硅含量为5%的有机硅复合涂层的防护性能进行了研究,试验结果与有机硅清漆涂层和微米二氧化硅含量为5%的有机硅复合涂层的实验结果进行了比较。结果表明,纳米氧化硅粒子的填加有效的阻挡侵蚀介质的渗透和腐蚀,纳米氧化硅-有机硅复合涂层比有机硅清漆涂层和微米二氧化硅-有机硅复合涂层具有更好的防护性能。     

纳米SiO2改性苯丙乳液的制备及其疏水性能

采用甲基丙烯酸十三氟辛酯,γ-氨丙基三乙氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷反应,制备了含氟单硅氧烷和含氟双硅氧烷;将其用于纳米SiO2改性,再与苯丙乳液共混,制备了纳米SiO2改性苯丙乳液。采用旋涂法制备了涂层,探究了含氟硅烷种类和SiO2用量对涂层的影响。结果表明:涂层具有微纳米结构,提高了粗糙度;含氟双硅氧烷较含氟单硅氧烷改性SiO2效果好,涂层表面水接触角可达148.4°。     

反应体系组成对纳米SiO2/PS复合粒子粒径及分布的影响

研究了在纳米SiO2粒子表面的苯乙烯原位聚合反应中,反应体系的组成(单体、引发剂、稳定剂及纳米SiO2粒子用量)对纳米SiO2/PS复合粒子的形态、粒径大小及分布的影响。结果表明,当纳米SiO2粒子与单体质量比为5%,苯乙烯质量分数为25%,引发剂及稳定剂用量分别为单体用量(质量比)的0.15%和1.5%时,制备出的纳米SiO2/PS复合粒子呈球形,表面光滑无明显缺陷,颗粒之间分散性很好,粒径为0.923μm,分散系数为0.108。     

SiO_2/聚硅氧烷纳米复合防腐涂层的制备与性能(英文)

以有机改性硅烷甲基三乙氧基硅烷为前驱体,以 SiO2溶胶为纳米相,采用溶胶–凝胶法合成纳米复合溶胶,并通过旋涂法在冷扎钢表面制备防腐涂层。通过电化学阻抗谱、X 射线衍射、扫描电子显微镜、差热分析等考察不同纳米 SiO2 含量对涂层性能和结构的影响。结果表明:随着纳米SiO2 含量增多(SiO2 溶胶质量分数从 0 到 15%),涂层的耐蚀性能先大幅增加(在低频区阻抗达到 107 数量级),但当 SiO2 溶胶含量进一步增加达到 30%时,涂层的耐腐蚀性能恶化,比未添加纳米 SiO2 的涂层更差;涂层的耐热性能则随着 SiO2 含量的增加而提高;太多的纳米 SiO2 造成的相分离是高SiO2 纳米粒子涂层耐腐蚀性能恶化的主要原因。     

Transparent polysilicone coatings as protecting films for gold commemorative coins

Novel transparent organic silicone resin coatings were successfully prepared through the reaction between the alkoxy groups of methyltrimethoxy‐silane (MTMS) and γ‐aminopropyltriethoxysilane (APTES) and hydroxyl groups of hydroxyl terminated silicone oil (HTSO). The influences of different monomer feed mass ratio on the coating properties were investigated via measuring the hydrophobicity and hardness of coating films. The coating films were characterized with IR, UV, TG, scanning electron microscope (SEM), and automatic contact angle meter. Some properties of coating films, such as adhesion, impact resistance, and wear‐resistance, were also evaluated. The results indicated that these coating films formed on the surfaces of gold commemorative coins possessed some good properties including high hydrophobicity, high water contact angles, high light transmittance, good heat‐resistance, adhesion, hardness, and weatherability, etc. Moreover, the uniform, clear, transparent, and dense coating films did not cover the symphony surface patterns or affect the metallic luster. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

Hydrophobicity and transparency of Al2O3-based poly-tetra-fluoro-ethylene composite thin films using aerosol deposition

Alumina and polytetrafluoroethylene (Al₂O₃-PTFE) composite films were fabricated by a simple aerosol deposition (AD) process, to confirm its applicability for various display screens requiring water resistant, anti-smudge and easy-to-clean properties. The surface morphologies, hydrophobic properties, and transparencies of the composite films with different PTFE contents, varying from 0.01 to 1?wt% were investigated. As a result, the composite films with over 0.3?wt% PTFE showed a sudden rise in surface roughness and low transmittance, despite having the highest contact angle of 128° at a PTFE content of 0.3?wt%. From the energy dispersive spectrometer analysis, the crash-cushioning effect of PTFE and agglomerated PTFE particles were determined to be major causes of surface roughness and opacity. In contrast, the transmittance showed a tendency to be enhanced, with an increasing PTFE content in the range of 0.01, 0.05, and 0.1?wt% PTFE, respectively. Especially, the film with 0.1?wt% of PTFE had contact angle of 111° and exhibited a high transmittance of over 75%, which was inferred to be an appropriate amount of PTFE, with a high elongation filling up the surface and the internal defects, leading to an enhancement of transparency. Consequently, these results implied that the AD-prepared Al₂O₃-PTFE composite coatings are promising candidates for various display applications.     

纳米SiO2改性PVC／MPC共混膜的研究

采用浸入沉淀相转化和铸膜液光透射测试相结合的方法,考察了纳米SiO2对PVC／MPC铸膜液扩散性质及膜性能的影响。分析测试了不同配方体系的相分离动力学曲线、膜的性能及微观结构。结果表明,PVC／MPC共混膜体系中加入纳米SiO2后,PVC／MPC铸膜液体系分相速度加快。膜性能测试结果表明,体系中SiO2含量对PVC／MPC共混膜的纯水通量和截留率有影响,加入的纳米SiO2质量分数为2％～4％时,该膜在保持较大的截留率的情况下,水通量有较大幅度的提高。膜断面的SEM照片表明,PVC／MPC／SiO2共混膜有更大、更短的指状孔。     

纳米SiO2/PS复合材料的制备及性能

以无水乙醇为溶剂,使用偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对纳米SiO2表面进行了化学改性,采用溶液聚合法在改性后的纳米粒子表面接枝苯乙烯,然后通过熔融共混法制备了纳米SiO2/PS复合材料。利用红外光谱考察了改性前后纳米SiO2与硅烷偶联剂、苯乙烯的相互作用;利用扫描电镜观察了复合材料的断面形貌结构,研究了纳米SiO2含量对复合材料力学性能的影响。结果表明:与纯聚苯乙烯相比,纳米SiO2质量分数为4%时,复合材料的缺口冲击强度提高了7.6%、拉伸强度提高了0.98%,显示出纳米SiO2对聚苯乙烯具有同时增强增韧的效果。