自修复超疏水多功能协同作用涂层研究进展

自修复超疏水涂层是近年来多功能涂层研究的热点之一。文中总结了超疏水自修复涂层的修复机理,包括表面形貌的恢复和低表面能物质的补充。表面形貌的恢复可采用动态化学键和气体补偿来实现;低表面能物质的补充依靠在外界条件刺激下表面能驱动底层的低表面能物质迁移至涂层表面。目前有利用形状记忆合金实现大尺度结构损伤自修复、减少对外界刺激依赖实现自主自修复进程、利用分子结构设计自修复、多层光滑浸渍多孔表面(SLIPS)设计自修复等新的研究方向。同时介绍了自修复超疏水性能结合其他功能的多功能协同作用涂层的应用,包括超疏水自修复多功能纤维、超疏水防腐蚀自修复涂层和超疏水导电自修复涂层,各个功能间不是简单的叠加而是协同作用使涂层整体性能达到最佳,这为多功能涂层的设计提供了新思路。最后展望了自修复超疏水涂层的发展方向。     

SiO2/聚四氟乙烯杂化超疏水涂层的制备

通过溶胶-凝胶工艺制备了超疏水涂层。用硅烷偶联剂-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷对SiO2溶胶粒子表面改性,将改性后的溶胶与聚四氟乙烯乳液杂化后在玻璃上涂膜形成超疏水涂层。用红外光谱、数码显微镜、扫描电镜、综合热分析对涂层进行了表征。实验结果表明-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷能提高涂层的疏水性效果,涂层表面具有纳米/微米的粗糙结构,平均静态疏水角达到156°,滚动角6°。聚四氟乙烯低的表面能和涂层特殊的表面结构是形成超疏水的原因。     

超疏水表面制备技术的研究进展

对固体表面浸润性的基本理论及超疏水表面制备技术进行了概括,简单介绍了本研究小组最新研制的一种超疏水涂层材料制备技术。     

疏水涂层的研究进展

简要介绍了疏水涂层的国内外研究状况。总结了国内外利用低表面能树脂、表面粗糙化处理技术以及二者相结合的疏水涂层制备方法。讨论了荷叶效应在该领域的应用状况,指出了各自存在的问题,提出了发展趋势。     

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。     

超疏水性涂层的研究进展

简述了超疏水性表面的基本原理,分别从低表面能材料和涂层表面微细粗糙结构的构建两个方面,对超疏水性涂层的制备技术和最新成果进行了概括,并展望了其应用前景。     

低表面能涂层在飞机防除冰领域的研究进展与应用

阐述了飞机防除冰的重要性及通常采用的防除冰方法,简要介绍了疏水型低表面能涂层在飞机防除冰领域的辅助作用及该类涂层的疏水机理和分类,评述了几类含氟低表面能树脂在疏水涂料领域的研究进展以及该类涂层在飞机蒙皮和防除冰领域的应用。     

超疏水表面涂层研究进展

超疏水表面具有自清洁、非湿润等特性,在涂饰、防水和生物医药材料等许多领域中用途广泛。从超疏水表面的制备方法和相关的理论分析方面综述了超疏水表面的研究新进展,指出超疏水表面涂层研究中存在的问题,并对超疏水表面研究的未来的发展进行了展望。     

超疏水表面研究进展

超疏水表面由于其独特的润湿性,在自清洁等领域具有非常重要的作用。本文阐述了超疏水表面的研究背景、制备超疏水表面的基本方法和含氟及无氟超疏水表面的最新研究进展,总结了当前超疏水表面仍需解决的问题并提出了建议,最后对未来绿色环保的超疏水表面进行了展望。     

超疏水抗菌表面的研究进展

超疏水抗菌表面将疏水材料的特殊浸润性能与抗菌材料的优异杀菌性能结合,通过"双重保险"实现建筑、器械、织物等多种材料表面的长久抗菌,对保护人们身体健康及延长材料使用具有重要的作用.该文介绍了无机、有机、无机-有机三类超疏水抗菌表面的制备方法,综述了其在油水分离、涂层防污、医疗卫生应用领域的研究进展,最后对超疏水抗菌表面的发展进行了展望.     

含氟聚合物及其涂料

0303022底材表面的疏水耐久涂层及其制法:WO()2一87 7 84「国际专利申请,德]/德国:Institut fuerPoly merforsehung Dresden e.V(Lehmann,Dieter等)一2002.11.7一21页一DEIO 120 989(2001.4.25);IPC B05D 本发明的目的是公开具有由疏水到超级疏水特性的涂层本发明的目的是由以下方法实现的:由含固化剂组分(A)和树脂组分(B)的交联涂层制成疏水耐久涂层,其中(A)和/或(B)含有侧和/或端全氟烷基团(带李l个三氟甲基端基),涂层和底材表面区域相接合所述目的进一步来说可由下述方法实现,在该方法中将含全氟烷基团涂料制剂以熔融状粉末形式…     

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。     

聚合物基疏水/超疏水涂层防垢的研究进展

聚合物基疏水/超疏水涂层因具有较低的表面自由能、优良的粘结性及化学稳定性,在防垢方面具有重要的应用前景。主要围绕"聚合物基涂层",综述了环氧树脂、聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)及全氟聚醚(PFPE)等疏水/超疏水涂层在防垢方面的研究进展。展望了其在防垢中面临的挑战以及进一步需要研究的工作。     

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。     

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。     

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。     

硅烷偶联剂表面改性二氧化钛粒子超疏水性能研究

针对无机二氧化钛（TiO2）粒子在有机体系中的分散性问题,采用硅烷偶联剂KH-570对无机填料钛白粉（二氧化钛,TiO2）的表面进行有机化改性;并通过红外光谱（FT-IR）、接触角测试、沉降实验、扫描电子显微镜（SEM）等手段表征表面改性TiO2粒子的结构,测试其超疏水性能,分析超疏水表面形成的机理。结果表明,经KH-570表面改性的TiO2粒子的疏水性和分散性得到明显改善,当KH-570质量分数达到15%时,表面改性的TiO2涂层与水的静态接触角达152.5˚,表现出良好的超疏水性能。     

仿生超疏水表面的制备与应用的研究进展

近些年,受自然界中具有超疏水性表面的动植物的启发,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的方法不断出现,本文介绍了影响表面润湿性的因素,归纳超疏水涂层表面的6种常用的制备方法,其中包括等离子体法、刻蚀法、溶胶-凝胶法、沉积法、模板法、层-层自组装法等方法,以及超疏水表面在流体减阻、防积雪防冰冻、防腐蚀、油水分离等方面的应用情况;并对超疏水将来的发展进行了展望。应进一步研究力学性能的稳定性、被损的自修复能力等。     

辊式涂布法构建纸基牢固超疏水表面

采用辊式涂布的方法在纸基材料上构建超疏水表面,并对超疏水表面的牢固性、自清洁性和疏水性能进行评价。用γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷（POTS）对微米级和纳米级两种尺寸的TiO₂粒子进行疏水改性处理,然后将改性后的微/纳米TiO₂涂布在纸基材料表面。采用红外光谱（FTIR）对改性后的微/纳米TiO₂的化学组成进行了分析,采用扫描电镜（SEM）对涂布纸表面结构进行了表征,通过接触角、耐磨性和自洁净测试评价了涂层表面的超疏水性、牢固性和自清洁性。改性TiO₂的FTIR分析显示在1000～1500cm^-1之间出现多个C—F键的伸缩振动峰,表明POTS通过化学键与TiO₂表面发生了结合。涂布纸表面的SEM分析可以看出,纸基材料表面上均匀分布了微米和纳米尺寸的TiO₂颗粒,具备了类似荷叶表面微-纳结构的粗糙表面。涂层表面的水接触角为153°±1.5°,滚动角为3.5°±0.5°,水滴在涂层表面呈球形,极易滑落,涂层在水中浸泡7天后,接触角没有发生明显变化,表明纸张表面具备了优异的超疏水性能,且疏水稳定性较好。涂层表面经过10次循环磨损试验后,接触角仍能达到150°,滚动角为9°,表明机械摩擦没有对涂布纸表面的化学成分和粗糙结构造成明显的破坏,超疏水表面的牢固性较好。自洁净测试表明,涂布纸表面具有良好的自清洁和防污性能。该工艺过程操作简单,易于实现工业化生产,为在纸基表面构建综合性能优异的超疏水表面提供了一种新的便利途径。     

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。