SBR-SiO2超疏水涂层的制备与性能

利用羟基硅油(HSO)对白炭黑(SiO2)进行疏水改性,并用过氧化二异丙苯(DCP)对丁苯橡胶(SBR)胶浆进行适度交联,通过粒子填充法制备了超疏水SBR-SiO2涂层。研究了HSO、SiO2和DCP用量及交联条件对涂层成膜性能和润湿性能的影响,探讨了涂层热氧老化和紫外光老化过程中超疏水性能的变化。结果表明,当m(HSO)∶m(SiO2)=1∶1、HSO-SiO2用量为3.5g、DCP用量为0.25g、交联温度为155℃、交联时间为20min时,涂层成膜性能好,接触角为157.0°,且热氧老化和紫外光老化后仍保持较好的超疏水性。扫描电镜照片表明涂层具有微纳米多尺度粗糙结构。     

硅氧烷改性石墨烯增强环氧涂层的防腐蚀性能研究

通过点击化学的原理，在商用石墨烯上接枝硅烷偶联剂，使石墨烯在有机涂层中具有良好的分散性和疏水性。接触角测试表明硅氧烷改性石墨烯(SiG)的水接触角(CA)为132.3°,SiG/环氧涂层(SiG/EPs)复合涂层的CA较EPs提高了10.7°,表现出较好的疏水性。SiG在稀释剂和涂料中具有较强的分散性。电化学测试和盐雾试验结果说明SiG/EPs具有很好的耐腐蚀性能，SiG/EPs阻抗模值和自腐蚀电流较EPs提升了两个数量级。SiG能明显提升涂层的耐腐蚀性能，原因是SiG具有较强的疏水性和分散性。     

改性纳米TiO2/PTFE复合氟碳防污闪涂层的制备及其性能

为防止输电线路上污闪事故的发生,以氟碳树脂(FEVE)为成膜剂,以改性纳米TiO2和聚四氟乙烯(PTFE)微粉为复合填料,制备了一种新型的有自清洁效应的纳米TiO2/PTFE复合氟碳防污闪涂料.采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征纳米TiO2改性前后的结构,通过扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、接触角测量仪对复合氟碳防污闪涂层表面的微观结构及疏水性进行了分析,对涂层表面的光催化自清洁性和疏水性保持机制进行了深入探讨.结果表明:改性纳米TiO2和PTFE通过化学键合作用在复合氟碳防污闪涂层表面构建了微纳复合粗糙结构,与水静态接触角达134°,涂层不仅具有优良的理化、电气绝缘性能,而且还具有有效的自清洁功能和疏水性保持性能.     

一种新型包装纸和纸板用疏水剂的试验研究

目的通过试验研究表面改性方法制备包装纸用疏水剂。方法采用硅烷偶联剂KH550为表面处理剂,以疏水型气相二氧化硅为功能性填料,制备了包装纸和纸板用疏水剂。考察了各组分含量、固化处理对该疏水剂性能的影响。结果研究确定了最佳工艺配方(质量分数)为硅烷偶联剂KH550 2.0%,气相二氧化硅0.8%,余量为无水乙醇。制备的试样经120℃固化后,实测其疏水涂层水接触角达138.3°,涂层对纸板外观无影响,且附着力强。结论硅烷偶联剂-气相二氧化硅疏水剂可有效改善纸张表面的疏水性。     

水性纳米TiO_2/PTFE氟碳防污闪材料的制备及性能

为防止高压输电线路绝缘子污闪事故的发生,本文以纳米TiO_2和聚四氟乙烯(PTFE)微粉的复合填料与水性氟碳树脂制备了一种的表面具有自清洁效应的纳米TiO_2/PTFE复合氟碳防污闪涂层材料。通过优化配方及一系列制备工艺试验,确定了纳米TiO_2和PTFE的添加量及配比。采用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)及接触角测量仪对涂层表面的微观结构及疏水性进行了分析表征。结果表明,当纳米TiO_2质量百分比添加量为6%,PTFE质量百分比添加量为16%时,TiO_2/PTFE复合氟碳防污闪涂层材料对水静态接触角达到124°,涂层表面具有微/纳二元粗糙结构,有优良的表面疏水性。通过对涂层的理化电气性能测试表明,涂层具有优异的理化电气性能,其附着力、硬度、耐水性、耐酸碱性、体积电阻率等各项指标均达到国家标准。     

含氟硅聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成

以异佛尔酮二异氰酸(IPDI)、聚丙二醇(PPG)、端羟丙基硅氧烷(PDMS)、二羟甲基丙酸(DMPA)及1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,采用溶液聚合法合成有机硅改性水性聚氨酯(SiPU)。以SiPU为种子乳液,并作为复合乳液的壳层,加入核层单体丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)及甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA),通过乳液聚合得到氟硅改性聚氨酯-聚丙烯酸酯(FSiPUA)复合乳液。考察了PDMS及DFMA用量对乳液聚合过程及乳胶膜表面疏水性能的影响。采用FT-IR、CA、TEM、DSC及TG等表征复合乳液涂膜结构与性能。结果表明,FSiPUA复合乳液呈现核壳结构,在PDMS和DFMA的协同作用下,当PDMS和DFMA用量分别为m(PDMS)/m(PU)=5.5/100和m(DFMA)/m(AA)=15/100时,涂膜的表面自由能低至21.67 mN/m,对去离子水接触角达102.3°,涂膜耐热性有一定提高。     

基于纤维素纳米纤维的超疏水涂层制备研究

采用简单的浸涂法制备具有优异自清洁性能和良好耐久性能的超疏水涂层。基于纤维素纳米纤维(CNF)与低表面能物质聚二甲基硅氧烷(PDMS),以棉织物为基底制备了超疏水涂层,实现了棉织物表面功能化。通过单因素实验分别研究不同浓度CNF以及不同浓度PDMS对涂层疏水性的影响,并采用红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)等对超疏水涂层进行了测试表征。CNF和PDMS在棉织物表面牢固结合,成功制备了耐久超疏水涂层。SEM结果显示,与纯PDMS涂层相比,CNF构筑了超疏水涂层所需的微观粗糙结构,为超疏水涂层的制备提供了有利条件。当PDMS浓度为4%,CNF浓度为4%时,超疏水涂层的水滴接触角(WCA)达159.2°,水滴滚动角(WSA)为4.3°。耐摩擦测试结果显示,经过40次砂纸摩擦之后涂层的水滴接触角仍达150.3°,具有超疏水性能,说明PDMS为涂层提供低表面能的同时,也具有良好的粘结性能进而提高了涂层的耐久性能。采用CNF和PDMS在棉织物表面成功制备了耐久超疏水涂层,同时实现了优异的自清洁、防水抗污性能,并且具有良好的耐久性能。     

PDMS/PTFE杂合固化制备自清洁超疏水涂层

以正硅酸乙酯(TEOS)为交联剂、二月桂酸二正辛基锡(DOTDL)为催化剂,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)与聚四氟乙烯(PTFE)超细粉杂合固化在玻璃基体上制得具有一定透明度的自清洁超疏水涂层。使用接触角测量仪、扫描电镜、傅里叶红外光谱仪对表面浸润性、形貌及结构进行表征,讨论了PTFE超细粉加入量对表面结构和浸润性的影响,探究了涂层的自清洁性能。制得的超疏水表面静态接触角最高达169.83°,滚动角2~3°,具有很好的超疏水性、低粘附力及自清洁性能。     

超疏水硅橡胶涂层的制备

采用相分离的方法制备了超疏水硅橡胶涂层,并研究了配比、温度、时间和溶剂对涂层疏水性能的影响。采用接触角测试仪对涂层和粉末的疏水性进行了测试,用扫描电镜(SEM)进行了形貌表征。结果表明:在一定的条件下,接触角最高可达155.14°;即使涂层变成粉末,仍然具有非常好的疏水性;SEM测试表明材料是多孔的,并且表面有大量的微纳突起结构。     

硅丙烯酸树脂/CeO2涂层的一步电合成制备及其防护性能研究

为提高低碳钢的防护性能，采用一步电合成法在低碳钢上制备了硅丙烯酸树脂/CeO₂涂层。采用塔菲尔极化曲线、电化学阻抗谱、接触角测量仪、SEM及EDS研究了主要电合成工艺参数(沉积电压、沉积温度、沉积时间等)及不同硅单体(乙烯基三甲氧基硅烷(A171)和乙烯基二甲基乙氧基硅烷(C₆H₁₄OSi))对涂层组成、结构以及性能(疏水性、耐蚀性等)的影响。结果表明，涂层最佳制备电压为-20 V,温度为50℃,时间为3 h,该条件下制得的涂层表面均匀平整，含有少量凹陷，疏水性最强，接触角达到110.5°;与基体相比腐蚀电流密度降低两个数量级，达到2.052×10^-7 A/cm²。选用A171作为硅单体制备的涂层具有更优异的防污耐蚀性能，其接触角比使用C₆H₁₄OSi作为硅单体所制备的涂层大30.3°,腐蚀电流密度也降低了约两个数量级。     

PTFE/epoxy全有机超疏水涂层制备EI北大核心CSCD

采用纳米粒子构筑微-纳粗糙结构制备的超疏水涂层一般存在抗水流冲击能力差的缺点,极大限制了其户外应用前景。利用环氧树脂和聚四氟乙烯(PTFE)纳米粒子,通过喷涂和模压两种工艺分别制备低声阻系数的全有机超疏水涂层,基于水流冲击破坏机理设计实验分析涂层的抗水流冲击性能,并与商用超疏水涂层对比。结果表明:PTFE粒子为70%(质量分数,下同)时,其疏水性能最佳,静态接触角为164.13°,滚动角为3°;PTFE粒子为75%时,其抗水流冲击性能最佳,在被速度为22.77 m/s的水流冲击后接触角仍达到154.62°;与喷涂法相比,模压法能进一步提高涂层的抗水冲击性能。本研究所制备的全有机超疏水涂层同时还具有良好的附着性能和耐磨性能,在进行25次黏附剥离实验后涂层表面接触角为150.51°,滚动角为4°,在进行20次磨损实验后涂层表面接触角为149.21°,滚动角为9°。     

超双疏耐磨PPS基涂层的制备与性能

以NH_4HCO_3为造孔剂,碳纳米管(CNTs)为纳米级纤维填料,采用简单的喷涂工艺制备出超双疏耐磨聚苯硫醚(PPS)基涂层。采用扫描电镜(SEM)、接触角测量仪分析涂层的表面形貌和疏水、疏油性能。采用定载砂纸打磨法测试双疏涂层的耐磨损性能。结果表明:造孔后的涂层表面粗糙,表面的多孔结构和CNTs构成了特殊的微纳二元复合网络结构。当NH_4HCO_3的含量为5%(质量分数)时,涂层实现超疏水和超疏油,对水、甘油和乙二醇的接触角分别为162°,158°和152°。用砂纸反复打磨10000次后,涂层表面轻微磨损,仍保持了高疏水效果,具有良好的耐磨性能。     

PTFE/epoxy全有机超疏水涂层制备

采用纳米粒子构筑微-纳粗糙结构制备的超疏水涂层一般存在抗水流冲击能力差的缺点,极大限制了其户外应用前景。利用环氧树脂和聚四氟乙烯(PTFE)纳米粒子,通过喷涂和模压两种工艺分别制备低声阻系数的全有机超疏水涂层,基于水流冲击破坏机理设计实验分析涂层的抗水流冲击性能,并与商用超疏水涂层对比。结果表明:PTFE粒子为70%(质量分数,下同)时,其疏水性能最佳,静态接触角为164.13°,滚动角为3°;PTFE粒子为75%时,其抗水流冲击性能最佳,在被速度为22.77 m/s的水流冲击后接触角仍达到154.62°;与喷涂法相比,模压法能进一步提高涂层的抗水冲击性能。本研究所制备的全有机超疏水涂层同时还具有良好的附着性能和耐磨性能,在进行25次黏附剥离实验后涂层表面接触角为150.51°,滚动角为4°,在进行20次磨损实验后涂层表面接触角为149.21°,滚动角为9°。     

掺杂纳米粒子有机-无机复合涂层的疏水、防护性能

为了改善复合涂层的疏水、防护性能,在正硅酸乙酯/硅烷(偶联剂,KH550)杂化溶胶中掺杂了纳米SiO2,纳米TiO2和羟基化的多壁碳纳米管(MWCNTs-OH),采用浸渍-提拉法制备了3种有机-无机复合涂层,用不同的修饰剂对其表面进行修饰。通过水接触角、扫描电镜(SEM)和电化学方法,研究了不同修饰剂对涂层疏水和防护性能的影响。结果表明:十七氟癸基三甲氧基硅烷修饰剂对改善3种复合涂层的疏水性能效果最好,其接触角分别达到了120.95°,121.62°和146.58°;在3.5%NaCl溶液中3种复合涂层的腐蚀电流密度都比铝合金降低了3个数量级;3种复合涂层都具有良好的疏水和防护性能,其中MWCNTs-OH复合涂层的效果最佳。     

耐腐蚀耐热超疏水TiO_2复合涂层制备与性能研究

铝基板表面的超疏水特性将赋予其优异的性能。利用环氧树脂(E44)和改性聚偏氟乙烯(PVDF)的作用,以改性纳米级二氧化钛(TiO_2)和全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)疏水低表面能物质为主要填料用简单易行的喷涂工艺制备出功能超疏水涂层。实验结果表明,制得的超疏水涂层,对水的静态接触角和滚动角分别为151°和5°;采用扫描电镜(SEM)表征了涂层表面有纳微二元复合微观结构;用差示扫描量热法(DSC)表征表明,该涂层在160℃下有优良的耐热性能;用不同pH值溶液进行浸没腐蚀以及电化学测其耐腐蚀性,腐蚀时间为180h时接触角仍有130°左右,具备强疏水效果。这种超疏水涂层为腐蚀耐热材料领域的研究提供了新的视野。     

复合氟化改性制备EP-ZnO纳米超疏水涂层的研究

风力发电机叶片覆冰严重影响风机安全经济运行,高质量的超疏水防冰涂层是当前研究的热点之一.本实验采用复合氟化改性的方法分别对环氧树脂(EP)和固化剂进行氟化改性,同时通过ZnO纳米颗粒对涂层表面结构进行修饰制备EP?ZnO纳米复合超疏水涂层,并研究了涂层的疏水性、耐磨性和抗冲击性能.研究结果表明,复合氟化改性能有效提高涂层的疏水性能,其接触角为150°,滚动角为6°;经过ZnO纳米颗粒对涂层表面结构修饰后涂层的接触角达158°,滚动角为3°.涂层具有良好的粘附力、稳定的抗冲击能力和耐磨性能,在磨损实验过后,涂层仍能保持较高的疏水性能.     

氟硅树脂基超疏水涂层的组成设计及性能评价

超疏水涂层具有优异的防水性、自清洁性、防腐蚀性能等优点，一直是国内外的研究热点，但如何简单高效地制备高稳定性的超疏水涂层仍是一个挑战。本工作以乙酸乙酯为溶剂介质，按既定工艺将氟硅(F-Si)树脂、气相二氧化硅(Hy-SiO₂)、KH-550均匀分散以提高其相互匹配效果。通过正交试验，以涂层表面水接触角(WCA)、滚动角(RA)以及接触角摩擦损失率(FL)为参数确定了涂层的最佳配比，并在此基础上对超疏水涂层在不同基底上的作用效果及其耐沾污性、热稳定性、耐湿性进行了研究。结果表明，当F-Si树脂、Hy-SiO₂、乙酸乙酯的质量比为1∶0.2∶15时，涂层的WCA高达154.3°,RA为1.7°,FL为8.8%,具有优异的超疏水性能和稳定性。不同基材类型对涂层的超疏水性有很大的影响，但在水泥基底上性能最优，并通过SEM分析发现，水泥基底表面具有微米级粗糙度，与超疏水涂层中的纳米粒子共同构筑形成了超疏水表面的两个必要条件之一的微-纳米粗糙结构。涂层在300℃下加热1 h后在相对湿度40%下放置6 d仍具有超疏水效果和较优的耐沾污、耐热性能。     

甲基硅酸钠刻蚀聚多巴胺涂层构建超疏水木材及表征

利用聚多巴胺(PDA)涂层黏附和去质子化的特性,采用甲基硅酸钠(SMS)刻蚀PDA涂层,进一步采用十八烷基三甲氧基氯硅烷(OTS)对其进行低表面能处理制备了稳固型超疏水木材(Wood@PDA-SMS-OTS)。采用接触角(CA)测定仪、SEM、XPS分别对试样进行了表征。结果表明,水在Wood@PDA-SMS-OTS试样表面的静态CA最高为157.4°,滚动角(SA)为4.3°;SEM图像表明,SMS成功刻蚀了PDA涂层,同时水解生成疏水性的低聚或半聚的甲基硅氧烷覆盖在PDA涂层表面,形成了明显的微纳米粗糙结构;XPS分析表明,PDA在木材的表面形成均匀的涂层,SMS在刻蚀PDA涂层的同时,其水解生成的聚合物成功负载在PDA的表面,含长链结构的OTS接枝在木材的表面,使木材具有超疏水性能;超疏水木材表面经过24 h的水流冲刷、超声波震荡、酸碱腐蚀及有机溶剂等处理后,仍具有较强的超疏水稳固性。      

溶胶-凝胶法超疏水含氟硅聚氨酯丙烯酸酯/SiO2杂化涂层的制备

以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为前驱体,在含氟硅聚氨酯丙烯酸酯(FSiPUA)复合乳液中采用溶胶-凝胶法制备了超疏水杂化涂层。考察了MTES/TEOS的摩尔比和FSiPUA复合乳液用量等对涂层表面粗糙度、疏水性、成膜性等表面性能的影响。通过扫描电镜和接触角仪表征了涂层的微观结构及疏水性,利用马尔文粒度分析仪和傅里叶红外光谱仪分析了二氧化硅(SiO2)的平均粒径和化学结构。结果表明,随着MTES/TEOS摩尔比增加,杂化涂层的表面粗糙度逐渐下降,疏水性先增大后减小;随着FSiPUA复合乳液用量增加,涂层的成膜性逐渐变好;当(TEOS+MTES)∶C2H5OH∶NH3·H2O∶AMP-95的摩尔比为1∶6.67∶1.83∶0.24,MTES/TEOS摩尔比值为5,FSiPUA复合乳液用量为20%时,涂层具有超疏水特性,其水接触角(WCA)和滚动角(SA)分别为161.5°和2.8°,涂层表面对水滴具有优异的不粘附性。     

蜡质超疏水涂层的制备及其防粘附应用

在棕榈蜡/乙酸乙酯悬浊液中超声分散疏水性纳米二氧化硅制备蜡质超疏水涂料,用浸渍提拉法在玻璃片表面制备超疏水涂层。单因素实验考察棕榈蜡在乙酸乙酯中的浓度、疏水性纳米二氧化硅的添加量和干燥方式对疏水性能的影响,分析不同因素情况下的接触角、滚动角和防粘附性能。结果表明棕榈蜡在乙酸乙酯中的浓度为4g/100mL,纳米二氧化硅添加量占棕榈蜡质量的1/2,室温中自然干燥,涂层疏水性效果最佳,此条件下制备的超疏水涂层的接触角为150.60°,滚动角为6°。该涂层适用于不同的基材(如玻璃片、PE膜、BOPP膜的铝塑复合膜)。通过对酸奶粘附性的试验,发现涂层在各种基材表面表现出良好的防粘附性能,酸奶可在其上自由滚动。用热封时间作为指标,测试施加涂层后的热封性能,结果表明,涂层的施加不影响铝塑复合膜等耐高温材料的热封性。