【摘 要】
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玻璃表面通常容易附着水滴,造成表面的污浊和污染。因此,制备具有高疏水性的表面对于玻璃材料的自清洁与防护具有重要的意义。本论文采用化学刻蚀-低表面能物质修饰法和有机高分子/无机粒子复合法在玻璃表面上制备高疏水性的涂层,通过扫描电子显微镜观察玻璃表面及涂层的微观结构,使用接触角测量仪测定水滴在玻璃表面和涂层的接触角及其滚动角,以及紫外-近红外分光光度计对样品的透射率和反射率进行测量,并分析了有关现象的
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玻璃表面通常容易附着水滴,造成表面的污浊和污染。因此,制备具有高疏水性的表面对于玻璃材料的自清洁与防护具有重要的意义。本论文采用化学刻蚀-低表面能物质修饰法和有机高分子/无机粒子复合法在玻璃表面上制备高疏水性的涂层,通过扫描电子显微镜观察玻璃表面及涂层的微观结构,使用接触角测量仪测定水滴在玻璃表面和涂层的接触角及其滚动角,以及紫外-近红外分光光度计对样品的透射率和反射率进行测量,并分析了有关现象的机理。主要研究内容如下:(1)首先使用氟硅树脂甲苯溶液镀膜,对制备工艺和树脂涂层的有关性能进行了分析研究。探究树脂的浓度、干燥温度、干燥时间和浸泡时间对涂层表面润湿性的影响,测试了样品的光学性质和抗水性。结果显示,镀有氟硅树脂涂层的玻璃样品的接触角可以达到109.5°,而白玻璃的接触角仅为46.3°,镀膜后疏水性能明显提升。对树脂浓度为25%样品进行的耐久性测试表明,在工作环境中疏水涂层表面经过30天后,最大透射率相较于新鲜镀膜的样品仅下降了0.09%,保持良好的光学性质。(2)采用有机高分子/无机粒子复合法,通过将改性后的纳米SiO2和氟硅树脂相结合,制备了具有高疏水性能和透光性的涂层。对于树脂浓度为25%的体系,当纳米SiO2的浓度为0.05mol/L时,样品表面的接触角达到136.8°,具有良好的疏水性能,而且有一定增透效果;耐久性测试表明,在工作环境中,经过30天后最大透射率为93.39%,与新鲜镀膜的样品相比下降了0.14%,保持较高的透射率。(3)通过化学刻蚀-低表面能物质修饰法在玻璃基底表面制备出超疏水涂层,在刻蚀溶液中KOH浓度为1 mol/L,刻蚀温度80℃,刻蚀时间150 min时,玻璃表面生成密集的多孔片状结构。超疏水涂层表面的接触角大小为155°±2°,滚动角约为7°,制备的超疏水涂层具有增透的光学性能,最大透射率为97.2%。在工作环境中,经过30天后疏水涂层的接触角与新鲜镀膜的样品相比仅减小了3.3°,最大透射率只下降了0.8%。
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