环氧基超疏水涂层的制备及性能研究

来源 :湖北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhonghuiling2009
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超疏水表面由于具有特殊的润湿性能而在流体减阻、自清洁、防结冰等领域具有潜在的使用价值。粗糙结构及低表面自由能是材料表面达到超疏水性的两个必要因素,科研人员根据这两个因素提出了溶胶-凝胶、刻蚀、电纺丝等制备超疏水表面的方法。但这些方法存在操作复杂、仪器昂贵等缺点,使超疏水表面难以实现大面积制备。简化制备过程,降低成本,对于超疏水表面的应用具有十分重要的意义。本文结合超疏水表面的两个必要因素,以玻璃为基材制备出具有粗糙结构的超疏水涂层。借助SEM及FT-IR对涂层表面形貌及化学组成进行表征,并对涂层表面润湿性,自清洁性,耐化学性,力学性等性能做了相应测试。具体内容如下:(1)通过有机-无机杂化法制备出表面同时存在粗糙结构及低表面自由能的EP/PDMS-DTES/SiO2涂层。当EP=0.2g,m-SiO2/n-SiO2=1.8g/0.3g时,涂层表面的粗糙结构可以充分显露,涂层与基材之间具有优异的结合力,使其表现出优异的力学性能及较高的静态水接触角,WCA=152.5o。此外性能测试表明该涂层具有优异的自清洁性及耐化学性。(2)将EP/ZnO溶液滴在基材表面制备出具有二级结构的EP/ZnO涂层,经硬脂酸溶液改性后得到EP/ZnO/STA超疏水涂层。当m-ZnO/n-Zn0=1.84g/0.36g、C(STA)=6wt%、改性时间=6min时水滴与涂层的接触面积最小,疏水性最好,静态水接触角WCA=153.12°。通过性能测试发现涂层具有优异的自清洁性、耐化学性,同时涂层与基材之间具有较好的粘结力使涂层表现出较优异的力学性能。(3)以自制m-EP及改性n-SiO2与疏水改性的环氧树脂溶液充分混合后滴凃在基材上,得到表面具有微/纳米结构的EP/m-EP-SiO2/DTES涂层。讨论了m-EP/n-SiO2质量比及EP含量对涂层润湿性的影响。当EP=0.25g时m-EP/n-SiO2=1.4g/0.4g时,涂层表现出优异的力学性能及超疏水性,通过性能测试发现涂层具有优异的自清洁及耐化学性。
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