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近年来,超疏水材料由于其独特的防水,自清洁,防腐蚀,流体减阻等性能得到了学术界的广泛关注与研究。但目前的制备方法普遍存在成本高、有机挥发性溶剂含量高、制备条件苛刻、不透明、稳定性差等缺点,使其难以得到大规模应用。一般超疏水涂料中有机溶剂含量高,在环保问题日益突出的今天,其实际应用受到诸多法令法规的限制。本课题组之前曾以 PVP 为分散保护剂分散二甲基聚硅氧烷修饰改性的气相二氧化硅(型号为 R202)制备涂料,用于获得超疏水涂层。虽然所得涂层具有超疏水性并以水做主要溶剂,但仍然存在涂层龟裂,不均匀,透明性差,易脱落等问题。 为了克服上述难点,本论文以商业化的六甲基二硅氮烷疏水改性的气相二氧化硅(型号为R812s)为主要疏水物质,通过加入三种不同助剂,以制备具有不同功能的超疏水水性涂料。 一、以透明水溶性高分子聚乙烯醇(PVA)为成膜物质掺杂R812s型气相二氧化硅,制备了水性超疏水涂料。通过浸渍-提拉法在玻璃片上获得超疏水涂层。所得涂层的接触角最高可达 161°,同时具有较低的滚动角 5°。铅笔硬度计测试其硬度小于6B。用百格刀测得其抗脱落性能为最优异的0级。紫外可见分光光度计测所得涂层的透光率,在波长550 nm处最高可达69.84%。扫描电镜图片可以看到所得涂层具有微纳米级的粗糙结构。对涂层表面的X 射线电子能谱仪(XPS)测试数据表明,涂层表面含有大量R812s型气相二氧化硅所具有的疏水性甲基基团。以上分析结果表明所制备的超疏水表面具有低表面能物质和微纳米级粗糙结构。 二、以购得的纯丙乳液为主要成膜物质掺杂R812s型气相二氧化硅,制备了水性超疏水涂料。所得涂层具有高达 157°接触角的同时也具有很大的滚动角,符合Wenzel模型。对所得涂层经过简单的胶带粘结后,滚动角变为3°,实现了从Wenzel模型到Cassie-Baxter模型的转变。通过铅笔硬度计测试其硬度小于6B。用百格刀测得其抗脱落性能为最优异的0级。扫描电镜图片可以看到所得涂层在胶带处理前后,涂层表面变得更为粗糙。对涂层表面的X射线电子能谱仪(XPS)测试数据表明。涂层表面含有大量R812s型气相二氧化硅所具有的疏水性甲基基团。如上所述,这一超疏水表面也具有低表面能物质和微纳米级粗糙结构。 三、以购得的乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液为主要成膜物质掺杂 R812s 型气相二氧化硅,制备了水性超疏水涂料。所得涂层的接触角最高可达 160°,同时具有较低的滚动角7°。铅笔硬度计测试其硬度为B。用百格刀测得其抗脱落性能为最优异的0级。扫描电镜图片可以看到所得涂层具有微纳米级的粗糙结构。对涂层表面的X 射线电子能谱仪(XPS)测试数据表明。涂层表面含有大量 R812s型气相二氧化硅所具有的疏水性甲基基团。同样,这一超疏水表面也具有低表面能物质和微纳米级粗糙结构的一般规律。