水泥基超疏水材料自清洁技术研究进展

超疏水材料是一种新型智能仿生材料，具有优良的自清洁、抗凝冰、防腐等性能，已广泛应用于航天、建筑、电力等领域。但在公路交通领域尚处于探索研究阶段。水泥基超疏水材料自清洁技术源于自然界的“荷叶效应”，超疏水表面的微纳结构和低表面能降低了污染物与涂层的粘附力，赋予超疏水表面优异的自清洁性，为水泥基材料的主动防污技术提供了新思路。目前，水泥基超疏材料自清洁理论与技术尚不成熟，主要通过表面微纳米复合结构和低表面能化学物质协同制备水泥基超疏水材料，从而实现水泥基材料自清洁功能。水泥基超疏水材料的制备技术主要包括表面疏水改性和本体疏水改性两种。硅烷/硅氧烷类和硬脂酸等疏水材料因其环保、成本相对低廉，使用频率较高。水泥基表面超疏水涂层处理类型主要包括涂覆法、模板法、层层自组装法等。表面超疏水改性对水泥基材料力学强度的影响较小，而整体超疏水改性因内掺疏水材料，延缓水泥水化反应，降低了水泥基材料的力学强度。水泥基表面超疏水涂层因其施工简便、性价比高、能耗低，应用更为广泛。水泥基超疏水材料自清洁性能评价方法尚未统一，其中以模拟污染物收集法应用较为广泛。由于水泥基材料工程结构复杂，影响因素众多，从实际工程应用...     

硅藻土/TiO2基超疏水涂层的制备及应用研究

以硅藻土和TiO₂为微纳米结构的构筑物，以聚二甲基硅氧烷为低表面能改性剂，采用喷涂法在多种基底表面制备超疏水涂层材料。该涂层具有优异的超疏水性能，水静态接触角高达161°,表面自清洁性能优异，且耐热温度可高达350℃。该超疏水涂层材料在纺织品自清洁、医用防水及工业防腐等领域具有一定的应用前景。     

超疏水、自清洁涂层对建筑墙体的防护

随着工业水平的快速提高,我国的空气污染日益严重。建筑物外墙常年暴露在空气中,外观污染严重,而且附着于其表面的各类污染物难以清除。因此,建筑墙体的防护措施已经成为研究的热点。本文中,以聚二甲基硅氧烷（PDMS）和疏水SiO₂为基本原料,制备了可用于建筑墙体防护的自清洁涂层。将配制好的涂层喷涂在建筑墙体上,通过室温固化,便可形成具有自洁净效果的涂层。本文通过分析涂层材料与建筑墙体结合机制,说明涂层与墙体具有较强的黏附作用。由于涂层具有的超疏水特性,附着在其表面的颗粒及液体污染物很容易通过水流清洗干净。此外,实验还表明：该涂层在5个月户外环境下,其自清洁效果无显著的变化。     

自洁功能外墙涂料的研究及应用

论述了外墙涂层被污染的主要原因及污染的分类.在此基础上,对自洁涂料制备中所采用的憎水性自洁技术、仿生自洁技术、基于亲水性表面的耐沾污、涂膜微粉化技术、自分层技术、纳米光催化技术,及其在改善外墙涂料自清洁功能特性方面的应用进行了详细阐述.并从原材料和助剂选择以及涂料配方设计两方面,提出增强涂层抗污自洁的途径.     

纳米复合氟改性丙烯酸树脂超疏水自清洁涂层的制备

用自由基共聚法制备氟改性丙烯酸树脂的无规共聚物并对其进行了表征,研究了合成工艺条件对涂层表面疏水性的影响。结果表明,采用粒子填充法将纳米SiO2、TiO2与氟改性丙烯酸树脂共混后制备的超疏水自清洁涂层,水在其表面的接触角达160℃以上,滚动角小于5℃,具有超疏水性。涂层对其表层覆盖的污物具有一定的自清洁作用。扫描电子显...     

超疏水涂层除冰/防冰性能研究进展

超疏水表面具有自清洁、非润湿等特性,可潜在的用作防冰/除冰材料。从超疏水涂层的制备方法和有关除冰/防冰方面研究的角度综述了超疏水涂层在除冰/防冰方面的研究新进展,并对超疏水涂层防冰/防冰未来的研究发展进行展望。     

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。     

纳米SiO2@超支化PDMS复合超疏水涂层的制备与性能调控

超疏水涂层在实际应用中受化学腐蚀、刮擦磨损等外界环境的影响,易造成涂层老化、开裂甚至脱落,造成涂层失效。因此,针对这一问题,设计出具备耐候性的自修复超疏水表面：以超支化聚二甲基硅氧烷为柔性基底和低表面能物质,引入纳米二氧化硅构筑表面粗糙结构,制备超疏水涂层。当SiO₂粒径为50 nm、固含量为30wt%时,得到了接触角为154.87°的超疏水涂层。经过5次胶带剥离试验,涂层表现出良好的机械稳定性。经历10次温差循环试验和24 h紫外光照射后,涂层表面接触角仍大于150°,表明涂层具有良好的耐候性。涂层经过80℃、2 h的热处理可修复划痕,表明该涂层具有一定的自修复功能。同时,Tafel及Nyquist测试结果表明,对基底进行超疏水处理可显著提高防腐性能,并且该涂层具有明显的自清洁效果。综上所述,本文所制备的纳米SiO₂@超支化聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合超疏水涂层具有自修复功能,为自修复超疏水涂层的开发提供了新的研究策略。     

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。     

超疏水性透明涂层的研究进展

超疏水性固体表面是指表面对水的接触角在150°以上,前进接触角和后退接触角的差＜10°的固体表面.超疏水性透明涂层具有自清洁的表面性能,在许多领域具有潜在的应用价值.本文就超疏水性透明涂层研究的理论发展和该领域近年来取得的一些重要研究成果进行评述,并扼要分析了该领域今后的发展方向.     

溶胶-凝胶法制备超疏水表面的研究进展

溶胶-凝胶法是一种操作简单、过程易控、成本较低的超疏水表面制备技术。该方法能够制备结合力强、透明性良好的超疏水涂层,同时可以大面积施工。概括了溶胶-凝胶法制备超疏水涂层的研究现状,并介绍了该方法制备的涂层在自清洁、减阻、防覆冰、防腐、太阳能等领域的应用。     

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.     

有机硅烷构建超疏水表面的研究进展

有机硅烷中的硅氧烷、氯硅烷、氟硅烷具有活泼的化学反应特性,易形成低表面能的单分子层或者聚硅氧烷涂层,是构建超疏水表面的重要材料.近年来,人们利用这些有机硅烷构建超疏水表面开展了大量的研究,在自清洁、抗粘附、防腐等方面具有重要的意义.根据现有的理论和研究,综述了该领域取得的最新研究进展,并探讨了目前所存在的问题.     

基于苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的自清洁超疏水材料的制备

首先通过悬浮聚合法来制备不含氟的聚合物—苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物,然后利用四氢呋喃和乙醇的混合溶液来诱导聚合物分相。聚合物分相形成了大量的聚合物微球,它们的不规则排列构成了表面的多尺度粗糙结构,最终获得了具有自清洁性的超疏水涂层。当共聚物涂层表面的接触角达到157.8°时,其接触角滞后为6.8°。此外,共聚物涂层具有优异的自清洁性和抗酸碱腐蚀性。     

仿生超疏水表面的发展及其应用研究进展

受自然界荷叶 “出淤泥而不染”的启发, 超疏水现象引起了研究者广泛的关注, 并成功制备了人工超疏水表面。本文对典型的仿生超疏水材料进行梳理, 并针对近期研究成果进行了综述, 对超疏水涂层的诸多制备方法作了优缺点总结和评述, 概述了超疏水涂层在自清洁、防覆冰、耐腐蚀和油水分离领域的应用研究现状, 尤其对超疏水防覆冰的机理及实现方式作了总结分析, 剖析了现阶段超疏水研究过程中面临的挑战, 展望了未来的发展趋势, 希望为超疏水涂层在工程领域的应用研究提供参考。     

微纳米颗粒/硬脂酸超疏水涂层的仿生构建及其性能研究

通过一步喷涂法将微纳米表面构建与低表面能物质修饰相结合,制备了超疏水仿生涂层;开展超疏水材料涂覆技术研究,分析总结不同涂敷方式对涂层的性能影响;测定了不同粉体种类与浓度下涂层的疏水性能差异,分析评价其对涂层疏水性能的影响;优选涂层材料配比对混凝土试块进行疏水改性,并测试其防污性能;通过LW-AB法表面能计算,探讨了涂层粗糙度与表面能之间的关系,并使用SEM对其表面微观形貌进行了表征。结果表明,在添加微纳米颗粒的情况下,喷涂制备的涂层接触角比浸涂制备的涂层大1/3左右,滚动角比浸涂制备的涂层小85%以上,体现了较好的疏水性能;涂层的疏水性能受表面能与粗糙度的影响,且随着硬脂酸浓度的增加、粉体浓度的增加与粉体颗粒粒径的减小,涂层的疏水性能呈增强的趋势,接触角达到165.27°,滚动角低至0.9°;经过超疏水处理后,混凝土试块表现出明显的防污与自清洁性能;表面能计算表明,在添加同样硬脂酸含量的条件下,随着粗糙度的增加,涂层表面的降低至4.89 mJ/m~2,仅为纯硬脂酸涂层的26.84%。     

纳米氟碳涂层对过冷水流动特性的影响

从纳米氟碳涂层及其形成的超疏水表面所具有的特性出发,结合水溶液与超疏水表面接触时形成的不同模型,讨论了超疏水固体表面存在的速度滑移对过冷水的流动状况产生的一系列影响,指出纳米氟碳涂层降低了系统的能耗.     

PVDF/SiO2/PDMS涂层超疏水纺织品性能

目的 针对普通纺织品材料防水性和防污性较差的问题,制备具有自清洁功能的超疏水涂层纺织品,并研究其性能.方法 以涤纶织物为基材,通过非溶剂诱导相分离法,使用聚偏氟乙烯和疏水纳米二氧化硅复合液在纺织品表面构筑微纳粗糙结构,采用聚二甲基硅氧烷对其进行疏水化处理,获得自清洁超疏水涂层纺织品.采用扫描电子显微镜、X射线能量散射光谱和视频光学接触角测量仪等对其结构和性能进行表征,并通过机械摩擦、洗涤、酸/碱/盐溶液浸渍和紫外光照等方法对其表面超疏水稳定性进行考察.结果 当聚偏氟乙烯质量分数为2％,疏水纳米二氧化硅质量分数为0.4％,聚二甲基硅氧烷质量分数为1％时,制备的纺织品的表面接触角可达(162.2°±0.8°),滚动角达(2.0°±0.4°),具有优异的超疏水自清洁效应;经72 h酸/碱/盐溶液浸渍、196 h紫外光照、2500次摩擦和120次家庭水洗后,其表面接触角仍大于150°,表现出优异的超疏水稳定性.结论 采用简便的非溶剂相分离法制备的涂层纺织品具有优异的自清洁性能,并且其超疏水性能具有机械耐久性和化学稳定性,有望应用于纺织材料包装领域.     

透明超疏水涂层制备技术研究进展

透明超疏水涂层兼具独特的超疏水性及光学透明性,由于其有着优异的自清洁性能,它可广泛应用于生产生活中的诸多领域.在不同基材上如何构建透明的超疏水涂层有着十分重大的研究价值,本文阐述了近年来透明超疏水涂层的制备方法进展,总结了透明超疏水涂层存在的主要问题及其发展方向.     

镁合金基底超疏水涂层的制备及其防污防腐性能研究

为延长镁合金的使用寿命,使用喷涂法在AZ31b镁合金基体上制备出稳定的超疏水涂层。首先在基体表面涂覆环氧树脂粘结层,向其喷涂微米SiO₂颗粒,以构建微米级框架,紧接着喷涂纳米聚四氟乙烯颗粒,以提供疏水性粒子。所制备的超疏水涂层接触角约为157.40°,滚动角仅为2°。试验结果表明：该超疏水涂层具有优异的化学与机械稳定性,良好的耐腐蚀性能以及自清洁、防污特性。