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加工工艺对杂化溶胶-凝胶超疏水涂料性能的影响
2020年04月01日    阅读量:5141     新闻来源:中国机械网 okmao.com    |  投稿

研究人员研究了加工过程对混合溶胶-凝胶超疏水涂层动力学形态和性能的影响。

加工工艺对杂化溶胶-凝胶超疏水涂料性能的影响 中国机械网,okmao.com

合成了混合的超疏水溶胶-凝胶涂料,并将其涂覆在玻璃基板上。使用疏水性有机官能化硅烷可得到低表面能,而烷基改性二氧化硅纳米颗粒(NPs)则可形成粗糙度涂料在线coatingol.com。但是,这些超疏水性涂层(SHC)已知缺乏NP的界面粘合性,并且与下层基材的界面粘合性有限,这在恶劣的环境下易于去除,证明了这一点。


为了进行研究,制备了基于疏水性溶胶-凝胶和疏水性二氧化硅NPs的混合SHC,目的是在二氧化硅NP和溶胶-凝胶基质之间以及溶胶-凝胶基质和玻璃基质之间获得增强的界面附着力。


双固化SHC具有最高的机械和环境耐久性

因此,研究了三种固化过程:热固化,辐射固化和双重固化。双固化SHC具有最高的机械和环境耐久性。它在加速风化条件下保持了17次胶带剥离和1000小时的超疏水性(SH)。失效分析表明,由于界面自由基化学以及由于缩合化学,溶胶-凝胶涂层与玻璃基板之间在烷基改性的二氧化硅纳米粒子和杂化疏水溶胶凝胶基质之间的界面上形成了牢固的界面键合。


此外,双固化混合溶胶-凝胶显示出透明的SHC,具有超过90%的透光率,水接触角(CA)为160°,相应的滑动角(SA)为〜0°。形态和粗糙度分析显示出均匀,分层的结构,该结构由具有高斯峰密度分布的微米级和纳米级粗糙物组成,例如荷叶表面。根据ATR-IR分析,双重固化工艺结合了功能乙烯基硅烷通过辐射和氟硅烷的热缩聚反应形成硅氧烷网络的链式聚合机理。因此,仅链或仅缩合机理导致部分交联的网络和NP与溶胶-凝胶体系的低界面粘附。


该研究已发表在2020年3月第140卷的有机涂料进展中。


标签:工业涂料涂装应用技术中心
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