改性纳米SiO2疏水自清洁复合涂层的制备与性能分析文献综述
2020-08-07 20:54:30
一、背景和意义 1997年,德国生物学家Neinhuis和Barthlot首次揭示了”荷叶效应”[1],即荷叶表面的超疏水性和自清洁型是由其表面粗糙的微纳米结构和蜡状物质共同作用结果,这就启发我们仿照荷叶表面,制备疏水涂料涂于基体表面,形成超疏水涂层,实现疏水与自清洁功能。
超疏水表面的一个重要性能是表面浸润性,一般来说,接触角越大,浸润性越不好,即疏水性越好,对超疏水表面疏水性能好坏起决定作用的是接触角和滚动角的大小,固体表面接触角越大,滚动角越小,则表面的超疏水性越好;反之,固体表面接触角越小,滚动角大,表面的超疏水性越差。
因此,超疏水涂层除了要求静态接触角大于150#176;外,其滚动角亦要低于10#176;,滚动角越小,接触角滞后就越小,其表面的疏水自清洁性能则越好[2]。
超疏水表面最大的特点是具有防污自清洁、疏水特性,尤其是透明超疏水涂膜可以用于玻璃(高墙玻璃、轻轨列车挡风玻璃等)、陶瓷、混凝土、木材和服装等纺织材料上[3],可以使材料具有自清洁或易于清洗的效果,可以大大减少人工清洗和延长材料的寿命,起到节能减排的功能。
二、国内外研究现状 纳米粒子由于具有高的比表面积,表面自由能高,具有很强的活性,极易发生团聚而减少表面能。
因此,制备纳米涂料并不可以采用传统方法简单混合。
纳米涂料制备方法主要有原位聚合法、溶胶-凝胶法、共混法、插层法[4]。
在制备过程中,纳米粒子的分散是最关键的环节,因为小粒子总有自发转化为大粒子的趋势。
纳米粒子的分散就是将纳米粒子的团聚体分离成单个的纳米粒子或小团聚体。
要使纳米粒子很好的分散就必须增大纳米粒子间的排斥能,主要有两个途径:一,增大体系能量;二,降低界面表面能,主要通过加入表面活性物质解决[5-6]。