噴涂法制備硅藻土Al2O?3超疏水涂層

本文選用微米級(jí)的硅藻土（硅藻土是天然的微米級(jí)礦物，儲(chǔ)量豐富且廉價(jià)、pH為中性無(wú)毒、有優(yōu)良的耐磨性能及較高的耐沖擊強(qiáng)度）及納米級(jí)的氧化鋁（納米氧化鋁具有優(yōu)異的耐高溫性、耐熱性、高硬度及穩(wěn)定的晶相）構(gòu)筑一定粗糙度的微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)，HDTMOS（HDTMOS為線型結(jié)構(gòu)，水解后的一端為—OH，一端為疏水基團(tuán)?！狾H靠范德華力作用接枝在硅藻土/Al2O3粒子表面，疏水基團(tuán)暴露在外，經(jīng)高溫固化后，分子間羥基內(nèi)脫水，從而形成穩(wěn)定的超疏水表面）為表面改性劑，環(huán)氧樹脂為粘接劑（增強(qiáng)涂層與基底的粘結(jié)性能）。采用噴涂法（該方法不受基底材料、尺寸及形狀等限制），制備出具有性能良好的超疏水耐久性涂層，為超疏水涂層在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用帶來(lái)了一定的應(yīng)用前景。摘要：以十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMOS）的水解液對(duì)微米硅藻土和納米Al2O3進(jìn)行改性；然后，以環(huán)氧樹脂E51（E51）為粘接劑制得了懸浮液；最后，采用噴涂法將上述懸浮液噴涂于基底表面，經(jīng)加熱固化后制得硅藻土/Al2O3基復(fù)合超疏水涂層。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)篩選出最佳制備工藝〔V(HDTMOS)∶V(乙醇)=0.04∶1；m(硅藻土)∶m(Al2O3)=1.5∶0.8；m(E51)∶m(丙酮)=1.0∶5〕。在此條件下制得的超疏水涂層表面靜態(tài)水接觸角高達(dá)163.4°。SEM結(jié)果顯示，復(fù)合超疏水涂層表面呈粗糙度均勻的微觀分級(jí)結(jié)構(gòu)。該涂層適用于濾紙、木塊、不銹鋼板等多種基底，均表現(xiàn)出優(yōu)異的超疏水性能。同時(shí)，該涂層經(jīng)過(guò)100次的循環(huán)磨損實(shí)驗(yàn)后，其表面水靜態(tài)接觸角仍高達(dá)146.3°。結(jié)論（1）采用噴涂法制備了超疏水涂層，通過(guò)考察表面改性劑HDTMOS添加量、硅藻土與Al2O3質(zhì)量比、環(huán)氧樹脂E51的添加量3個(gè)因素，優(yōu)選出最佳制備工藝條件為：V(HDTMOS)∶V(乙醇)=0.04∶1、m(硅藻土)∶m(Al2O3)=1.5∶0.8、m(E51)∶m(丙酮)=1.0∶5。SEM分析顯示，涂層表面具有粗糙度均勻的微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)，表面靜態(tài)水接觸角高達(dá)163.4°。（2）制備的超疏水涂層表現(xiàn)出優(yōu)異的疏水性能，且可廣泛用于多種基底表面的超疏水改性。涂層在基底表面具有較高的粘附力，經(jīng)過(guò)100次膠帶剝離實(shí)驗(yàn)，其表面靜態(tài)水接觸角仍高達(dá)158.6°。同時(shí)，涂層具有較高的耐機(jī)械磨損性，經(jīng)過(guò)100次循環(huán)線性磨擦測(cè)試，其表面仍能保持較好的疏水性，靜態(tài)水接觸角仍高達(dá)146.3°。本文利用HDTMOS對(duì)硅藻土和Al2O3粒子改性，環(huán)氧樹脂E51作為粘結(jié)劑，采用噴涂法制備了一種耐磨性能良好的超疏水涂層，