來源:科技發展處 發布時間: 2019-07-19
超疏水材料在自清潔、防腐蝕、防冰、抗粘附、減阻、液體運輸等方面均有潛在的應用。自然界中有很多植物和動物都具有超疏水的性質,例如:荷葉、玫瑰花瓣、水稻葉、壁虎腳、水黽足、蝴蝶翅膀等。通過觀察動植物表面,研究人員發現制備人工超疏水材料的兩個關鍵點分別是:階層微納結構和低表面能。然而,階層微納結構勢必會導致高表面粗糙度,而高粗糙度又會導致表面容易磨損,結構破壞意味著超疏水性能的下降或喪失。因此,如何提高超疏水材料的強度是目前的瓶頸問題。
防腐中心研究人員首先利用二氧化硅納米粒子構筑粗糙結構,并對其進行低表面能修飾。然后通過硅烷偶聯劑對環氧樹脂進行改性,獲得了一種可以在常溫下固化的單組份粘結劑。區別于普通的環氧樹脂,這種新型粘結劑不僅可以在乙醇中溶解,溶液呈透明,并且不需添加額外的固化劑就可以在室溫下自固化。最后,將合成的基于環氧樹脂的粘結劑與二氧化硅混合后進行噴涂,在基材表面獲得了高強度超疏水涂層。通過性能測試和表征,金屬表面的超疏水涂層具有優異的超疏水性能和防腐蝕性能。并且涂層可以通過落砂測試、鉛筆硬度可達4H、涂層與基材的粘附性能高達5A級(依據ASTM D3559)。此外,由于制備方法簡單,可以應用于多種基材表面,例如:金屬、塑料、玻璃、織物、紙、石材等。下圖(右)即為噴涂超疏水涂層的紙,水滴在其表面呈球狀。