水性超疏水涂料研制及其涂层抗结冰、自清洁性能研究

编辑:wangyun 作者:李杰,郝全勇,张静,冯杰* 时间:2016年08月12日 访问次数:1601

 水性超疏水涂料研制及其涂层抗结冰、自清洁性能研究

李杰,郝全勇,张静,冯杰*

浙江工业大学材料学院,杭州

水性超疏水涂料具有重要应用前景。基于水性环氧树脂和苯丙乳液,通过添加含氟化合物和纳米SiO2颗粒的方式,研制出了水性超疏水涂料。因含氟物质会在涂料固化过程中往表面迁移,故只需添加少量即获得了超疏水性能。该涂料成本可控,简单喷涂后即可室温固化,涂层与基底结合力强。对涂层抗结冰/结霜性能进行了研究,发现在-15 oC、干燥的东北户外环境下,冰水混合物难以在涂层表面停留,但在-20℃下开始挂冰珠,表明涂层具有一定的抗结冰能力,可用于南方电力塔/电缆抗冻雨,但尚难以用于东北冬季高铁抗结冰。

对涂层的自洁性能进行研究,发现两种超疏水涂层均不耐水长时间浸泡,当将涂层浸泡在水中超过12小时,涂层即被浸润。烘干或晾干后,涂层仍超疏水(但如果此时是脏水,即被污染),表明不耐水泡的本质是水在表面上由Cassie状态转变成了Wenzel状态。转变的原因是,涂层表面部分极性基团与水接触后,往最外面翻转,形成热力学浸润。如何在不大幅提高成本的前提下,尽可能提高表面疏水基团含量(如通过疏水化合物往涂层表面的迁移,形成仿荷叶腊晶层),应是水性超疏水自清洁涂料开发的主要方向。

可商业化方面,研制出了低成本、易施工、自固化、保温节能、耐候、无毒环保的建筑外墙(非瓷砖面)涂料。涂层各种颜色可选,表面超疏水、自清洁、防酸雨效果佳。持久性正在测试(理论上应没问题)。欢迎建筑(尤其是别墅、排屋等高档房产)外墙施工企业前来合作。另外,还研制成功了水性含氟聚氨酯乳液,可用于亲水布料表面涂布,起到防水、透汽(防雨制服等)等功能。研制成功了超吸油(食用油,非原油等非极性油)海棉,可用于内循环式抽油烟机,地沟油油水分离,厨房抹布,美容吸油纸等。除此之外,课题组还在研制透明超疏水涂层,可望用于汽车等领域。

联系方式:冯杰,男,1973,博士/教授/博导,fengjie@zjut.edu.cn; 13606530838