自清洁涂层制备工艺的研究与应用

发布时间：2022-07-14 17:36

　　自清洁涂层因在清洁、防水、防污、防雾等方面有其独到的优势,而被广泛应用在建筑、船舶、港口等设施表面的防护。通常来说,自清洁涂层可分为两种:一是超疏水涂层;一是超亲水涂层。两者都为功能性涂层,只是在表达效果方面存在差异。超疏水涂层其表面接触角大于150°,通过水滴在其表面滚落带走赃物实现自清洁;超亲水涂层其表面接触角小于10°,通过水滴在其表面形成液膜渗透到脏物下面实现自清洁。本文从制备工艺出发,采用不同方法制备超疏水/超亲水自清洁涂层。研究内容如下:（1）以二氧化硅片和聚二甲基硅氧烷（PDMS）为实验材料,采用浇筑/剥离工艺制备超疏水涂层。通过对不同材料基底浇筑/剥离前后表面润湿性的检测,首次发现无需化学处理或者额外添加化学试剂,仅通过浇筑/剥离工艺室温固化即可实现PDMS对二氧化硅基底的粘附。使用AFM、EDS、椭偏仪等仪器检测来证实PDMS粘附层的存在,并从微观角度对其粘附性机理进行分析解释。根据此结果,将具有微结构的二氧化硅基底与低能材料PDMS相结合制备超疏水涂层。（2）以PDMS和疏水型SiO₂为基本原料,制备了可用于建筑墙体防护的自清洁涂层。将配制好的... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 自清洁涂层表面特征参数及润湿性的理论依据
        1.2.1 材料表面能、接触角定义
        1.2.2 理论依据
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 超疏水涂层的应用
        1.3.2 超疏水涂层制备方法
        1.3.3 超亲水涂层的应用
        1.3.4 超亲水涂层制备方法
    1.4 本课题的意义及主要研究内容
        1.4.1 本课题的意义
        1.4.2 本课题主要研究内容
2 PDMS选择性粘附层制备超疏水自清洁表面
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 材料与仪器
        2.2.2 对四种不同基底进行浇筑/剥离工艺
        2.2.3 超疏水自清洁涂层的制备
        2.2.4 测试与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 基底宏观形貌和表面润湿性分析
        2.3.2 EDS、AFM分析
        2.3.3 PDMS粘附层的检测及形成机理分析
    2.4 应用
    2.5 本章小结
3 可用于建筑墙体防护的超疏水、自清洁涂层
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料与仪器
        3.2.2 超疏水自清洁涂层的制备
        3.2.3 测试与表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 覆盖有涂层的建筑墙体表面宏观形貌及润湿性分析
        3.3.2 SEM、EDS分析
        3.3.3 涂层对建筑墙体表面超疏性、粘附性分析
    3.4 应用
        3.4.1 涂层对颗粒污染物的防污性分析
        3.4.2 涂层对水性污染物的防污性分析
        3.4.3 真石漆基底防污性分析
        3.4.4 涂层超疏水稳定性分析
    3.5 本章小结
4 电场诱导制备可实现超疏水/超亲水可逆转换自清洁涂层的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料与仪器
        4.2.2 超疏水自清洁涂层的制备
        4.2.3 电诱导超疏水自清洁涂层转化为超亲水自清洁涂层
        4.2.4 测试与表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 超疏水涂层表面形貌与润湿性研究
        4.3.2 电场诱导涂层表面润湿性变化
        4.3.3 超亲水涂层-超疏水涂层的可逆转化
        4.3.4 涂层的可逆耐久性研究
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
附录 攻读硕士期间研究成果
致谢



本文编号：3661576