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1、仿生超疏水涂层,朱迎迎,李爱梅,陈潜,徐本科,潘燊演讲:陈中辉,定义以及组成,涂料:一种涂覆在物体(被保护或被装饰对象)表面同时能形成牢固附着的连续薄膜的配套性工程材料。,纳米涂料:将纳米粒子用于涂料中所得到的一类具有特殊功能的涂料。, 至少有一相尺寸在1 100nm, 因为纳米相的存在而使涂料的性能有明显提高或有新功能,纳米超疏水涂层特点,超疏水表面具有自清洁、非湿润等特性,在涂饰、防水和生物医药材料等许多领域中用途广泛,有关超疏水表面制备方法正成为研究的热点。,表面效应,体积效应,宏观量子隧道效应,量子效应,纳米,用于超疏水的纳米粒子,纳米级金属氧化物(TiO2、Fe2O3、ZnO 等)
2、纳米金属粉末( Al、Co、Ti、Cr、Nd、Mo ) 无机盐类( CaCO3 ) 层状硅藻土(纳米级粘土),制备方法,( 1) 溶胶凝胶法 ( 2) 原位聚合法 ( 3) 共混法 ( 4) 插层法,纳米涂料关键技术,如何使纳米粒子稳 定的分散到涂料中,电化学分散法,化学分散法,物理分散法,纳米涂料根据功能分类,纳米抗菌涂料,纳米稀土发光涂料,纳米防污涂料,纳米隔热防热涂料,纳米磁性涂料,纳米耐磨涂料,纳米防火涂料,纳米示温涂料,纳米隐身涂料,纳米防腐蚀涂料 ,,纳米超疏水涂料,超疏水界面性质,通常意义上接触角大于90度为疏水表面,接触角大于150度的是超疏水表面,疏水表面去污示意图,超疏水表
3、面,普通表面,高强度,高韧性,高密度,高弹性,高效防水性,可解决一般涂料表面腐蚀,老化,渗透等问题,强附着力,单组份施工简单,无毒无污染,1.成膜物质:涂料的基础,决定填料的基本性质。 2.溶剂:使成膜物质分散成粘稠液体有助于施工或改变成膜物质的性质。 3.颜料:赋予色彩,改善力学等性质。 4.填料:降低成本,改善性能。 5.助剂:具体改变某一方面的性质(增塑剂,防沉剂,催干剂,消泡剂 ),传统涂料构成,纳米疏水涂料,一般由高分子聚合物和纳米无机复合材料为主体,掺入适量的纳米化学助剂,纳米改性材料,纳米填充材料等加工制成的溶剂型,水乳型,粉末型涂料。,纳米超疏水涂层分类,1碳氟化合物 氟碳化合
4、物指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的高分子材料。其具有低表面能、耐热和低温等性质,在此类物质上或与其它材料配合使用后,在材料表面上构建具有微细粗糙结构,可制得超疏水表面。有人采用化学气相沉积(CVD)法,首先制备表面具有许多光滑和规则表面结构的聚偏氟乙烯(PVDF)涂层,然后用NaOH溶液处理表面涂层,最终制得具有表面纳米级柱形结构的超疏水表面。这些纳米结构是由二甲基二氯硅烷/甲基三氯硅烷溶液与PVDF中含氧功能基团之间的化学反应所生成的。,2.有机硅烷树脂聚合物 有机硅树脂是高度交联的网状结构的聚有机硅氧烷。利用硫酸或氢氟酸处理制得粗糙的PDMS物质表面,再将其与全氟分子膜结合,得到超疏水表面。,法国研制出的荷叶效应防水防污涂料 原理:利用强有力的渗透作用,不在表面成膜,渗入内部微孔,既可以防止水污染物的进入,又不影响基材的颜色和透气性,避免了基材内部的病变,便于清洗。 特点:不改变被处理物的表面性能和颜色,持久防水防污,透气性好,具有隔热和自净功能。,环保型纳米隔热防水涂料与乳液,主要基料:高弹性丙烯酸共聚乳液和乙烯-乙酸乙烯共聚乳液。 三种乳液性能比较,国内纳米防水涂料检验,1.固体含量测定。 2.耐热度测定。 3.黏结性测定。 4.延伸性测定。 5.拉伸性能测定。 6.加热伸缩率测定。 7.低温柔韧性测定。 8.不透水性测定。 9.干燥时间测定。,