超疏水纳米二氧化硅涂层(共13张PPT)
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至滚出叶面这就是荷叶自洁效应。
第5页，共13页。
人工仿造荷叶效应
几何粗糙表面
低表面能材料
＆
第6页，共13页。
纳米二氧化硅的表面改性
纳米二氧化硅的表面改性
超疏水（疏水）涂层应用
（二月桂酸二丁基锡:DBTDL） 不同 SiO2 与 TEOS-PDMS 质量比下杂化涂层的
SEM用照巯片基和接硅触烷角。，乙烯基硅烷
接触角大于90度称为疏水性，大于150度称为超疏水性，10μL水滴
第9页，共13页。
表面微观结构
纳米涂层原子力显微镜照片
第10页，共13页。
完成后的涂层
基材
布料
纸巾
第11页，共13页。
木材
关于涂层疏水性的拓展：双疏涂层
通过改变涂层配方以及二氧化硅表面的不同改性，涂层的性能得到改变：疏油、疏水疏油 甚至可以抵抗一些有机溶剂
第12页，共13页。
实践案例
第13页，共13页。
第2页，共13页。
目录
CONTENTS
1
特种涂层应用
2
工业添加剂应用
3
防火材料应用
4
胶结剂应用
5
建材防腐蚀应用
第3页，共13页。
1
超疏水（疏水）涂层应用
第4页，共13页。
荷叶自洁效应
荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微 米级的超微结构。在超高分辨率显微镜下可 以清晰地看到些结构上长满绒毛。因此在凹 陷部份中充满着空气，这样就在紧贴叶面上 形成一层极薄，只有纳米级厚的空气层。空 气层使得在尺寸上远大于这种超微结构的灰 尘、雨水等降落在叶面上后，只能与叶面上 凸起结构的凸顶形成点接触。同时液体在自 身的表面张力作用下收缩形成球状。在重力 作用下，液球会发生滚动并沿途吸附灰尘直
第1页，共13页。
纳米二氧化硅
常 用 尺 寸 范 围 15~100nm，具有许多独特的性质，如具有 对抗紫外线的光学性能，能提高其他材料抗老化、强度和 耐化学性能等。用途非常广泛。纳米级二氧化硅为无定形 白色粉末，无毒、无味、无污染，微结构为球形，呈絮状 和网状的准颗粒结构，分子式和结构式为SiO2 ，不 溶于 水 。
超疏水（疏水）涂层应用
和氨基硅烷偶联剂对二氧
纳荷低米叶表大二 叶 面纳，氧面能米比化上材二表硅存料氧面的在制化能表着备硅高面非的和，改常粒粗并性复径糙表杂小表面的，面带多比建有重表立羟纳面基米积。和微米级的超微化 析结硅 测构进 试。 行 表了 明表 ，面 用处 前理 两。 者分 处 （用二巯月 基桂硅酸烷二，丁乙呈基烯锡基亲硅:D水烷BT和性D氨L）基硅烷偶联剂对二氧化硅理进后行粒了表子面的处理疏。水性增加。 因此在凹陷部份中充满着空气，这样就在紧贴叶面上形纳成米一二层极氧薄化，只硅有表纳米面级羟厚基的空数气层。
疏水纳米二氧化硅
纳米级二氧化硅为无定形白色粉末，无毒、无味、无污染，微目结构大为量球减形，少呈。絮状和网状的准颗粒结构，分子式和结构式为SiO2，不溶于水。
用巯基硅烷，乙烯基硅烷和氨基硅烷偶联剂对二氧化硅进行了表面处理。
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低表面能材料制备 和 粗糙表面建立
以羟基硅油（H-PDMS）与正硅酸乙酯（TEOS）固化后得到的 聚硅氧烷 为低表面能材料，
以羟基硅油（H-PDMS）与正硅酸乙酯（TEOS）固化后得到的 聚硅氧烷 为低表面能材料， 因此在凹陷部份中充满着空气，这样就在紧贴叶面上形成一层极薄，只有纳米级厚的空气层。 通过改变涂层配方以及二氧化硅表面的不同改性，涂层的性能得到改变：疏油、疏水疏油 纳米涂层原子力显微镜照片 纳米级二氧化硅为无定形白色粉末，无毒、无味、无污染，微结构为球形，呈絮状和网状的准颗粒结构，分子式和结构式为SiO2，不溶于水。 （二月桂酸二丁基锡:DBTDL） 纳米二氧化硅的表面改性 低表面能材料制备 和 粗糙表面建立 纳米二氧化硅的粒径小，比表面积大，比表面能高，并表面带有羟基。 接触角大于90度称为疏水性，大于50度称为超疏水性，10μL水滴 关于涂层疏水性的拓展：双疏涂层 纳米涂层原子力显微镜照片 超疏水（疏水）涂层应用 不同 SiO2 与 TEOS-PDMS 质量比下杂化涂层的 SEM 照片和接触角。 超疏水（疏水）涂层应用
利用疏水纳米SiO2粒子构造粗糙度，采用喷涂工艺，在玻璃表面制备聚硅氧烷/二氧化硅杂化超疏水涂层。（二 月桂酸二丁基锡:DBTDL）
第8页，共13页。
表面微观结构
不同 SiO2 与 TEOS-PDMS 质量比下杂化涂层的 SEM 照片和接触角。
（a）0；（b）0.1；（c）0.2；（d）0.3；（e）0.3；（f）0.6
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人工仿造荷叶效应
几何粗糙表面
低表面能材料
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纳米二氧化硅的表面改性
纳米二氧化硅的表面改性
超疏水（疏水）涂层应用
（二月桂酸二丁基锡:DBTDL） 不同 SiO2 与 TEOS-PDMS 质量比下杂化涂层的
SEM用照巯片基和接硅触烷角。，乙烯基硅烷
接触角大于90度称为疏水性，大于150度称为超疏水性，10μL水滴
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表面微观结构
纳米涂层原子力显微镜照片
第10页，共13页。
完成后的涂层
基材
布料
纸巾
第11页，共13页。
木材
关于涂层疏水性的拓展：双疏涂层
通过改变涂层配方以及二氧化硅表面的不同改性，涂层的性能得到改变：疏油、疏水疏油 甚至可以抵抗一些有机溶剂
第12页，共13页。
实践案例
第13页，共13页。
第2页，共13页。
目录
CONTENTS
1
特种涂层应用
2
工业添加剂应用
3
防火材料应用
4
胶结剂应用
5
建材防腐蚀应用
第3页，共13页。
1
超疏水（疏水）涂层应用
第4页，共13页。
荷叶自洁效应
荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微 米级的超微结构。在超高分辨率显微镜下可 以清晰地看到些结构上长满绒毛。因此在凹 陷部份中充满着空气，这样就在紧贴叶面上 形成一层极薄，只有纳米级厚的空气层。空 气层使得在尺寸上远大于这种超微结构的灰 尘、雨水等降落在叶面上后，只能与叶面上 凸起结构的凸顶形成点接触。同时液体在自 身的表面张力作用下收缩形成球状。在重力 作用下，液球会发生滚动并沿途吸附灰尘直
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纳米二氧化硅
常 用 尺 寸 范 围 15~100nm，具有许多独特的性质，如具有 对抗紫外线的光学性能，能提高其他材料抗老化、强度和 耐化学性能等。用途非常广泛。纳米级二氧化硅为无定形 白色粉末，无毒、无味、无污染，微结构为球形，呈絮状 和网状的准颗粒结构，分子式和结构式为SiO2 ，不 溶于 水 。
超疏水（疏水）涂层应用
和氨基硅烷偶联剂对二氧
纳荷低米叶表大二 叶 面纳，氧面能米比化上材二表硅存料氧面的在制化能表着备硅高面非的和，改常粒粗并性复径糙表杂小表面的，面带多比建有重表立羟纳面基米积。和微米级的超微化 析结硅 测构进 试。 行 表了 明表 ，面 用处 前理 两。 者分 处 （用二巯月 基桂硅酸烷二，丁乙呈基烯锡基亲硅:D水烷BT和性D氨L）基硅烷偶联剂对二氧化硅理进后行粒了表子面的处理疏。水性增加。 因此在凹陷部份中充满着空气，这样就在紧贴叶面上形纳成米一二层极氧薄化，只硅有表纳米面级羟厚基的空数气层。
疏水纳米二氧化硅
纳米级二氧化硅为无定形白色粉末，无毒、无味、无污染，微目结构大为量球减形，少呈。絮状和网状的准颗粒结构，分子式和结构式为SiO2，不溶于水。
用巯基硅烷，乙烯基硅烷和氨基硅烷偶联剂对二氧化硅进行了表面处理。
第7页，共13页。
低表面能材料制备 和 粗糙表面建立
以羟基硅油（H-PDMS）与正硅酸乙酯（TEOS）固化后得到的 聚硅氧烷 为低表面能材料，
以羟基硅油（H-PDMS）与正硅酸乙酯（TEOS）固化后得到的 聚硅氧烷 为低表面能材料， 因此在凹陷部份中充满着空气，这样就在紧贴叶面上形成一层极薄，只有纳米级厚的空气层。 通过改变涂层配方以及二氧化硅表面的不同改性，涂层的性能得到改变：疏油、疏水疏油 纳米涂层原子力显微镜照片 纳米级二氧化硅为无定形白色粉末，无毒、无味、无污染，微结构为球形，呈絮状和网状的准颗粒结构，分子式和结构式为SiO2，不溶于水。 （二月桂酸二丁基锡:DBTDL） 纳米二氧化硅的表面改性 低表面能材料制备 和 粗糙表面建立 纳米二氧化硅的粒径小，比表面积大，比表面能高，并表面带有羟基。 接触角大于90度称为疏水性，大于50度称为超疏水性，10μL水滴 关于涂层疏水性的拓展：双疏涂层 纳米涂层原子力显微镜照片 超疏水（疏水）涂层应用 不同 SiO2 与 TEOS-PDMS 质量比下杂化涂层的 SEM 照片和接触角。 超疏水（疏水）涂层应用
利用疏水纳米SiO2粒子构造粗糙度，采用喷涂工艺，在玻璃表面制备聚硅氧烷/二氧化硅杂化超疏水涂层。（二 月桂酸二丁基锡:DBTDL）
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表面微观结构
不同 SiO2 与 TEOS-PDMS 质量比下杂化涂层的 SEM 照片和接触角。
（a）0；（b）0.1；（c）0.2；（d）0.3；（e）0.3；（f）0.6