超疏水氟硅涂层的制备及性能研究
新型氟硅改性环氧丙烯酸超疏水防污涂层研究
超疏水涂层制备工艺的接触角与耐腐蚀性研究
超疏水涂层制备工艺的接触角与耐腐蚀性研究超疏水涂层是一种表面涂层技术，通过改变材料表面的化学结构和形貌，使其具有极低的液体粘附能力，从而形成类似莲叶叶面的疏水效果。
该涂层具有很多优点，如优异的自清洁性能、抗腐蚀性能和耐磨性能等，因此在各个领域广泛应用。
超疏水涂层的制备工艺通常包括两个步骤：表面改性和涂层形成。
首先是表面改性。
通过一系列的物理和化学方法，改变材料表面的化学结构和形貌，使其形成一层纳米级的微观结构。
常见的表面改性方法包括湿化技术、电化学氧化、沉积聚合物薄膜等。
这些方法可以根据不同的材料和需求进行选择和组合。
接下来是涂层形成。
通过溶液浸涂、电沉积、离子束沉积或气相沉积等方法，将改性后的材料表面形成一层超疏水涂层。
在涂层形成过程中，控制涂层的厚度和结构是非常重要的，通常需要通过调整溶液浓度、沉积速度和处理温度等参数来实现。
在超疏水涂层的研究中，接触角是一个重要的性能参数。
接触角是指液体与固体表面形成的接触面所形成的角度。
在超疏水涂层上，液滴在表面上形成的接触角较大，接近于180°，表明液滴几乎完全不与表面接触，具有很好的疏水性能。
接触角的大小与表面的化学结构和形貌密切相关，可以通过改变表面结构和化学组成来调控接触角。
除了接触角，超疏水涂层的耐腐蚀性也是一个重要的研究方向。
由于超疏水涂层通常用于防护金属材料，因此其抗腐蚀性能是一个关键指标。
通过改善涂层的结构和添加抗腐蚀剂等措施，可以提高超疏水涂层的耐腐蚀性能。
同时，超疏水涂层还可以作为防腐蚀涂层的一种补充，增加涂层的抗腐蚀能力。
总结起来，超疏水涂层制备工艺的研究主要包括表面改性和涂层形成两个步骤。
通过改变材料表面的化学结构和形貌，形成具有纳米级微观结构的疏水表面。
接触角和耐腐蚀性是超疏水涂层研究中的重要性能参数，可以通过调控表面结构和化学组成来实现良好的接触角和抗腐蚀性能。
超疏水涂层在防护材料和增加表面性能方面具有广阔的应用前景。
透明超疏水疏油涂层的制备及性能_刘朝杨
ｓｉｌｉｃａ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ 由图２可见，３ 种 基 材 涂 层 的 油 接 触 角 都 随 着 纳 米 ＳｉＯ２ 含量的增 加 而 增 大。 当 添 加 １５％（质 量 分 数）
图３ 不同ＳｉＯ２ 添加量时涂层与空白玻璃表面透过率 比较
Ｆｉｇ ３Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ－ｖｉｓｉｂｌｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒａ ｏｆ ｐｒｉｓ－ ｔｉｎｅ ｇｌａｓｓ ａｎｄ ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ ｓｕｒｆａｃｅｓ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｍｏｕｎｔｓ ｏｆ ＳｉＯ２ 由 图 ３ 可 知，在 可 见 光 波 长 范 围 内 （３８０ ～
将不同纳米 ＳｉＯ２ 含量的涂料 涂 覆 在 玻 璃 上，固 化 后使用紫外－可见分光光度计 测 试 透 过 率，并 与 空 白 玻 璃表面的测试结果进 行 比 较，结 果 见 图 ３。 其 中，插 图 为添加１５％（质量 分 数）的 ＳｉＯ２ 时 水 滴 在 其 表 面 上 的 照片。
图 １ 涂 层 的 水 接 触 角 Ｆｉｇ １Ｓｔａｔｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ３．２ 涂 层 疏 油 性 涂层的疏油性可通过表面对食用油的静态接触角 来表征。单纯使用氨基丙烯酸涂料制备的涂层在铜基 材表面的油接触角仅为２４°。涂层在玻璃、铜和铁 ３ 种 基材的油接触 角 随 纳 米 ＳｉＯ２ 含 量 的 变 化 关 系 如 图 ２ 所示。
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ＳｉＯ２ 粒子对 涂 层 硬 度 的 提 高 具 有 显 著 作 用。 所 有 涂 层的附着力都达到了该标准的最高级别 ５Ｂ，说 明 所 制
氟树脂硅溶胶复合涂层的制备和超疏水性能研究
第７期段辉等：氟树脂／硅溶胶复合涂层的制备和超疏水性能研究表１各种溶胶一凝胶参数、溶胶（ｓ０１）与ＦＲ（以纯ＦＲ量计算）及ＦＲ与唧重量比无裂纹无裂纹无裂纹ＧＨＩ２．２接触角通常，水滴在光滑表面的接触角最大不超过１２０。
，这是通过单纯表面化学改性所能达到的接触角的极限值［１］。
从表１可见，复合材料表面对水的接触角均大于本实验中纯ＦＲ表面的接触角１０２。
（图１ａ）。
由此说明，复合材料形成的涂层表面存在着不同程度的粗糙度，从而在不同程度上增强了涂层的疏水性。
当ＦＲ／ｓｏｌ重量比＜１：１时，若ＰＴＦＥ用量过低，膜的刚性过大，使表面产生裂纹。
随着ＰＴＦＥ用量增大，减少了膜的刚性，所得到的涂层膜连续而无裂纹，并形成表面微观结构。
ＰＴＦＥ／ＦＲ的重量比＞ｏ．５：１时，则微米级结构占主导作用，使接触角迅速降低。
当树脂含量进一步增大时，表面粗糙度降低，使涂层表面的接触角迅速减小。
当ｓ０１／ＦＲ重量比为１：１，ＦＲ／ＰＴＦＥ重量比为１：ｏ．５时，ｏ．６肚Ｌ的水滴在涂层表面的接触角高达１５５。
（图１ｂ）．图１不同涂层对ｏ．６“Ｌ水滴的接触角ａ一纯ＦＲ涂层表面，ＣＡ一１０２。
．ｂ—Ｓｏｌ／ＦＲ重量比为１：１，踊／眦重量比为ｌ／ｏ．５时的涂层表面，ＣＡ＝】５５。
２．３表面微观结构及疏水性数学模型由涂层表面的ＳＥＭ图可以看到，纯ＦＲ涂层表面平滑（图２ａ）。
图２ｂ表明，ＦＲ／Ｓｉ０２／ＰＴＦＥ复合涂层表面由３～１１灶ｍ的ＰＴＦＥ原始粒子和附聚体组成，类似荷叶表面微米结构中平均直径５～９肛ｍ的乳突［６］。
每个“乳突”上，分散着３００ｎｍ左右大小的Ｓｉ０２粒子。
这种微米结构与纳米结构相结合的阶层结构，与天然荷叶表面极其相似，是引起表面超疏水的根本原因。
图２不同样品涂层表面的ＳＥＭ图ａ一纯碌涂层表面．ｂ—Ｓｏｌ／职重量比为１：１，Ｆ剐咖重量比为１：ｏ．５时的涂层表面这种微米与纳米阶层结构类似于Ｋｏｃｈ曲线所描述的分形结构，据此，我们可以建立１个超疏水与阶层结构的数学模型。
几种超疏水涂层的制备及防覆冰性能的分析
Fabrication of several superhydrophobic coatings and their anti-icing propertiesA DissertationSubmitted for the Degree of MasterOn Instrumentation EngineeringBy Shan YuUnder the Supervision ofProf. Wen LiLect. Fajun WangSchool of Material Science and EngineeringNanchang Hangkong University, Nanchang, ChinaJune, 2015摘要目前，人工超疏水表面在实验室制备和应用研究两方面都取得了较大的进展，但其表面防覆冰性能的研究还仅处于起步阶段，超疏水表面是否具有防覆冰效果尚存在争议。
为此，本论文系统研究各类超疏水表面的防覆冰性能，用三种不同的方法制备出了三种不同类型的超疏水表面，并且对其表面润湿性、形貌、成分、自清洁性能和稳定性进行了详细的研究。
主要研究内容和结果如下：1. 自行搭建了一套简易的实验室覆冰行为测试装置，能够实现在温度范围0 ~ -25 °C，风速范围在0 ~ 5 m/s的调节,对超疏水表面的覆冰行为进行实时监控。
2. 以硝酸银和硬脂酸为原料制备了硬脂酸银超疏水表面，其接触角为164.5°，滚动角为3.1°。
硬脂酸银超疏水表面具有涂膜方便，耐酸碱，易修复等特点。
在实验室小型结冰装置下发现硬脂酸银超疏水表面在-5 °C、-10 °C和-15 °C条件下有延缓结冰的作用。
在-20 °C下，超疏水表面和普通玻璃表面开始结冰的时间相差不大。
在大型冰风洞实验室条件下，在-5 °C、-10 °C和-15 °C下，超疏水表面能够显著减少覆冰量，覆冰形态为稀疏不连续冰粒。
基于环保型超疏水疏油性能的氟硅纳米乳液创新技术研究与应用
基于环保型超疏水疏油性能的氟硅纳米乳液创新技术研究与应用作者：张家祯李友良来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第06期摘要：基于环保型超疏水疏油性能的氟硅纳米乳液创新技术可应用于涂料、油墨、纺织、混凝土防护、食品包装等方面，具有广阔的市场应用前景。
本文首先分析了项目产品概况，其次，分别从技术创新、应用创新等方面深入研究了基于环保型超疏水疏油性能的氟硅纳米乳液创新技术。
关键词：环保型；超疏水；疏油；氟硅纳米乳液；创新技术本项目针对我国建筑涂料、木器涂料、船舶和汽车涂料的助剂供应受制于国外企业的现状，自主研发环保型超疏水疏油性能的氟硅纳米乳液创新技术，开发出安全无害的高性能氟硅纳米防污憎水涂料助剂产品ADM 80-1，可应用于涂料、油墨、纺织、混凝土防护、食品包装等方面，具有广阔的市场应用前景。
1 项目产品概况ADM 80-1氟硅纳米防污憎水添加剂可以添加到水性涂料或油性涂料等产品配方中，尤其可用于丙烯酸和氨基树脂体系等为基料的涂料配方体系中，使涂料涂层永久具有神奇的超疏水超疏油效果，从而赋予涂料涂层从内到外的永久性整体防污防水功能。
测试结果表明内外墙建筑涂料配方中添加1%质量比的ADM 80-1氟硅纳米乳液，就可以使涂层的吸水率降低98%以上，0.25%添加量的涂层的吸水率也降低约95%，经过4000小时的加速耐候试验，性能基本没有降低，其效果超过了美国道康宁、德国BYK等国外巨头。
ADM80-1赋予建筑涂料永久高效的防污憎水和滑爽光亮效果，防霉防尘，耐磨持久，一经雨水冲刷，历久弥新。
ADM 80-1氟硅纳米防污憎水乳液应用到水性或油性木器漆中，可提高木器漆的产品稳定性，使木器漆涂层表面滑爽高亮，耐磨抗冲击，防污憎水，从而使木器漆的品质和档次得到飞跃，给客户带来巨大的经济效益。
2 技术创新基于环保型超疏水疏油性能的氟硅纳米乳液创新技术具有以下的技术创新点，包括：①利用主催化剂Ⅰ的活性位点可控性和催化剂Ⅱ的协同催化作用，实现含氟硅烷单体在聚硅氧烷长链上有序接枝聚合的精密控制；②通过调控聚硅氧烷长链上的活性功能基团，形成贯穿涂料涂层的网络结构，大大提高含氟聚硅氧烷在涂料体系中及其他基材的持久性和整体高效防水性；③基于高效的复配催化剂，综合利用微相转移法和乳液聚合的工艺可控性，实现低成本、低能耗、无污染的环保生产。
纤维织物基有机（氟）硅超疏水表面的制备与性能研究
申请工学博士学位论文纤维织物基有机（氟）硅超疏水表面的制备与性能研究学科门类：工学一级学科：化学工程与技术培养单位：化学与化工学院博士生：郝丽芬导师：安秋凤教授2013年10月Preparation and Property of(Fluoro)polysiloxane SuperhydrophobicSurfaces on Cotton FabricsA Dissertation Submitted toShaanxi University of Science and Technologyin Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Engineering ScienceBy Lifen HaoDissertation Supervisor: Professor Qiufeng AnOctober 2013纤维织物基有机（氟）硅超疏水表面的制备与性能研究摘要润湿性是固体表面的重要性能之一，由固体表面的化学组成和微观形貌共同决定，因此，通过改变固体表面自由能和粗糙度可实现对固体表面润湿性的调控。
无机-有机纳米杂化材料,结构独特,可赋予材料新的性能，一直是仿生超疏水研究领域的热点。
通常，固体表面微观结构的粗糙化可通过无机纳米材料实现，但界面表层结构粗糙的低表面能聚合物对构筑微观多尺度粗糙界面的作用也不容忽视。
另外，在无机-有机杂化材料中，如何实现无机纳米粒与聚合物的有效键合，改善两者的相容性、增加纳米粒在有机相中分散稳定性，并解决杂化材料在超疏水表面应用中的多功能化及耐久稳定性等问题，是值得探讨的一个科学问题。
基于有机氟硅聚合物的低表面能特性以及超疏水界面构筑中的 “荷叶效应”，本文利用分子设计原理并借助不同化学反应先合成了系列低表面能有机(氟)硅聚合物，然后通过化学接枝或结构修饰，将不同结构的硅溶胶纳米粒键入有机(氟)硅聚合物主（侧）链，从而制得了系列纳米杂化氟硅聚合物,并将其负载固化在纤维基质表面从而构筑了一系列兼具柔软与耐久性的超疏水表面。
自清洁超疏水涂层的研究
自清洁超疏水涂层的研究摘要：本文综述了具有自清洁超疏水涂层的研究进展，介绍了实现自清洁目的的涂层所要具备的超疏水条件，并对超疏水的理论模型进行了综述。
此外，介绍了几种自清洁超疏水涂层的类型，如：“仿生荷叶”型、有机硅型、有机氟型、有机氟硅型。
关键词：自清洁超疏水理论模型一、前言自清洁涂层是能够不通过人工，而是自身可以通过外部环境保持洁净的表面。
例如，阳光的照射、风的作用以及雨水的冲洗。
此外，当水在这固体表面上表现出很明显的疏水性，水滴和涂层表面的接触角大于150°，并且滞后角不超过10°的涂层叫做超疏水涂层。
二、超疏水的理论模型对大自然中的超疏水表面研究后发现，表面能达到超疏水的两个条件，一是低的表面能，二是表面有粗糙的结构。
这里，简要介绍超疏水的理论模型。
1 Wenzel 模型在1936年，通过热力学定律，Wenzel计算出了液体和不平整表面相接触时产生的接触角，以及液滴和平整表面接触时所产生的接触角之间的关系[1]。
可以有效地运用仿生的方法来在表面构建粗糙度，Woo Kyung Cho和他的团队[3]通过将有机硅水解，然后通过有低表面性质的氟硅进行改性。
从而制备得到了有一定粗糙度的超疏水涂层。
经过测定发现，水滴在涂层表面的接触角达到了160°以上，并且滞后角为2.4°，这里的粗糙度主要是由于F-的作用。
另有团队[4]将γ-氨丙基三乙氧基硅烷（APS）添加在纳米级的SiO2溶胶中，反应之后，在基材表面经过浸渍提拉法涂层。
干燥后在SEM下能看到有微米级的颗粒团聚在一起，这和荷叶表面的结构十分的相似，如此所得的涂层水接触角能够达到156°，滞后角在3°以下，而且在整个过程中的稳定性好，能够在工业上进行推广。
现如今，欧美地区的各国以及我国香港等很多企业都开发出了此类涂料或助剂。
此类先进的研究和新的产品对今后自洁领域的进一步扩大有很大的帮助。
超疏水材料的制备与应用
超疏水材料的制备与应用一、本文概述超疏水材料，作为一种特殊的表面功能材料，具有优异的防水性能，能够在水珠接触表面时形成近乎完美的球形水珠并迅速滚落，从而实现超疏水的特性。
这种独特的性质使得超疏水材料在众多领域具有广泛的应用前景，如自清洁材料、防水涂层、油水分离、防雾防霜、生物医疗等。
本文旨在全面介绍超疏水材料的制备技术、性能表征以及实际应用情况，旨在推动超疏水材料领域的研究与发展，为相关领域的科研工作者和从业人员提供有益的参考。
在制备技术方面，本文将详细介绍超疏水材料的制备原理、方法以及影响因素，包括物理法、化学法、模板法等。
同时，还将对制备过程中的关键问题，如表面粗糙度的控制、低表面能物质的选择等进行深入探讨。
在性能表征方面，本文将介绍超疏水材料的主要性能指标，如接触角、滚动角、耐磨性、耐腐蚀性、稳定性等，并阐述相应的测试方法和评价标准。
在实际应用方面，本文将重点介绍超疏水材料在自清洁、防水涂层、油水分离、防雾防霜、生物医疗等领域的应用案例和优势。
还将对超疏水材料的应用前景和挑战进行分析和展望。
本文将全面系统地介绍超疏水材料的制备技术、性能表征以及实际应用情况，为相关领域的科研工作者和从业人员提供有益的参考和借鉴。
二、超疏水材料的理论基础超疏水材料的理论基础主要源自固体表面的润湿理论，特别是与接触角和滚动角等关键参数紧密相关。
在理想情况下，当水滴与固体表面的接触角大于150°并且滚动角小于10°时，该材料被认为是超疏水的。
这一特性通常归因于材料表面的微纳米结构和低表面能物质的存在。
表面粗糙度对于实现超疏水性至关重要。
微纳米结构通过增加固液接触界面的复杂性，使得水滴难以在材料表面铺展。
这些微纳米结构还能够捕获空气，形成一层空气垫，从而进一步减少固液接触面积，增强疏水效果。
另一方面，表面能也是影响润湿行为的关键因素。
低表面能物质能够降低固体表面对水滴的粘附力，使得水滴更容易在材料表面滚动而非停留。