Page 25 - 201901
P. 25
第 1 期 秦鹏伟，等: 氟硅防指纹透明涂层的构建及性能 ·11·
几乎没变化甚至有所下降，这是由于随着层数的增
加，树脂将纳米颗粒包覆起来，涂层只增加厚度且
对透光率有所影响；而 FVT-SiO 2 质量分数太低时经
过数次浸涂才能达到要求，油滴在涂层表面的情况
也类似。考虑涂层的经济效应、透光度及工作效率，
选择 w(FVT-SiO 2 )=2%、浸涂 3 层，得到的涂层最优。
图 8 耐摩擦性对接触角的影响
Fig. 8 Effect of rubbing durability on the contact angle
3 结论
利用开环反应、硅氢加成和层层分步水解反应
制备了 FVT-SiO 2 涂层，将其应用于触摸屏防指纹
图 7 浸涂次数对涂层接触角的影响 剂；通过对树脂结构形貌及玻璃涂层性能研究，得
Fig. 7 Effect of number of layers on the contact angle 出以下结论：
（1）POTS 的加料方式对涂层的疏水疏油性产
2.6 涂层透光率分析
生了较大的影响。
采用透光率/雾度测定仪测试涂层透光率，考察
（2）将一部分 POTS 接到 SiO 2 颗粒表面而另一
了不同 FVT-SiO 2 和 FVT 质量分数对玻璃透光率的
部分包覆其内部，这样不仅达到了最佳的疏水效果
影响及与空白玻璃的对比，结果见表 1。
（接触角达 138.5°）且经过上百次的摩擦后仍保持
表 1 涂层的透光率 疏水性。
Table 1 Transmittance of the coatings （3）通过对树脂微观形貌的观察及粒径的测试，
w (FVT-SiO 2)/% 得出纳米 SiO 2 颗粒平均粒径约在 150 nm，分布均
空白玻璃 FVT 匀；AFM 图显示：涂层表面凹凸不平，类似荷叶表
1 2 3
透光度/% 97.5 95.2 94.0 93.3 92.8 面纳米乳突。
基于构建的玻璃涂层在疏水疏油、透光性、耐
如表 1 所示，涂膜前，空白玻璃的透光率为 化学稳定性、光滑性和耐摩擦性等方面都表现出良
97.5%，涂膜后，涂层玻璃的透光率整体有所下降， 好的效果，有望用于以智能手机为首的电子产品触
但相差不是很大。FVT-SiO 2 涂层相对于 FVT 有所下 摸屏表面。
降是因为涂层中纳米 SiO 2 颗粒造成的光散射引起
的，但根据对 SiO 2 颗粒形貌的观察，粒径在 100~ 参考文献：
200 nm 之间，造成光的散射影响是可控制的，整个涂 [1] Belhadjamor M, El Mansori M, Belghith S, et al. Anti-fingerprint
properties of engineering surfaces: a review[J]. Surface Engineering,
层玻璃的透光率仍在 93%左右，具有良好的透明性。 2018, 34(2): 85-120.
2.7 涂层耐摩擦性分析 [2] Bhushan B, Jung Y C, Koch K. Micro-, nano- and hierarchical
对 w(FVT-SiO 2 )=2%、浸涂次数为 3 次的玻璃涂 structures for superhydrophobicity, self-cleaning and low
adhesion[J]. Philos Trans A Math Phys Eng Sci, 2009, 367(1894):
层进行了耐摩擦次数的测定，结果见图 8。 1631-1672.
由图 8 可知，经过 100 次摩擦，涂层的水接触 [3] Xue C, Ma J Z. Long-lived superhydrophobic surfaces[J]. Journal of
Materials Chemistry A, 2013, 1(13): 4146-4161.
角几乎没有变化，这是由于分步水解使含氟长链接
[4] Zhao Z B, Zhang D M, Meng Y F, et al. One-pot fabrication of
到了 SiO 2 表面，其具有抗紫外、耐候性，耐摩擦性 fluoride-silica@silica raspberry-like nanoparticles for
等优异的性能；当摩擦次数达到 300 次时，虽纳米 superhydrophobic coating[J]. Ceramics International, 2016, 42(13):
14601-14608.
粒子球形结构遭到破坏，但包覆于 SiO 2 内部的氟长 [5] Guo Z, Liu W, Su B L. Superhydrophobic surfaces: from natural to
链露了出来，因此接触角下降很小。当摩擦次数达 biomimetic to functional[J]. J Colloid Interface Sci, 2011, 353(2):
335-355.
600 次时，接触角相比之前下降较快，但仍在 115°
左右，具有疏水疏油性。 （下转第 18 页）
