Page 126 - 《精细化工》2021年第10期
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·2056· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷
定影响。分别用不同 OTMS-SiO 2 添加量下的聚硅氧烷 3 结论
/改性 SiO 2 喷涂至 PE 薄膜表面，在烘箱中加热固化后，
用耐磨仪摩擦玻璃 150 次后，测样品摩擦前后的水接 本文利用疏水硅氧烷偶联剂改性纳米 SiO 2 与有
触角，结果如表 1 所示。 机硅树脂，在 PE 薄膜表面成功构筑了具有微观粗糙
形貌的超疏水复合涂层 SI/OTMS-SiO 2，通过化学表
表 1 不同复合涂层的耐磨性 征手段确定 OTMS-SiO 2 结构。水接触角测试表明，
Table 1 Wear resistance of different composite coatings
复合涂层具有超疏水特性。SEM 和 AFM 表明，涂层
类别 S1/(°) S2/(°) S3/(°) S4/(°)
具有微观粗糙形貌。当 OTMS-SiO 2 添加量为 8%时，
未摩擦 106±4 123±2 153±3 162±3
涂层表面水接触角大于 150°，滚动角小于 10°，具有
摩擦 150 次 80±3 92±2 112±4 76±2
超疏水性能和最佳的摩擦学性能。基于疏水改性纳米
如表 1 所示，未摩擦时样品的水接触角随着 SiO 2 与硅树脂制备的无氟杂化超疏水涂层，在制备超
疏水 PE 表面和相关应用领域具有显著应用前景，因
OTMS-SiO 2 添加量的增加而增大。摩擦 150 次后，
此，本研究可为超疏水表面的构筑提供一定的理论和
不同样品水接触角均随摩擦次数的增加而降低。随
实践支撑。
着 OTMS-SiO 2 添加量的增加，复合涂层的耐磨性先
提高后急剧下降，主要是由于纳米 SiO 2 的硬度较高， 参考文献：
适量添加可以降低粗糙结构被破坏的速度，起到增强 [1] XU B B (徐兵兵), WANG B (王斌), HUANG Y W (黄月文).
摩擦性的效果。但是随着 OTMS-SiO 2 添加量在复合涂 Preparaion and performance of fluorine-free superhydrophobic coatings
based on modified silica and polysiloxane[J]. Fine Chemicals (精细
层中的进一步增加，OTMS-SiO 2 在涂层表面的堆积达 化工), 2019, 36(10): 2009-2015.
到饱和，出现严重团聚现象，影响成膜性，导致涂层 [2] FENG X J, JIANG L. Design and creation of superwetting/antiwetting
开裂、耐磨性明显下降等问题。因此，综合考虑疏 surfaces[J]. Advanced Materials, 2006, 18(23): 3063-3078.
[3] YU M G, WANG Q, ZHANG M, et al. Facile fabrication of
水性能和成膜性能，合理控制 OTMS-SiO 2 的添加 raspberry-like composite microspheres for the construction of
量，有助于得到稳定性更好的超疏水表面，得到的 superhydrophobic films and applications in highly efficient oil-water
separation[J]. RSC Advances, 2017, 7(63): 39471-39479.
最优的 OTMS-SiO 2 添用量为 8%。 [4] SI Y F, GUO Z G. Superhydrophobic nanocoatings: From materials
2.3.2 复合涂层 S3 附着力分析 to fabrications and to applications[J]. Nanoscale, 2015, 7(14): 5922-
5946.
复合涂层 S3 的附着力分析如图 12 所示。用刀
[5] RABNAWAZ M, LIU G J, HU H. Fluorine-free anti-smudge
具在表面划 X，涂层在胶带拉开后，图 12b 中 S3 的 polyurethane coatings[J]. Angewandte Chemie International Edition,
涂层沿刀痕有轻微脱落的迹象但未达到 1.6 mm，判 2015, 54(43): 12722-12727.
[6] WANG N, XIONG D S, DENG Y L, et al. Mechanically robust
定为 4A 等级，为可接受的附着力。 superhydrophobic steel surface with anti-icing, UV-durability, and
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图 12 复合涂层 S3 的附着力 market[J]. Journal of Materials Chemistry A, 2019, 7(28): 16643-
Fig. 12 Adhesion of composite coating S3 16670.
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因此有机硅树脂在低润湿的 PE 薄膜表面表现 materials and coatings: A review[J]. Reports on Progress in Physics,
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出较好的附着力，基材与涂层达到所需要的附着力 [12] SYAFIQ A, PANDEY A K, BALAKRISHNAN V, et al. Organic-
效果，会增强超疏水涂层的耐磨性。结合 2.3.1 耐磨 inorganic composite nanocoatings with superhydrophobicity and
thermal stability[J]. Pigment & Resin Technology, 2018: DOI:
性分析，证实了这种疏水涂层与 PE 薄膜之间结合 10.1108/PRT-04-2018-0038.
性较好。 （下转第 2116 页）
