Page 51 - 《精细化工》2022年第2期

第 39 卷第 2 期 精 细 化 工 Vol.39, No.2
2022 年 2 月 FINE CHEMICALS Feb. 2022

功能材料
喷涂法制备硅藻土/Al O 超疏水涂层
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张雪梅 ，杨 杰 ，王 广 ，牛凤兴 ，高云艳 ，梅新奇
（1. 延安大学 化学与化工学院，陕西省化学反应工程重点实验室，陕西 延安 716000；2. 宁夏百川新
材料有限公司，宁夏 银川 750409；3. 陕西精益化工有限公司，陕西 榆林 719000）
摘要：以十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMOS）的水解液对微米硅藻土和纳米 Al 2 O 3 进行改性；然后，以环氧树
脂 E51（E51）为粘接剂制得了悬浮液；最后，采用喷涂法将上述悬浮液喷涂于基底表面，经加热固化后制得硅
藻土/Al 2 O 3 基复合超疏水涂层。通过单因素实验筛选出最佳制备工艺〔V(HDTMOS)∶V(乙醇)=0.04∶1；m(硅藻
土)∶m(Al 2 O 3 )=1.5∶0.8；m(E51)∶m(丙酮)=1.0∶5〕。在此条件下制得的超疏水涂层表面静态水接触角高达
163.4°。SEM 结果显示，复合超疏水涂层表面呈粗糙度均匀的微观分级结构。该涂层适用于滤纸、木块、不锈
钢板等多种基底，均表现出优异的超疏水性能。同时，该涂层经过 100 次的循环磨损实验后，其表面水静态接
触角仍高达 146.3°。
关键词：超疏水性；硅藻土；氧化铝；环氧树脂；十六烷基三甲氧基硅烷；功能材料
中图分类号：TB34 文献标识码：A
文章编号：1003-5214 (2022) 02-0255-06 开放科学 (资源服务) 标识码 (OSID)：

Preparation of diatomite/Al 2O 3 superhydrophobic coating by spraying

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ZHANG Xuemei , YANG Jie , WANG Guang , NIU Fengxing , GAO Yunyan , MEI Xinqi
（1. Shaanxi Key Laboratory of Chemical Reaction Engineering, College of Chemistry and Chemical Engineering,
Yan'an University, Yan'an 716000, Shaanxi, China; 2. Ningxia Baichuan New Materials Co., Ltd., Yinchuan 750409,
Ningxia, China; 3. Shaanxi Jingyi Chemical Co., Ltd., Yulin 719000, Shaanxi, China）
Abstract: Micron diatomite and nano Al 2O 3 were modified with hydrolyzate of hexadecyltrimethoxysilane
(HDTMOS). Then, the suspension was prepared with epoxy resin E51 as adhesive and was sprayed on the
surface of substrate by spraying method. Finally, the diatomite/Al 2O 3 composite superhydrophobic coating
was obtained after heating and curing. The optimum preparation process for superhydrophobic coating was
obtained as follows: V(HDTMOS)∶V(ethanol)=0.04∶1, m(diatomite)∶m(Al 2O 3)=1.5∶0.8 and m(epoxy
resin E51)∶m(acetone)=1.0∶5. Under the above-mentioned conditions, the static water contact angle of
the superhydrophobic surface was as high as 163.4°. SEM results showed that the surface of composite
superhydrophobic coating had uniform microstructure. The coating exhibited excellent superhydrophobic
properties for the substrate such as filter paper, wood block, stainless steel plate. Meanwhile, the surface
static water contact angle of the coating was still up to 146.3° after 100 cycles of wear experiments.
Key words: superhydrophobic property; diatomite; Al 2O 3; epoxy resin; hexadecyltrimethoxysilane;
functional materials

超疏水材料由于其表面特殊的超浸润性能，使 质表面构建一定粗糙度；用低表面能物质对粗糙表
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其在表面自清洁 、油水分离 、金属防腐 、抗紫 面进行修饰 。针对以上的制备策略，目前主要的
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外线 及防覆冰 等领域具有广泛的应用前景。目 制备方法有：静电纺丝、喷涂、溶胶-凝胶、化学刻
前，超疏水涂层的制备策略有两种：在低表面能物 蚀法等。由于喷涂法制备的超疏水涂层厚度均匀、

收稿日期：2021-07-06; 定用日期：2021-10-11; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210688
基金项目：延安大学校级青年项目（YDQ2020-18）；国家大学生创新创业训练计划项目（202110719041）；国家大学生创新创业训练
计划项目（S202010719011）
作者简介：张雪梅（1987—），女，副教授，E-mail：zxmysmm@126.com。