Page 149 - 《精细化工）》2023年第10期

第 10 期 许志坚，等: 纳米杂化耐磨超疏水环氧树脂涂层的构筑及性能 ·2227·

EP
表 1 D 4 /E51 和 C 18 -NH 2 /570@SiO 2 /DE51 中元素的质量
分数
EP
Table 1 Mass fraction of elements in D 4 /E51 and
C 18 -NH 2 /570@SiO 2 /DE51-0.8
质量分数/%
样品
C O N Si
EP
D 4 /E51 48.13 26.64 0 25.23
C 18-NH 2@SiO 2/DE51-0.8 60.48 16.36 14.15 9.01

EP
由图 5a 以及表 1 可知，D 4 /E51 表面含有 Si、
C、O 元素，而 C 18 -NH 2 /570@SiO 2 /DE51-0.8 表面含
有 Si、C、N、O 元素，C 1s 轨道的结合能升高以及
C 元素的质量分数由 48.13%上升到 60.48%；N 1s
轨道的出现以及 N 元素的质量分数由 0 上升到
14.15%；Si 2s 与 Si 2p 的结合能下降以及 Si 元素的
质量分数从 25.23%下降到 9.01%。此现象归因于

C 18 -NH 2 /570@SiO 2 制备过 程中 提供的 长链 烷基 a、a 1—D 4 /E51；b、b 1—570@SiO 2/DE51-0.8；c、c 1—C 18-NH 2/
EP
C 18 -NH 2 通过分子间作用力均匀分布在纳米粒子表 570@SiO 2/DE51-0.8
图 6 不同环氧树脂涂层的 SEM（a、b、c）和 AFM 图
层，并且在形成超疏水涂层过程中面层与中层紧密
（a 1 、b 1 、c 1 ）
结合，从而覆盖住有机硅改性的环氧树脂涂层表面。 Fig. 6 SEM (a, b, c) and AFM (a 1 , b 1 , c 1 ) images of
从图 5b 可以看到，C 1s 轨道的高分辨谱出峰为位于 different epoxy coatings
284.6 eV 的 C—C 键和位于 284.3 eV 的 C==C 键，
2.6 疏水性能分析
结合能 286.8 和 285.1 eV 对应 C—O—C 和 C—O—
由不同质量分数 C 18 -NH 2 /570@SiO 2 丙酮分散
H 键。从图 5c 可以看到，Si 2p 轨道的高分辨谱出
液喷涂得到的 C 18 -NH 2 /570@SiO 2 /DE51 涂层的 SEM
峰为位于 101.8 eV 的 Si—C 键和位于 102.6 eV 的
图见图 7。
Si—O 键，进一步证明了改性后的纳米粒子成功镶

嵌在环氧树脂涂层表面。
2.5 表面形貌分析
图 6 为不同环氧树脂涂层的 SEM 和 AFM 图。
由图 6a、a 1 可见，环状有机硅结构“镶嵌”在
EP
D 4 /E51 涂层表面，出现类似“鳞片”状的形貌，归
因于四周相连的环氧基团提高了环氧树脂交联密
度。由图 6b 可见，570@SiO 2 /DE51-0.8 涂层表面出
现凹凸不平的粗糙结构。结合图 6b 1 可以发现，纳
米粒子在环氧涂层中分散得较为均匀。由图 6c 可以
看到，C 18 -NH 2 /570@SiO 2 /DE510-0.8 涂层中的纳米
粒子分散性强，结合图 6c 1 可以看出，纳米粒子的
凸触明显 增 多，这归 因 于 C 18 -NH 2 /570@SiO 2 与

EP
D 4 /E51 环氧涂层更好的互溶性。 a—质量分数 0.8%；b—质量分数 1.2%；c—质量分数 1.6%
图 7 C 18 -NH 2 /570@SiO 2 /DE51 涂层的 SEM 图
Fig. 7 SEM images of C 18 -NH 2 /570@SiO 2 /DE51 coatings

由图 7 可以看到，纳米粒子均匀喷涂在表层后
外部延伸出来的长碳链可以将水滴支撑在涂层表
面，从而提供了超疏水性能，图 7a 进一步证实该结
论。当喷涂纳米粒子的质量分数再次增加时纳米粒
子之间的间距减小，覆盖的层数增加，使其分布不
均匀，在再次升温的过程中多余的纳米粒子会发生