Page 151 - 《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 ·2229·

所以透光率均达到 85%以上。以波长 450 nm 作为基 黑 作为污 染介 质，将 其粉 末均匀 地洒 在涂 有
EP
准，D 4 /E51 的透光率为 91.87%；随着 C 18 -NH 2 / C 18 -NH 2 /570@SiO 2 /DE51-0.8 涂层的玻璃板上，然后
570@SiO 2 丙酮分散液质量分数的增加，C 18 -NH 2 / 在被污染的表面滴水进行清洗，图 12 为涂层自清洁
570@SiO 2 /DE51 的透光率也随之改变，C 18 -NH 2 / 的全过程照片，整个过程大约 6 s，每隔 2 s 记录一次。
570@SiO 2 /DE51-0.8 透光率达到 91.98%；此后由于
纳米粒子团聚影响了涂层透光性，透光率逐渐下降，
C 18 -NH 2 /570@SiO 2 /DE51-1.6 透光率为 91.06%。如
图 10b 所 示 ，超疏水 涂层 C 18 -NH 2 /570@SiO 2 /
DE51-0.8 随着摩擦次数的增多，涂层表面的平整性
不断被破坏，透光率也逐渐下降，但由于此涂层本
身具有较好的机械性能使其下降幅度极小，仅下降
0.87%。
2.9 耐摩擦性能分析

图 11 为不同摩擦次数对超疏水涂层 C 18 -NH 2 /
图 12 C 18 -NH 2 /570@SiO 2 /DE51-0.8 的自清洁性能
570@SiO 2 /DE51-0.8 的接触角以及滚动角产生的影响。
Fig. 12 Self-cleaning properties of C 18 -NH 2 /570@SiO 2 /
DE51-0.8

由图 12 可见，在清洗前涂层表面已完全污染，
水滴从涂层表面滚落时去除了涂层表面的污染物。
结果表明，制备的超疏水涂层具有优异的拒水能力和
较低的水附着力，体现出优异的自清洁性能。

2.11 耐酸碱性能分析
按照 1.4.13 节实验方法，考察喷涂不同质量分
数 C 18 -NH 2 @SiO 2 丙酮分散液制备的涂层的耐酸碱

性能，结果见表 3。
图 11 摩擦次数对 C 18 -NH 2 /570@SiO 2 /DE51-0.8 涂层接
触角及滚动角的影响 表 3 不同质量分数 C 18 -NH 2 /570@SiO 2 丙酮分散液对涂
Fig. 11 Effect of friction times on contact angle and rolling 层耐酸碱性能的影响
angle of C 18 -NH 2 /570@SiO 2 /DE51-0.8 coating Table 3 Effect of different mass fraction C 18 -NH 2 /
570@SiO 2 acetone dispersion on acid and
由图 11 可知，C 18 -NH 2 /570@SiO 2 /DE51-0.8 涂 alkaline resistance of coatings
层的疏水性能在不同摩擦次数时都有变化，这是因 C 18-NH 2 /570@SiO 2 丙酮分散液质量分数/%

为，涂层表面在摩擦过程中纳米粒子的含量以及粗 0 0.4 0.8 1.2 1.6
耐酸性/168 h 轻微起泡 变色 无异常 失光 变色
糙度不断变化。摩擦 500~750 次时，由于涂层表面
耐碱性/168 h 轻微起泡 失光 无异常 变色 轻微起泡
的粗糙度逐渐升高，疏水性能不断提高；摩擦 1000
次后接触角又有略微升高，这是因为，越摩擦到底 由表 3 可知，C 18 -NH 2 /570@SiO 2 丙酮分散液质
层纳米粒子裸露得越多，与环氧树脂涂层接触的面 量 分数对 涂层 耐酸碱 性能 的影响 较大 ，随 着
积越大。并且 C 18 -NH 2 /570@SiO 2 喷涂时仍存在部分 C 18 -NH 2 /570@SiO 2 丙酮分散液质量分数的增加，
氨基活性基团，这些氨基基团在喷涂过程中与环氧 H 2 SO 4 和 NaOH 溶液对涂层的破坏逐渐减小；当喷
涂层表面发生化学反应，使纳米粒子与环氧树脂涂 涂的 C 18 -NH 2 /570@SiO 2 丙酮分散液质量分数达到
层之间建立强化学键合，有效减缓了摩擦过程中纳 0.8%时，C 18 -NH 2 /570@SiO 2 /DE51 涂层在 168 h 的
米粒子脱落的现象。摩擦 1500 次后接触角仅下降了 耐酸碱测试中均表现为无异常，证明超疏水涂层
0.4°，仍保持超疏水性能，说明表面的长碳链降低 C 18 -NH 2 /570@SiO 2 /DE51-0.8 的耐酸 碱性 最优 ；
了摩擦系数，减少了摩擦对涂层的破坏，提供了良 C 18 -NH 2 /570@SiO 2 丙酮分散液的质量分数>0.8%
好的耐摩擦性能。 后，涂层在浸泡过程中会发生纳米粒子的脱落，从
2.10 自清洁性能分析 而使其耐酸碱性能降低，显现出变色、轻微起泡。
涂层具备超疏水性能，而超疏水涂层可以实现 不同摩擦次数对超疏水涂层 C 18 -NH 2/570@SiO 2 /
自清洁效果。为了测试涂层的自清洁性能，使用炭 DE51-0.8 耐酸碱性能的影响见表 4 和图 13。