Page 80 - 《精细化工》2023年第12期

第 40 卷第 12 期 精 细 化 工 Vol.40, No.12
2 023 年 12 月 FINE CHEMICALS Dec. 2023

功能材料
适用于玻璃幕墙的 TA-CNTs/SiO 黑色透明
2

超亲水涂层及性能

3
1
1
谭春雨 1,2 ，叶向东 1,2* ，郗长青 ，李 冀 ，王权岱
（1. 西安建筑科技大学 机电工程学院，陕西 西安 710055；2. 西安建筑科技大学 陕西省纳米材料与技
术重点实验室，陕西 西安 710055；3. 西安理工大学 机械与精密仪器工程学院，陕西 西安 710048）

摘要：将单宁酸改性碳纳米管（TA-CNTs）、树枝状纳米 SiO 2 溶胶、正硅酸乙酯（TEOS）水解液制成分散液，
通过喷涂工艺将其喷涂到载玻片上，经室温固化后得到具有自清洁、防雾效果的 TA-CNTs/SiO 2 黑色透明涂层载
玻片。采用 FTIR、TEM、TG 对改性前后的碳纳米管进行了表征，通过 SEM、AFM、XPS 对涂层形貌和元素组
成进行了表征和测试，采用接触角测量仪和紫外-可见分光光度计探究了 TA-CNTs 和 TEOS 水解液质量对涂层
接触角（CA）的影响以及单位面积涂层中 TA-CNTs 质量对涂层透光率的影响，并对涂层进行了防雾、自清洁
和耐磨性评价。结果表明，当 TEOS 水解液为 6.00 g、TA-CNTs 为 0.16 g 时，制备的涂层具有超亲水性（CA=2.5°）、
优异的自清洁和防雾效果，其承受 120 次摩擦实验后仍保持超亲水性，表现出一定的耐磨性。TA-CNTs 的加入
使涂层表面更为粗糙，有利于减少光反射，从而降低光污染。此外，当单位面积涂层中 TA-CNTs 质量为
2
–3
2.0×10 g/cm 时，涂层的透光率降至 60%，此时涂层在保持一定透明度的同时具有隐私性。
关键词：玻璃幕墙；超亲水；自清洁；防雾；透光率；碳纳米管；功能材料
中图分类号：TU59；TB383；TB332 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 12-2622-08

Preparation and properties of TA-CNTs/SiO 2 black transparent

super-hydrophilic coating for glass curtain wall

1
1,2
3
1
TAN Chunyu , YE Xiangdong 1,2* , XI Changqing , LI Ji , WANG Quandai
（1. School of Mechanical and Electrical Engineering, Xi'an University of Architecture and Technology, Xi'an 710055,
Shaanxi, China; 2. Shaanxi Key Laboratory of Nanomaterials and Technology, Xi'an University of Architecture and
Technology, Xi'an 710055, Shaanxi, China; 3. School of Mechanical and Precision Instrument Engineering, Xi'an
University of Technology, Xi'an 710048, Shaanxi, China）
Abstract: TA-CNTs/SiO 2 black transparent coated slides with self-cleaning and anti-fogging effects were
obtained from slides sprayed with the dispersion of tannic acid modified carbon nanotubes (TA-CNTs),
dendritic nano SiO 2 sol and ethyl orthosilicate (TEOS) hydrolysates and cured at room temperature. The
carbon nanotubes before and after modification were characterized by FTIR, TEM and TG, the morphology
and elemental composition of the coating were analyzed by SEM, AFM and XPS. The influence of mass of
TA-CNTs and TEOS hydrolysate on the contact angle (CA) of the coating as well as the mass of TA-CNTs
in the coating with a unit area on the light transmittance of the coating were explored via the contact angle
measuring instrument and UV-Vis spectrophotometer, and the anti-fogging performance, self-cleaning
property and wear resistance of the coating were evaluated. The results showed that, when the mass of
TEOS hydrolysate and TA-CNTs was 6.00 g and 0.16 g respectively, the coating displayed
super-hydrophilicity (CA was 2.5°) and excellent self-cleaning and anti-fogging effects. After 120 times of
friction experiments, the coating still maintained super-hydrophilicity and showed certain wear resistance.

收稿日期：2023-02-12; 定用日期：2023-04-04; DOI: 10.13550/j.jxhg.20230087
基金项目：国家自然科学基金面上项目（51775431）；陕西省教育厅重点实验室科学基金项目（17JS072）；陕西省自然科学基金面上
项目（2019JM-566）
作者简介：谭春雨（1998—），男，硕士生，E-mail：422536562@qq.com。联系人：叶向东（1970—），男，教授，E-mail：
1661961898@qq.com。