Page 85 - 《精细化工》2023年第12期

第 12 期 谭春雨，等: 适用于玻璃幕墙的 TA-CNTs/SiO 2 黑色透明超亲水涂层及性能 ·2627·

OH）具有亲水性；而水滴落在涂层载玻片上时完全 由图 8a 可知，随着 TA-CNTs 质量的增加，涂
展开成 一层 水膜， 接触 角降至 2.5°。这是 由于 层的接触角逐渐减小。这是因为，TA-CNTs 的加入
TA-CNTs 表面存在许多亲水基团及形成的微纳粗糙 使涂层中的亲水基团增多，亲水性增强，但 TA-CNTs
结构使涂层亲水性远强于空白载玻片。 的 加入会 对涂 层的透 光率 有影响 ，所 以选 取
TA-CNTs 的质量为 0.16 g。由图 8b 可知，随着 TEOS
水解液质量的增加，涂层接触角先减小后增大，当
TEOS 水解液质量为 6.00 g 时，涂层接触角最小，
为 2.5°。这是因为，TEOS 水解液和涂层中的树枝状
纳米 SiO 2 、TA-CNTs 相互交联成膜，同时水解生成
的微小颗粒有利于涂层构造粗糙结构，从而提高了
亲水性。但当 TEOS 水解液质量过多时，水解产物
会覆盖涂层中的微纳粗糙结构，使涂层接触角增大。
2.4 TA-CNTs 对涂层透光率的影响
高透光率的玻璃幕墙会给使用者造成许多困
扰，并不实用，通过调节涂层中 TA-CNTs 质量可以
使空白载玻片达到和镀膜玻璃一样降低透光率的效
果，其中，由 TA-CNTs 质量分别为 0、0.08、0.16、

图 7 水滴落在空白载玻片（a）和涂层载玻片（b）上的 0.24 g 制得的涂层载玻片对应的单位面积内涂层中
状态照片 TA-CNTs 质量分别为 0、1.0×10 、2.0×10 、3.0×
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Fig. 7 Photos of state diagram of water drops on blank –3 2
slide glass (a) and coated slide glass (b) 10 g/cm ，对应的涂层载玻片的透光率曲线如图 9
所示。
为探究亲水基团含量与微纳粗糙结构对涂层亲
水性的影响，按照 1.2.2 节实验方法，分别控制
TA-CNTs 和 TEOS 水解液的质量来观察涂层接触角
的变化，结果见图 8。

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a—0 g/cm ；b—1.0×10 g/cm ；c—2.0×10 g/cm ；d—3.0×10 g/cm
图 9 单位面积内涂层中 TA-CNTs 质量对涂层透光率的
影响
Fig. 9 Effect of mass of TA-CNTs in coating per unit area
on light transmittance of coating

由图 9 可知，当涂层中没有 TA-CNTs 时，其透
光率可以达到 88%左右，具有良好的透光性；当单
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位面积涂层中 TA-CNTs 质量达到 1.0×10 g/cm 时，
涂层透光率出现了明显下降，说明 TA-CNTs 具有良
好的吸光性，可以大幅减少玻璃的透光率，进而减
少光污染；当单位面积涂层中 TA-CNTs 质量达到
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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；而当单位

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面积涂层中 TA-CNTs 质量达到 3.0×10 g/cm 时，
图 8 TA-CNTs（a）和 TEOS 水解液质量对涂层接触角
涂层的透光率低至 41%，这可能是因为单位面积涂
的影响
Fig. 8 Effects of TA-CNTs (a) and TEOS hydrolysate (b) 层中 TA-CNTs 的质量过高导致出现团聚，使透光率
mass on contact angle of coating 大幅下降，应该尽可能避免这种情况发生。