Page 118 - 《精细化工》2023年第8期

·1732· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

清洁特性。
实验表明，相比较未喷涂和喷涂普通涂层而言，
超疏水涂层表现出良好的自清洁能力 [40] ，这主要是
由于其低滑动角和低附着力，当水滴接触疏水性的
材料表面时，由于两者之间的黏附力小，水滴可以
在风、自身重力或外场力作用下轻易地从材料表面
[41] [42]
图 5 不同液滴在超疏水涂层表面的示意图 带动污染物滑落 。鞠增鑫等 用喷涂法在不锈钢
Fig. 5 Schematic diagram of different droplets on the 316 基体表面涂上 CaCO 3 超疏水涂层，结果表明，
surface of superhydrophobic coating 该涂层表面水滴静态接触角可达到 155°，表面微纳

2.2.3 涂层自清洁能力测试 米错层结构和低表面能物质的存在使不锈钢基体具
从上述实验中可发现，B 类涂层较 A 类涂层的 有良好的自清洁性能。
疏水性要好。选择 A 类涂层进行自清洁能力测试， 2.2.4 涂层稳定性测试
若测试结果良好，B 类也应会结果良好，涂层的自 当改性 CaCO 3 添加量为 1.5 g 时，A3（方解石
型）和 B3（文石型）涂层的接触角都达到最大值，
清洁能力如图 6 所示。
在研究中选用 A3 和 B3 涂层设计了水滴冲击实验，
进一步研究所制备的超疏水涂层稳定性能，结果如
图 7 所示。

a—未涂覆；b—PDMS 涂层；c—A3 超疏水涂层
图 6 涂层的自清洁性 图 7 水滴冲击实验下接触角的变化
Fig. 6 Self cleaning property of coating Fig. 7 Change of contact angle under water drop impact test

在图 6a 中，没有任何喷涂的载玻片表面经过水 由图 7 可知，随着水滴冲击实验的进行，涂层
的接触角逐渐下降，A3 涂层在滴水量 200 mL 时接
滴冲洗后，亚甲基蓝溶解得更加彻底，溶液完全铺
触角为 144.3°，涂层失去超疏水性；B3 涂层在滴水
展在载玻片表面，一部分随着液滴冲洗滑落，另一
量 300 mL 时失去超疏水性，此时接触角为 149.3°；
部分残留在涂层表面，在擦拭表面的纸巾上呈现较
但是经过 500 mL 水滴冲击实验后，A3 涂层的接触
大面积的蓝色区域，玻璃片经过擦拭后，表面仍旧
角为 140.7°；B3 涂层接触角为 147.3°，均>140°，
存在蓝色污染痕迹。而在图 6b 中的 PDMS 涂层上，
涂层仍具有优异的疏水性。这是由于涂层表面的
随着水滴的冲洗，污染物并不会被直接带走离开涂
CaCO 3 颗粒在水滴的冲击下，从涂层表面脱落，从
层表面，而是会部分溶解形成溶液，一部分会随着
而导致涂层粗糙度下降，进而降低了涂层的疏水性
水滴离开表面，而另一部分会在涂层表面铺展开并
能。此外，对比 A3 和 B3 接触角变化说明，用于制
附着在表面；此外，还有部分未能溶解的亚甲基蓝
备超疏水涂层的粉体颗粒粒径越大，在水滴冲击下，
粉末，残留在涂层表面，经过纸巾擦拭后，可以更
越容易脱离涂层表面，因此，A3 涂层在接受水滴冲
直观地看到蓝色溶液。从图 6c 可以看到，表面喷涂
击实验后，接触角下降更为明显。
有超疏水涂层的载玻片在水滴冲刷过程中，表面的
亚甲基蓝会随着液滴向下滚动并离开表面，当冲刷 3 结论
一定时间后，用纸巾擦拭涂层表面，纸巾上没有蓝
色呈现，这表明在超疏水涂层表面的亚甲基蓝污染 通过 NaSt 和 NaOL 对 CaCO 3 粉体改性制备出
物已经随着液滴冲走，没有残留，表现出良好的自 低表面能的改性 CaCO 3 ，然后将改性 CaCO 3 和