超疏水—疏油涂层的制备与研究

【摘要】比起单纯的超疏水涂层,超疏水-疏油涂层由于对水和油同时的疏离作用而更适用于日常生活以及工业生产当中。但目前现有的超疏水-疏油涂层制备方法存在以下不足：需要特殊设备(等离子、激光刻蚀)、不利于大面积施工；对底材有特殊要求、只适用于特定表面(电化学沉积)；而且普遍成型工艺复杂,成本高昂,因此严重限制了该类材料的广泛应用。本课题研究通过以下三个步骤来制备超疏水-疏油涂层,弥补了现有工艺的不足：首先,采用常规研磨方法制备了微米三氧化二铝(A12O3)粒子、采用Sol-gel技术制备了纳米二氧化硅(SiO2)粒子,利用含氟的硅烷偶联剂分别对两者进行表面接枝处理,得到了表面氟修饰的纳米粒子和微米粒子作为颜填料,并采用FT-IR和SEM对粒子的结构和粒径进行了表征,结果显示：当反应温度为35℃、反应时间为4h,催化剂浓度为0.8mol/L、正硅酸乙酯浓度和加水量分别为0.2mol/L、17mol/L时制备出的SiO2粒径分布较为均一；通过含氟硅烷偶联剂改性,FT-IR显示纳米粒子和微米粒子表面的羟基峰均有明显减弱且在1100cm-1-1300cm-1出现了明显的氟碳的各种吸收特征峰,表明偶联剂已接枝到了粒子表面。其次,采用多种类型的丙烯酸单体制备一种含氟羟基丙烯酸树脂作为粘合剂主树脂、选择全氟烷基乙醇和六亚甲基二异氰酸酯三聚体制备一种含氟异氰酸酯固化剂,FT-IR结果表明：氟成功的引入到了两种树脂当中。通过混合配漆制备了丙烯酸聚氨酯清漆漆膜,结果显示漆膜性能良好,附着力1级、柔韧性1mm、冲击50cm、硬度2H,对于水的静态接触角最高可达104°。最后,将制得的纳米、微米粒子分散于含氟羟基丙烯酸树脂中,调整颜基比以及纳米/微米粒子的比例,并配以分散剂、防沉降助剂和固化剂制得多种超疏水-疏油涂料,采用空气喷涂的方法制备了超疏水-疏油涂层。检测结果显示当颜基比为0.8：1,纳/微粒子的比例为1.2：1时,涂层具有较好的附着力、柔韧性和漆膜强度,此时涂膜对于水、菜籽油和航空液压油的静态接触角分别为154°、100°和94°,说明该涂层对水和油均表现出了良好的疏离效果。
【作者】徐润斌；
【导师】严世强；刘正堂；
【作者基本信息】兰州大学，化学工程，2014，硕士
【关键词】溶胶-凝胶法；纳米、微米粒子；含氟羟基丙烯酸树脂；含氟异氰酸酯固化剂；超疏水-疏油；涂层；

【参考文献】
[1]刘延鑫.基于YH-SUPE的并行仿真对象模型框架自动生成技术研究[D].国防科学技术大学,软件工程,2012,硕士.
[2]李骥,张洪钺.用神经网络估计模型误差的预测滤波算法[J].控制与决策,2005,02:183-186.
[3]丁丽虹（NaruepornWuttiphan）.中泰合作高校对外汉语专业教学管理问题研究[D].西南大学,教育经济与管理,2014,硕士.
[4]陈增坤.上市公司持续信息披露法律制度初探[D].华东政法大学,经济法学,2012,硕士.
[5]沈维维.四一五年级学生对小数的理解[D].华东师范大学,学科教学,2012,硕士.
[6]傅维刚.试论英国证券市场内幕交易的演变[D].西南政法大学,法律史,2012,硕士.
[7]王丹毅.慈宁宫木结构的研究与保护[D].中国艺术研究院,美术学,2012,硕士.
[8]罗茜.中国古代的陶瓷观音塑像研究[D].景德镇陶瓷学院,考古学及博物馆学,2012,硕士.
[9]王坤武,艾丽.基坑土钉墙支护施工技术[J].重庆建筑.2004(02)
[10]冉金花.基于超效率和交叉效率的区间DEA模型研究[D].重庆大学,运筹学与控制论,2014,硕士.
[11]毛轩昂.基于ARM9和3G的远程环境监测系统设计[D].湖南工业大学,控制理论与控制工程,2012,硕士.
[12]李江华.氧掺杂g-C_3N_4可见光催化剂的制备及性能研究[D].华侨大学,无机化学,2013,硕士.
[13]王桢,黄磊.基于量子粒子群求解多制程订单选择问题[J].计算机工程与应用.
[14]郭策.太阳耀斑及地球同步轨道高能电子预报方法研究[D].中南民族大学,等离子体物理,2013,硕士.
[15]方妙杰.技术创新对中国出口贸易的影响研究[D].浙江工业大学,2007.
[16]崔婧.C轴倾斜的压电薄膜结构中的体声波传播[D].宁波大学,工程力学,2013,硕士.
[17]刘彦娥.F集团S次级事业群服务器及存储器项目中的沟通管理研究[D].吉林大学,项目管理,2013,硕士.
[18]兰秋平.化学硫化集成技术回收酸性废水中低浓度铜的研究[D].南昌航空大学,环境工程（专业学位）,2013,硕士.
[19]刘芳宜.面向对外汉语教学的离合词研究[D].山东师范大学,汉语国际教育（专业学位）,2013,硕士.
[20]李敏.合作学习在高中英语写作中的运用[D].内蒙古师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[21]金连青.自杀未遂住院患者自杀行为的应激敏感模型初探[D].山东大学,护理学,2013,硕士.
[22]谷萍萍.嵌入式操作系统软硬件划分及设计[D].哈尔滨理工大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[23]黄晓琴.政治联系、过度投资与银行借款的相机治理效应[D].华侨大学,会计学,2014,硕士.
[24]郭朝先.中国碳排放因素分解:基于LMDI分解技术[J].中国人口.资源与环境,2010,12:4-9.
[25]王秋霞.元认知策略培训与高职非英语专业学生英语词汇自主学习能力的有效性研究[D].山东师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[26]朱宏栋,邵惠鹤.基于改进IMC的开环不稳定时滞过程控制[J].控制与决策,2005,07:727-731.
[27]吴喜福,孙可红,田明艳.现代冷轧钢板生产中的平整设备[J].一重技术.2001(01)
[28]热娜·玉素甫.哈密地区“玉克买提”演唱研究[D].新疆师范大学,中国少数民族语言文学,2013,硕士.
[29]杨磊.血清CCL2和IL-10在痛风急性发作患者中的变化及其相关因素分析[D].浙江大学,内科学,2013,硕士.
[30]何彤宇.基于分布式数据库的网络教学资源系统设计与研究[D].贵州师范大学,课程与教学论,2004,硕士.
[31]谢胜利,谢振东.多输入-多输出2D离散系统的变结构控制[J].自动化学报,2000,02:162-168.
[32]房雨雨.内蒙古林西县盘道沟萤石矿成矿地质特征与成矿预测[D].中国地质大学（北京）,地质工程,2014,硕士.
[33]闫嘉嘉.信息平衡疗法咨询效果评估[D].郑州大学,应用心理学,2013,硕士.
[34]徐亮.氧化石墨催化醇、酚四氢吡喃化保护/脱保护及醇脱水反应[D].天津大学,2013.
[35]李昌明.供应链协同方式与创新类型的关系研究[D].重庆大学,企业管理,2014,硕士.
[36]方汉青.创新型中小企业的评价[D].浙江工业大学,2008.
[37]刘颖慧,高琼,贾海坤.半干旱地区3种植物叶片水平的抗旱耐旱特性分析——两个气孔导度模型的应用和比较(英文)[J].植物生态学报,2006,01:64-70.
[38]刘建荣,张涛,王英瑞.BJP位置控制器传动间隙补偿方法[J].一重技术.2002(01)
[39]张颖.酶促氧化制备茶黄素及其性质研究[D].天津科技大学,营养与食品卫生学,2010,硕士.
[40]刘峰.基于运营车辆的钢轨不平顺检测及病害识别研究[D].北京交通大学,2015.
[41]潘海涵.浙江省高校实验室队伍建设对策研究[J].实验技术与管理,2014,04:9-11+15.
[42]刘志鹏.北京海淀体育中心非赛时利用研究[D].清华大学,建筑学,2003,硕士.
[43]薛福连.DK7725电火花线切割机电气故障检修[J].机电一体化.1999(06)
[44]李强.氧化物中自旋极化材料与器件的研究[D].山东大学,凝聚态物理,2014,博士.
[45]张蕊.六价铬在土壤中迁移转化影响因素研究及风险评价[D].吉林大学,环境工程,2013,硕士.
[46]刘又畅.电动力学新技术及其在重金属污染土壤修复中的应用研究[D].重庆大学,化学工程与技术,2014,硕士.
[47]严星刚,吕兴亚,张嗣瀛.基于状态观测器的非线性相似组合大系统的镇定设计[J].自动化学报,1997,05:10-16.
[48]燕玉娥.朊病毒感染后葡萄糖转运体与葡萄糖摄取能力的变化及其机制初探[D].第四军医大学,神经病学（专业学位）,2014,硕士.
[49]张威.特殊条件下太阳能平板集热器性能研究[D].西安建筑科技大学,供热、供燃气、通风与空调工程,2013,硕士.
[50]本报记者马文方..NET的先行者[N].计算机世界,2002-09-16A28.