增透易清洁表面的制备文献综述
2020-05-23 16:00:09
文 献 综 述
近年来国内外学者针对含硅疏水涂层的研究较多,含硅疏水涂料是以硅烷单体为主要原料制备的涂料,含硅疏水涂层主要通过2 种手段来实现疏水,一种手段是在涂层表面构建微纳结构达到疏水目的,另外一种手段是在涂层表面引入疏水基团达到疏水目的,通常是在原料中选择含有疏水基团的硅烷单体,如辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅、十八烷基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷等。通常情况下这2 种手段并用,如果单纯采用单一手段制备的涂层疏水效果较差,达不到较满意的效果。Violeta Purcar 等采用烷氧基硅烷单体通过溶胶-凝胶方法制备了疏水涂层,涂层与水的静态接触角最高可达110#176;。文中主要讨论了不同的烷氧基硅烷单体对接触角的影响程度,在试验中对甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷分别与正硅酸乙酯反应,制备的涂层与水的接触角不同,正辛基硅氧烷单体与正硅酸乙酯制备的涂层疏水角最大,随后依次变小,为乙烯基、苯基、甲基。
杨昊炜以甲基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷为主要原材料,氨水为催化剂,通过溶胶-凝胶法制备了疏水涂层。研究发现氨水的用量对涂层的疏水性能有较大的影响,随着氨水用量的增加涂层的疏水性能增加,静态接触角大于150#176;,滚动角小于5#176;,但是该法制备的涂料采用常规手段涂装时不能得到疏水性能较好的涂层。在该涂料的基础上继续增加水的用量,再进行涂装,可以得到接触角高达131.4#176;的疏水涂层。
陈茜采用正硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷为主要原材料,对沉淀二氧化硅进行改性,制备了含有双键的二氧化硅粒子。正硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷的用量对涂层的疏水性能有一定的影响,当正硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷的用量介于88% ~ 95%之间时,制备的涂层具有较好的疏水性能,与水的静态接触角可达165#176;。试验还发现涂层制备过程中涂层的疏水性能随着固化温度的增加而增加。
Chrysi Kapridaki 等研制的含硅疏水涂料是以正硅酸乙酯、钛酸异丙酯、聚二甲基硅氧烷为主要原料制备的,首先正硅酸乙酯在草酸的作用下以乙醇为溶剂进行水解,然后加入聚二甲基硅氧烷与水解产物继续反应,反应15 min 后加入钛酸异丙酯反应24 h 得到透明疏水自清洁涂料,疏水效果主要依靠纳米粒子形成粗糙表面来提供,同时聚二甲基硅氧烷也可以提高涂层的疏水性能,该涂层与水的静态接触角可达114#176;。
龚奕宇制备了绝缘子半导体超疏水防冰涂料,首先制备纳米二氧化硅粒子,然后依次用聚二甲基硅氧烷和KH-550 对纳米二氧化硅粒子进行改性,在纳米二氧化硅粒子上引入活性基团,活性基团可以与半导体涂层进行反应,固化后形成具有二元微纳复合粗糙结构表面的半导体超疏水涂层。
Cheng-Chih Hsu 等在玻璃表面首先涂装以纳米二氧化硅为主的增透涂层,然后涂装十八烷基三甲氧基硅烷制备的疏水涂料,固化得到疏水全方位增透涂层,没有涂装疏水涂料之前涂层的静态疏水角约为80#176;,涂装疏水涂层之后涂层的静态接触角增加到约110#176;,通过对比增透效果,发现疏水涂层对于玻璃增透性能有非常大的帮助,主要体现在涂层的持久性方面。
对于疏水涂层方面,很多前辈已经做的很完备了,只是对于其增透表面,当光线通过界面时由于界面两侧折射率的差异,光线会发生反射,反射的存在严重影响了成像的清晰度,我们就增透易清洁表面方面做一系列的实验试图找出平衡点。