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东南大学张友法团队《CEJ》:在纯水性超双疏涂层方面取得进展
2021年01月15日    阅读量:2000     新闻来源:中网信息    |  投稿

近日,东南大学材料学院张友法团队基于水性氟碳表面活性剂,以硅烷作为诱导剂和稳定剂,制备出纯水性超双疏涂层。

东南大学张友法团队《CEJ》:在纯水性超双疏涂层方面取得进展 中网信息

超双疏表面在防污、防腐、防结冰等领域有着广泛的应用前景,水性超双疏涂料的开发则具有重要的环境和经济意义。传统方法制备超双疏涂层时,均要使用价格昂贵的长链或笼式含氟有机物,不但制备工艺要求高,且存在一定的环境危害涂料在线coatingol.com。减少甚至不用长链氟硅烷,缩短制备时间,常温固化以及对水性超双疏涂层的大规模应用具有重要意义。

张友法课题组以纳米颗粒和短链水性氟碳表活为原料,简单涂敷成膜后再在硅烷气氛中以80℃加热15分钟,即可使涂层从原来的超亲水超疏油性转变成超双疏性。该方法工艺简单、耗时短,且纯水性,有利于规模化批量制备。

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图1 涂层润湿性由超亲水/超疏油向超双疏性转变机理示意图


该涂层稳定的超双疏性甚至可以通过仅有一个甲基的硅烷诱导获得。实验证明,硅烷在纳米颗粒上的化学键合不仅触发了氟碳基团向外翻转,而且可以防止其向内翻转,从而赋予涂层稳定的超双疏性。

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图2 氟碳表活改性剂基团翻转验证


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图3 硅烷沉积固定氟碳表活疏油基团的红外光谱和XPS谱图验证


本文第一作者是博士生刘平,通讯作者是张友法和余新泉。

本论文工作受国家自然基金项目(项目号51671055, 51676033)和国家重点研发项目(2016YFC0700304)的资金支持。


标签:工业涂料辅料与设备涂装应用技术中心涂装
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