双层透明耐磨超疏水膜层的制备及界面结构控制
发布时间：2021-10-10 13:58
以正硅酸乙酯为前驱体,以溶胶-凝胶法制备的SiO2溶胶作为黏结剂,首先将SiO2溶胶在玻璃上旋涂成膜作为底层黏结层,再将亲水型气相SiO2纳米颗粒与SiO2溶胶混合后在底层上旋涂成膜作为上层微纳米凹凸膜层,制得双层透明耐磨微纳米凹凸膜层;同时采用KH560嫁接改性的SiO2纳米颗粒替代未处理的SiO2纳米颗粒,制得改性双层透明耐磨微纳米凹凸膜层,研究了膜层制备工艺以及SiO2纳米颗粒改性对膜层界面结构的影响。结果表明,当旋涂转速为400 r/min、膜厚为1.39μm时,底层黏结层具有优异的透光性和耐磨性;紫外臭氧照射20 min后,水接触角为0°,形成高化学活性的亲水性表面。经氟硅烷表面修饰,双层透明耐磨微纳米凹凸膜层和改性双层透明耐磨微纳米凹凸膜层的水接触角分别为151.23°、150.82°,呈现超疏水性;在1 kg/cm2的荷载作用下,往复打磨200次后,它们的水接触角分别达到121.97°和126.45...
【文章来源】：材料导报. 2020,34(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
不同膜厚SiO2溶胶涂层玻璃的SEM截面图: (a) S1; (b) S2; (c) S3
双膜层制备工艺中,底层黏结层需要经UVO照射20 min后再制备顶层,目的是进行表面化学活化。图2是SiO2溶胶涂层(底层黏结层)的WCA随UVO照射时间的变化曲线。样品初始WCA为50.7°,表现出亲水性,这主要是由于以TEOS为前驱体制备的SiO2溶胶在玻璃基底上形成的膜含有亲水性羟基基团[18]。随着UVO照射时间的延长,WCA不断降低,即亲水性不断增强,直至UVO照射20 min时,水接触角为0°。这是因为高活性的-OH、-CHO、-COOH等极性基团[19]形成了高化学活性的亲水性表面,使其具有好的黏结力和键合性,有效增强了材料表面的黏结强度。2 双层膜层的性能分析
图4是样品S/AAS和S/AA6S打磨前后的WCA照片。从图4可知,样品S/AAS和S/AA6S打磨前的WCA分别为151.23°、150.82°,打磨后二者仍能保持121.97°、126.45°。WCA降低,是由于打磨后膜层表面凸起的SiO2颗粒受损,这在一定程度上破坏了微纳米凹凸结构(如图5、图6所示)。本工作的打磨实验参照《GB/T5137.1-2002 汽车安全玻璃试验方法》以及日系汽车客户耐磨标准进行,打磨测试后WCA>90°为合格,而WCA>125°是目前汽车玻璃行业技术目标,满足指标的研究鲜有报道。值得指出的是,打磨后改性双膜层S/AA6S的WCA大于125°,技术达到领先水平。可见,制备的两种双膜层均具有较好的耐磨性能,其中,改性双膜层经打磨后WCA的降幅更小,性能更优。图4 (a,b)样品S/AAS和(c,d)S/AA6S打磨(a,c)前、(b,d)后的WCA照片
【参考文献】：
期刊论文
[1]KH560改性纳米硅溶胶对苯丙涂层性能的影响[J]. 杨光,邓安仲,陈静波. 表面技术. 2017(08)
[2]Hybrid atomic layers based electrocatalyst converts waste CO2 into liquid fuel[J]. Yadong Li. Science China Materials. 2016(01)
[3]KH560/KH570改性SiO2增透膜的制备[J]. 魏美英,王新敏,青双桂,罗仲宽,郑海兴,刘世权. 材料导报. 2012(14)
本文编号：3428512
【文章来源】：材料导报. 2020,34(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
不同膜厚SiO2溶胶涂层玻璃的SEM截面图: (a) S1; (b) S2; (c) S3
双膜层制备工艺中,底层黏结层需要经UVO照射20 min后再制备顶层,目的是进行表面化学活化。图2是SiO2溶胶涂层(底层黏结层)的WCA随UVO照射时间的变化曲线。样品初始WCA为50.7°,表现出亲水性,这主要是由于以TEOS为前驱体制备的SiO2溶胶在玻璃基底上形成的膜含有亲水性羟基基团[18]。随着UVO照射时间的延长,WCA不断降低,即亲水性不断增强,直至UVO照射20 min时,水接触角为0°。这是因为高活性的-OH、-CHO、-COOH等极性基团[19]形成了高化学活性的亲水性表面,使其具有好的黏结力和键合性,有效增强了材料表面的黏结强度。2 双层膜层的性能分析
图4是样品S/AAS和S/AA6S打磨前后的WCA照片。从图4可知,样品S/AAS和S/AA6S打磨前的WCA分别为151.23°、150.82°,打磨后二者仍能保持121.97°、126.45°。WCA降低,是由于打磨后膜层表面凸起的SiO2颗粒受损,这在一定程度上破坏了微纳米凹凸结构(如图5、图6所示)。本工作的打磨实验参照《GB/T5137.1-2002 汽车安全玻璃试验方法》以及日系汽车客户耐磨标准进行,打磨测试后WCA>90°为合格,而WCA>125°是目前汽车玻璃行业技术目标,满足指标的研究鲜有报道。值得指出的是,打磨后改性双膜层S/AA6S的WCA大于125°,技术达到领先水平。可见,制备的两种双膜层均具有较好的耐磨性能,其中,改性双膜层经打磨后WCA的降幅更小,性能更优。图4 (a,b)样品S/AAS和(c,d)S/AA6S打磨(a,c)前、(b,d)后的WCA照片
【参考文献】：
期刊论文
[1]KH560改性纳米硅溶胶对苯丙涂层性能的影响[J]. 杨光,邓安仲,陈静波. 表面技术. 2017(08)
[2]Hybrid atomic layers based electrocatalyst converts waste CO2 into liquid fuel[J]. Yadong Li. Science China Materials. 2016(01)
[3]KH560/KH570改性SiO2增透膜的制备[J]. 魏美英,王新敏,青双桂,罗仲宽,郑海兴,刘世权. 材料导报. 2012(14)
本文编号：3428512
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3428512.html
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