基于纳米二氧化硅的透明超疏水涂层的制备及性能研究

发布时间：2023-05-10 20:40

　　透明超疏水涂层因其具有透光率高,对基材外观影响小等特点,在光学器件、太阳能面板、汽车挡风玻璃、建筑玻璃外墙等材料上具有良好的应用前景,成为了当前研究的热点。尽管目前已经有很多文献报道了制备超疏水涂层的方法,但这些方法仍然存在制备工艺复杂、涂层与基材粘结不牢固、涂层透明度不高等问题,如何获得具有高透明度和良好耐久性的透明超疏水涂层仍是当前研究亟待解决的技术难题。本文通过溶胶-凝胶法制备了杂化硅溶胶,之后与制备的有机硅低聚物复合,得到了两种基于纳米二氧化硅的透明超疏水复合涂层。针对该涂层,论文的主要研究内容包括:首先,以正硅酸乙酯(TEOS)、六甲基二硅氮烷(HMDS)和气相纳米SiO2为原料,采用溶胶-凝胶法制备了杂化硅溶胶,涂覆于载玻片表面得到了透明超疏水涂层。分别研究了溶胶凝胶制备工艺、气相纳米SiO2结构调控剂和HMDS疏水改性剂对涂层性能的影响。当反应温度为50℃,反应时间6小时,气相纳米SiO2用量为TEOS质量分数的7.5%,HMDS用量为TEOS质量分数75%时,涂层接触角达166°,滚动角小于3°,呈现超疏水性能,且在550 nm处的透光率为89.6%。其次,采用γ-(2...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超疏水表面的基本理论研究
        1.2.1 静态接触角理论
        1.2.2 动态接触角理论
    1.3 超疏水表面的制备方法
        1.3.1 溶胶-凝胶法
        1.3.2 静电纺丝法
        1.3.3 模板法
        1.3.4 刻蚀法
        1.3.5 化学沉积法
        1.3.6 层层自组装法
    1.4 超疏水表面特性研究
        1.4.1 超疏水材料的透光率
        1.4.2 超疏水材料的稳固性
    1.5 超疏水涂层的应用前景
    1.6 课题研究意义和主要内容
        1.6.1 课题研究的意义
        1.6.2 课题的主要内容
第2章 杂化硅溶胶超疏水涂层的制备及性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 原料与试剂
        2.2.2 设备与仪器
        2.2.3 实验过程
        2.2.4 测试及表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 溶胶-凝胶法制备工艺对杂化硅溶胶性能的影响
        2.3.2 气相纳米SiO₂结构调控剂对涂层疏水性的影响
        2.3.3 HMDS疏水改性剂用量对涂层疏水性的影响
        2.3.4 红外光谱分析
        2.3.5 涂层表面形貌分析
        2.3.6 透光率分析
    2.4 本章小结
第3章 杂化硅溶胶/有机硅低聚物复合超疏水涂层的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料和试剂
        3.2.2 设备与仪器
        3.2.3 实验过程
        3.2.4 测试及表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 有机硅低聚物的制备工艺对复合涂层性能的影响
        3.3.2 有机硅低聚物用量对复合涂层性能的影响
        3.3.3 复合涂层表面的微观形貌分析
    3.4 本章小结
第4章 紫外光固化透明超疏水涂层的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 原料与试剂
        4.2.2 设备及仪器
        4.2.3 实验过程
        4.2.4 测试及表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 不同KH590用量对杂化硅溶胶涂层及复合涂层性能的影响
        4.3.2 含双键的有机硅低聚物对复合涂层的性能的影响
        4.3.3 光固化工艺的对复合涂层性能的影响
        4.3.4 复合涂层表面的微观形貌分析
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 主要创新点
    5.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3813474