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新材料
納米自潔超疏水涂層的制備及噴涂技術(shù)

一.     概況

    近年來(lái),隨著人們對(duì)生活質(zhì)量要求的不斷提高以及環(huán)保節(jié)能意識(shí)的不斷增強(qiáng),,具有自清潔功能的表面得到了迅速發(fā)展,。自清潔表面指表面的污染物或灰塵能在重力或雨水、風(fēng)力等外力作用下自動(dòng)脫落或被降解的一種表面,,基于超疏水原理的自清潔表面主要是指接觸角CA≥150°,、滾動(dòng)角SA<10°的類荷葉表面。
   
    自清潔表面由于其獨(dú)特的性能,,在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用非常廣泛,。基于超疏水原理的自清潔表面由于其獨(dú)特的表面微觀結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的超疏水性能,,使雨水,、冰雪等難以在其表面附著,因而在建筑玻璃,、汽車和飛機(jī)擋風(fēng)玻璃,、衛(wèi)星天線、高壓電線,,甚至機(jī)車和飛機(jī)涂裝等方面具有重要應(yīng)用前景,。

二.    技術(shù)特點(diǎn)

    超疏水表面由于其獨(dú)特的表面性能,具有廣泛的應(yīng)用前景,。目前制備超疏水表面的方法雖然很多,,但仍需開(kāi)發(fā)能夠經(jīng)濟(jì)、大面積制備具有持久,、穩(wěn)定超疏水性能表面的方法,。針對(duì)以上現(xiàn)狀,本項(xiàng)目進(jìn)行了以下方面的突破:

(1)    開(kāi)發(fā)出簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì),、環(huán)境友好的制備方法

    現(xiàn)有的大多數(shù)制備超疏水表面的方法或難以適用于大面積制備,,或涉及較昂貴的低表面能物質(zhì)如含氟硅氧烷,或涉及特定的有機(jī)溶劑,。為了擴(kuò)大超疏水表面的應(yīng)用范圍,,開(kāi)發(fā)出簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好的制備方法,,適于工業(yè)化量產(chǎn)超疏水薄膜的創(chuàng)新技術(shù),。

(2)    大力提高超疏水表面的強(qiáng)度和持久性

    超疏水表面的自清潔原理不像TiO2超親水表面由光催化降解和超親水性共同決定,而是由單純的超疏水物理特性決定的,。因此,,在長(zhǎng)時(shí)間的戶外使用過(guò)程中,許多超疏水性表面對(duì)水的接觸角會(huì)隨戶外使用時(shí)間的延長(zhǎng)而減小,,疏水性和自潔性降低,。這主要是由于空氣中的灰塵、有機(jī)污染物等在固體表面吸附聚集引起的,。為了提高超疏水自清潔表面的持久性,,將少量的TiO2 粉體添加到超疏水性透明涂層中,,能夠賦予涂層自清潔性能,并能夠使涂層在長(zhǎng)時(shí)間的戶外使用過(guò)程中保持超疏水性,。

(3)    開(kāi)發(fā)出超雙疏表面
 
    超疏水表面一般都親油,,在油性環(huán)境或長(zhǎng)期使用中,油會(huì)在表面富集從而影響表面微結(jié)構(gòu)進(jìn)而影響自清潔性能,。為了提高超疏水表面的抗油性能,,除了上面提到的引入TiO2納米粒子外,還開(kāi)發(fā)出超雙疏表面,。超雙疏表面是指與水和油的接觸角都大于150°的表面,,它大大擴(kuò)大了超疏水表面在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上和人們?nèi)粘I钪械膽?yīng)用范圍。

三.    市場(chǎng)應(yīng)用

    近年來(lái), 制備具有疏水性表面的氧化物薄膜已經(jīng)成為材料科學(xué)的一個(gè)重要方向,,用于玻璃表面的防污處理,,可以應(yīng)用于高級(jí)汽車、飛機(jī)等的擋風(fēng)玻璃,,也可以用于太陽(yáng)能電池,、熱水器等的外殼,還可以用于建筑物玻璃,、太陽(yáng)鏡等的防污處理,。疏水玻璃可廣泛應(yīng)用于各種防水、防霜和防風(fēng)化的表面,,可解決飛機(jī)擋風(fēng)玻璃,、建筑門窗玻璃、幕墻玻璃,、鏡子和眼鏡等玻璃制品存在的防水和清洗的難題,。通過(guò)疏水性能的提高還可以達(dá)到其它功能,如表面不易粘附水而耐腐蝕性能提高,。目前應(yīng)用在兵器表面,、飛機(jī)和汽車零件表面的疏水處理膜層,就達(dá)到了提高零件耐腐蝕性能和疏水性能的目的,。使用疏水玻璃不僅能大大方便人們的日常生活,,而且能創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)效益。

四.    合作方式

    合作開(kāi)發(fā),、技術(shù)轉(zhuǎn)移。該類項(xiàng)目總計(jì)投資約1000萬(wàn),,包括設(shè)備投資和流動(dòng)資金,,合作方對(duì)玻璃行業(yè)及市場(chǎng)熟悉為佳。