第34卷第8期2005年8月
应 用 化 工AppliedChemicalIndustry
Vo.l34No.8Aug.2005
科研与开发
纳米二氧化硅改性超疏水性汽车蜡的研究
郑秋红,李小红,郭建辉,吴志申,张平余
(河南大学特种功能材料重点实验室,河南开封 475001)
摘 要:将表面修饰有高疏水链结构的纳米二氧化硅微粒加入到汽车蜡中,制备出了具有疏水性的纳米复合涂层,利用接触角测定仪、扫描电子显微镜(SEM)考察了其性能。结果表明,当纳米微粒添加到5%时,涂层的接触角达到了150b以上,具有超疏水性,SEM观察了表面形貌。关键词:纳米二氧化硅;汽车蜡;疏水性
中图分类号:TE626.8+8 文献标识码:A
文章编号:1671-3206(2005)08-0473-02
StudyonsuperhydrophobicautomobilewaxmodifiedbynanoSiO2
ZHENGQiu2hong,LIXiao2hong,GUOJian2hui,WUZhi2shen,ZHANGPing2yu
(KeyLaboratoryofSpecialFunctionalMaterials,HenanUniversity,Kaifeng475001,China)
Abstract:Hydrophobicnanocompositecoatingswerepreparedbyaddingthesilicananoparticlesmodifiedwithhigh2hydrophobicchainstructureonthesurfacetoautomobilewax.Thepropertiesoftheas2preparedcoatingswerestudiedbycontactanglemensurationapparatusandSEM.Theresultsshowthatthecontact
angleofcoatingswasover150bandthecoatingsbecomesuperhydrophobicwhenthenanoparticlesaddedto5%.Inaddition,thesurfacemorphologyofthecoatingswasobservedbySEM.Keywords:nanosilicondioxide;automobilewax;hydrophobicity 由于纳米材料特有的量子尺寸效应、表面界面效应、小尺寸效应、宏观隧道效应等,使纳米材料在力学性能、电学性能、磁学性能等方面与传统的固体
[1]
材料有着许多不同的特殊的性能。纳米SiO2可在不同的材料中分别起到增强、耐磨、耐老化和增韧等作用。河南省纳米材料工程技术研究中心(河南大学)研制的高疏水纳米SiO2对水的接触角达到了170b以上,可以很好的分散在许多有机溶剂中,尤其是在非极性介质,如液体石蜡、四氯化碳、丙二醇等中的分散性极佳。这种超疏水性纳米SiO2微粒可以在航空航天、交通运输、建筑、日常生活领域得到很广泛的应用
[2]
刺激汽车保养蜡制品需求量的增长,应尽早开发家用汽车保养用蜡,如汽车上光、防晒、防雨水冲淋蜡等蜡制品
[3]
。为了提高汽车蜡的性能,本文将超疏
水性纳米SiO2微粒加入到汽车蜡中,研究了纳米微粒不同添加量对汽车蜡疏水性的影响;同时,通过观察改性后涂层的表面形貌,初步探讨了涂层疏水性提高的原因。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
汽车蜡麗彩,工业品,日本;纳米SiO2,粒径10~20nm,表面修饰有疏水性官能团,河南省纳米材料工程技术研究中心;甲苯,分析纯。
JY82型接触角测定仪;JEM25600LV型扫描电子显微镜,日本;721型分光光度计。1.2 基底材料的处理
用载玻片([email protected],厚1~
。近年来,我国汽车工业有了较快
的发展,预测到2010年汽车保有量将达到2000万辆,其中轿车将占40%以上。汽车工业的迅速发展带动了相关蜡制品需求量的增长,汽车用蜡的消耗量已从原来不足100t增长到千吨以上;品种也从单一品种发展成系列产品。尤其是轿车进入家庭必将
收稿日期:2005206210
基金项目:国家863计划资助课题(2002AA302607)
作者简介:郑秋红(1978-),女,陕西咸阳人,河南大学在读硕士研究生,师从吴志申教授,主要从事材料化学方面的研究
及应用。电话:(0378)2852533,E2mai:[email protected]
474
应用化工第34卷
1.2mm)作为底材,用自来水冲洗后,用去污粉溶液浸泡24h,再分别用自来水、蒸馏水、丙酮和蒸馏水进行三次淋洗,烘干,待用。1.3 纳米SiO2微粒分散性的测定
纳米二氧化硅的分散性以其在溶剂中的透光率来表示。将样品溶于10mL溶剂中,超声5min,在分光光度计上测其透光率,波长为530nm。1.4 复合涂层的制备
将不同比例的汽车蜡和SiO2纳米微粒加入到一定量的甲苯中,超声15min后,使SiO2很好分散当甲苯的用量为10mL时,接触角为134b,已经达到了疏水性表面;甲苯用量为30mL时,接触角达到最大151b,与甲苯用量为20mL时相比,虽然涂层的接触角只增加了一度,但从所拉出的膜来看,前者所制备出的膜均匀性明显优于后者;继续加大溶剂的用量,接触角减小,虽然在50mL时,涂层的接触角有所增加,但膜的均匀性很差。遵循尽量少用有机溶剂的原则,同时考虑到涂层的均匀性,我们选择溶剂的最佳用量为30mL。
表2 溶剂用量对涂层接触角的影响
于汽车蜡中,将干净的载玻片浸入溶液中,均匀提拉3次,提拉速度为5cm/min,在空气中晾干成膜。1.5 涂层性能的研究
利用接触角测定仪测蒸馏水在涂层表面的接触角,测定方法为液滴法。将液滴通过注射针滴在载玻片上,切线法读出接触角,每个试样分别在5个不同的位置测定,取其平均值作为该试片的接触角。通过SEM观察涂层的表面形貌。为使得玻璃基底导电,在拉膜之前,基底需要喷金。
2 结果与讨论
2.1 纳米微粒在不同介质中的分散性
纳米SiO2微粒可以分散在不同的介质中。表1给出了纳米SiO2微粒在液体石蜡、柴油、丙二醇、四氯化碳、邻苯二甲酸二乙酯、甲苯等介质中的分散情况。
表1 纳米SiO2在各种介质中的分散性(以透光率T%计)Table1 ThedispersivityofnanoSiO2indifferentmedium
SiO2
液体石蜡
柴油丙二醇四氯化碳邻苯二甲含量/%酸二乙酯甲苯0.597.293.296.998.570.978.51.093.590.593.296.353.863.82.090.486.591.194.438.343.43.089.680.284.090.030.835.34.0
82.1
79.0
78.8
88.023.729.55.079.5粘稠70.3粘稠73.0粘稠85.020.627.77.011.959.147.982.2--13.5
---
72.2
--
从表1可以看出,0.5%浓度纳米SiO2微粒在四氯化碳中透光率达到了98.5%,分散的最好;在液体石蜡、丙二醇、柴油中次之,甲苯、邻苯二甲酸二乙酯分散性较差。从试剂的价格及结合表中的数据,我们选择甲苯为溶剂。
2.2 溶剂的用量对涂层疏水性的影响
纳米SiO2微粒含量5%时,溶剂甲苯不同用量所制备出涂层接触角的变化见表2。由表2可见,
Table2 Theeffectofthedosageofsolventonthecontactangle
溶剂用量/mL1020304050接触角H/(b)
134
150
151
145
148
2.3 纳米微粒的用量对涂层疏水性的影响
液体对固体的润湿是一种常见的界面现象,研究液体对聚合物表面的润湿行为在许多应用领域都具有非常重要的意义。接触角常被用来判断某种液体对固体表面的润湿程度,接触角越大,液体对固体表面的润湿性越差,表明固体表面的疏水性越好。当水对材料的接触角大于120b时,固体表面达到了疏水性表面;而当水对材料的接触角大于150b时,
可以认为固体表面已达到了超疏水表面[4]
。
将表面修饰有高疏水链结构的纳米SiO2微粒加入到汽车蜡中,所制备出涂层的疏水性明显优于未加纳米微粒的涂层,结果见表3。
表3 涂层SiO2含量对涂层接触角的影响Table3 TheeffectofthecontentofSiO2in
thecoatingonthecontactangle
SiO2含量/﹪
1234567接触角H/(b)98
116
139
142
148
151
152
155
从表3中可以看出,随着纳米SiO2微粒含量的增加,涂层的接触角H不断提高。当未加纳米SiO2
微粒时,纯汽车蜡涂层的接触角为98b;添加1%纳米SiO2微粒时,涂层的接触角提高了18b;当纳米微粒添加到2%时,制备出的涂层已达到了疏水性涂层;当纳米微粒的含量到5%时,接触角H从空白时的98b升到了150b以上,形成了超疏水性涂层。进一步提高纳米微粒的含量,接触角H上升的幅度不明显,从经济的角度考虑,5%是纳米微粒添加量的最佳值。
2.4 涂层的表面形貌
一般的说,超疏水性表面可以通过两种方法来制备,一种是在疏水材料表面构建粗糙结构,另一种是在粗糙表面修饰低表面能的物质
[5]
。图1为纯汽
车蜡涂层和纳米微粒含量为5%时的扫描电镜图。
(下转第481页)
第8期王 瑛等:烷基三丁基氯化鏻的合成与性能研究
[4] JurgenCurtze.[5]
481
Phosphoniumsaltsandfungicidaluse
氯代烷和三丁基膦的摩尔配比为1.1B1,反应温度
150e,滴加速度为10滴/min,反应时间2h,反应溶剂为N,N2二甲基甲酰胺,在该反应条件下收率在90%以上。
(2)初步研究了合成的三种季鏻盐类杀生剂对异养菌、铁细菌和硫酸盐还原菌的杀菌效果,结果表明:药剂浓度大于40mg/L时,三种季鏻盐对异养菌的12h杀菌率基本都达到100%;当药剂浓度10mg/L时,三种季鏻盐对铁细菌的12h杀菌率达到95%;在药剂浓度为20mg/L时,三种季鏻盐对硫酸盐还原菌的杀菌率均接近99%。参考文献:
[1] 鲍其鼐,何高荣,季淑邑.冷却水处理中杀生剂研制
与使用的新进展[J].工业水处理,2000,20(1):529.
[2] 谢协忠,李 燕.多功能水处理剂[J].化学清洗,
1998,14(3):26229.[3] WolfgangWehner.Biocidallyactivecompounds[P].US:
5118346,1997201223.(上接第474页)
[P].US:5933328,2000206225.
JacquesUzie,lNadegeRiege.lApracticalsynthesisofchiralandachiralphosphoniumsaltsfromphosphinebo2ranecomplexes[J].TetrahedronLetters,1997,38(19):340523408.
[6] AkihikoKanazawa.Novelpolycationicbiocides:synthesis
andantibacterialactivityofpolymericphosphoniumsalts[J].4115.
[7] 陈拥军.一种水不溶性聚季鏻盐型杀菌剂及其制备
[J].水处理信息报,2000,(5):19226.
[8] 江 山,王 立,俞豪杰,等.新型有机高分子抗菌剂
[J].高分子通报,2002,(6):57262.
[9] AkihikoKanazawa.Polymericphosphoniumsaltsasano2
velclassofcationicbiocidesV.synthesisandantibacterialactivityofpolyestersreleasingphosphoniumbiocides[J].JournalofPolymerScience:PartA:PolymerChemistry,1993,31:300323011.
JPolySciPartA:PolyChem,1996,67:41102
由图1可见,当不加纳米微粒时,纯汽车蜡所制备出的涂层不连续,呈片状分布(图1a),且其边缘有凸起(图1b),说明汽车蜡与基底粘附性差。当纳米SiO2微粒的含量为5%时,涂层均匀,致密,有少量的缺陷存在(图1c),说明纳米微粒的存在有利于汽车蜡与基底的结合;高分辨率照片图(图1d)可以看出,涂层表面有许多乳突状结构存在,类似于荷叶表面的形状,但没有荷叶表面排列整齐
[6]
3 结束语
纳米SiO2的加入明显的提高了汽车蜡本身的疏水性,当纳米SiO2加入量为5%时,所得涂层的接触角由98b提高到150b,达到了超疏水性涂层。这种涂层可以改善汽车蜡使用中存在抗水性能差、容易起皮等缺点。另外,由于纳米SiO2微粒是一种抗紫外线辐射材料,添加纳米SiO2可以提高涂层的抗老化性能和降低粗糙度;同时,纳米SiO2的加入还
[7,8]
可以提高涂层的表面强度和耐磨性。参考文献:
[1] 张立德,牟季美.纳米材料和纳米结构[M].北京:科
学出版社,2002.
[2] 刘景春,韩建成.跨世纪高新科技纳米材料一员)))
纳米SiO2[J].涂料工业,1998,(1):34235.
[3] 时伯军.我国汽车用蜡的现状及发展建议[J].精细化
工,1998,15(3):53255.[4] FengL,LiS,LiY,eta.lSuper2hydrophobicsurfaces:
fromnaturaltoartificial[J].AdvMater,2002,14(24):185721860.[5] SunTaole,iWangGuojie,FengLin,eta.lReversalswitc2
hingbetweensuperhydrophilicityandsuperhydrophobicity[J].AngewChemIntEd,2004,(43):3572360.
[6] 江 雷.从自然到仿生的超疏水纳米界面材料[J].化
工进展,2003,22(12):125821263.
[7] 石晶玉,黄天佑,李晓木.纳米材料在汽车涂料中的应
用[J].汽车工艺与材料,2002,(1):18221.
[8] 耿启金,王金奎,国伟林.纳米涂料的研究进展[J].山
东建材,2003,24(4):27230.
。我们认
为,涂层表现出超疏水性的原因,一方面可能是纳米SiO2微粒本身超疏水性增加了所制备出涂层的疏水性;另一方面是涂层表面的结构对涂层的疏水性提高起到了一定的作用,这两方面的共同作用可能
是提高涂层疏水性的原因。
图1 涂层的SEM图
Fig.1 SEMimagesofcoatings
a,b.空白时汽车蜡涂层;c,d.含5%纳米SiO2的复合涂层
第34卷第8期2005年8月
应 用 化 工AppliedChemicalIndustry
Vo.l34No.8Aug.2005
科研与开发
纳米二氧化硅改性超疏水性汽车蜡的研究
郑秋红,李小红,郭建辉,吴志申,张平余
(河南大学特种功能材料重点实验室,河南开封 475001)
摘 要:将表面修饰有高疏水链结构的纳米二氧化硅微粒加入到汽车蜡中,制备出了具有疏水性的纳米复合涂层,利用接触角测定仪、扫描电子显微镜(SEM)考察了其性能。结果表明,当纳米微粒添加到5%时,涂层的接触角达到了150b以上,具有超疏水性,SEM观察了表面形貌。关键词:纳米二氧化硅;汽车蜡;疏水性
中图分类号:TE626.8+8 文献标识码:A
文章编号:1671-3206(2005)08-0473-02
StudyonsuperhydrophobicautomobilewaxmodifiedbynanoSiO2
ZHENGQiu2hong,LIXiao2hong,GUOJian2hui,WUZhi2shen,ZHANGPing2yu
(KeyLaboratoryofSpecialFunctionalMaterials,HenanUniversity,Kaifeng475001,China)
Abstract:Hydrophobicnanocompositecoatingswerepreparedbyaddingthesilicananoparticlesmodifiedwithhigh2hydrophobicchainstructureonthesurfacetoautomobilewax.Thepropertiesoftheas2preparedcoatingswerestudiedbycontactanglemensurationapparatusandSEM.Theresultsshowthatthecontact
angleofcoatingswasover150bandthecoatingsbecomesuperhydrophobicwhenthenanoparticlesaddedto5%.Inaddition,thesurfacemorphologyofthecoatingswasobservedbySEM.Keywords:nanosilicondioxide;automobilewax;hydrophobicity 由于纳米材料特有的量子尺寸效应、表面界面效应、小尺寸效应、宏观隧道效应等,使纳米材料在力学性能、电学性能、磁学性能等方面与传统的固体
[1]
材料有着许多不同的特殊的性能。纳米SiO2可在不同的材料中分别起到增强、耐磨、耐老化和增韧等作用。河南省纳米材料工程技术研究中心(河南大学)研制的高疏水纳米SiO2对水的接触角达到了170b以上,可以很好的分散在许多有机溶剂中,尤其是在非极性介质,如液体石蜡、四氯化碳、丙二醇等中的分散性极佳。这种超疏水性纳米SiO2微粒可以在航空航天、交通运输、建筑、日常生活领域得到很广泛的应用
[2]
刺激汽车保养蜡制品需求量的增长,应尽早开发家用汽车保养用蜡,如汽车上光、防晒、防雨水冲淋蜡等蜡制品
[3]
。为了提高汽车蜡的性能,本文将超疏
水性纳米SiO2微粒加入到汽车蜡中,研究了纳米微粒不同添加量对汽车蜡疏水性的影响;同时,通过观察改性后涂层的表面形貌,初步探讨了涂层疏水性提高的原因。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
汽车蜡麗彩,工业品,日本;纳米SiO2,粒径10~20nm,表面修饰有疏水性官能团,河南省纳米材料工程技术研究中心;甲苯,分析纯。
JY82型接触角测定仪;JEM25600LV型扫描电子显微镜,日本;721型分光光度计。1.2 基底材料的处理
用载玻片([email protected],厚1~
。近年来,我国汽车工业有了较快
的发展,预测到2010年汽车保有量将达到2000万辆,其中轿车将占40%以上。汽车工业的迅速发展带动了相关蜡制品需求量的增长,汽车用蜡的消耗量已从原来不足100t增长到千吨以上;品种也从单一品种发展成系列产品。尤其是轿车进入家庭必将
收稿日期:2005206210
基金项目:国家863计划资助课题(2002AA302607)
作者简介:郑秋红(1978-),女,陕西咸阳人,河南大学在读硕士研究生,师从吴志申教授,主要从事材料化学方面的研究
及应用。电话:(0378)2852533,E2mai:[email protected]
474
应用化工第34卷
1.2mm)作为底材,用自来水冲洗后,用去污粉溶液浸泡24h,再分别用自来水、蒸馏水、丙酮和蒸馏水进行三次淋洗,烘干,待用。1.3 纳米SiO2微粒分散性的测定
纳米二氧化硅的分散性以其在溶剂中的透光率来表示。将样品溶于10mL溶剂中,超声5min,在分光光度计上测其透光率,波长为530nm。1.4 复合涂层的制备
将不同比例的汽车蜡和SiO2纳米微粒加入到一定量的甲苯中,超声15min后,使SiO2很好分散当甲苯的用量为10mL时,接触角为134b,已经达到了疏水性表面;甲苯用量为30mL时,接触角达到最大151b,与甲苯用量为20mL时相比,虽然涂层的接触角只增加了一度,但从所拉出的膜来看,前者所制备出的膜均匀性明显优于后者;继续加大溶剂的用量,接触角减小,虽然在50mL时,涂层的接触角有所增加,但膜的均匀性很差。遵循尽量少用有机溶剂的原则,同时考虑到涂层的均匀性,我们选择溶剂的最佳用量为30mL。
表2 溶剂用量对涂层接触角的影响
于汽车蜡中,将干净的载玻片浸入溶液中,均匀提拉3次,提拉速度为5cm/min,在空气中晾干成膜。1.5 涂层性能的研究
利用接触角测定仪测蒸馏水在涂层表面的接触角,测定方法为液滴法。将液滴通过注射针滴在载玻片上,切线法读出接触角,每个试样分别在5个不同的位置测定,取其平均值作为该试片的接触角。通过SEM观察涂层的表面形貌。为使得玻璃基底导电,在拉膜之前,基底需要喷金。
2 结果与讨论
2.1 纳米微粒在不同介质中的分散性
纳米SiO2微粒可以分散在不同的介质中。表1给出了纳米SiO2微粒在液体石蜡、柴油、丙二醇、四氯化碳、邻苯二甲酸二乙酯、甲苯等介质中的分散情况。
表1 纳米SiO2在各种介质中的分散性(以透光率T%计)Table1 ThedispersivityofnanoSiO2indifferentmedium
SiO2
液体石蜡
柴油丙二醇四氯化碳邻苯二甲含量/%酸二乙酯甲苯0.597.293.296.998.570.978.51.093.590.593.296.353.863.82.090.486.591.194.438.343.43.089.680.284.090.030.835.34.0
82.1
79.0
78.8
88.023.729.55.079.5粘稠70.3粘稠73.0粘稠85.020.627.77.011.959.147.982.2--13.5
---
72.2
--
从表1可以看出,0.5%浓度纳米SiO2微粒在四氯化碳中透光率达到了98.5%,分散的最好;在液体石蜡、丙二醇、柴油中次之,甲苯、邻苯二甲酸二乙酯分散性较差。从试剂的价格及结合表中的数据,我们选择甲苯为溶剂。
2.2 溶剂的用量对涂层疏水性的影响
纳米SiO2微粒含量5%时,溶剂甲苯不同用量所制备出涂层接触角的变化见表2。由表2可见,
Table2 Theeffectofthedosageofsolventonthecontactangle
溶剂用量/mL1020304050接触角H/(b)
134
150
151
145
148
2.3 纳米微粒的用量对涂层疏水性的影响
液体对固体的润湿是一种常见的界面现象,研究液体对聚合物表面的润湿行为在许多应用领域都具有非常重要的意义。接触角常被用来判断某种液体对固体表面的润湿程度,接触角越大,液体对固体表面的润湿性越差,表明固体表面的疏水性越好。当水对材料的接触角大于120b时,固体表面达到了疏水性表面;而当水对材料的接触角大于150b时,
可以认为固体表面已达到了超疏水表面[4]
。
将表面修饰有高疏水链结构的纳米SiO2微粒加入到汽车蜡中,所制备出涂层的疏水性明显优于未加纳米微粒的涂层,结果见表3。
表3 涂层SiO2含量对涂层接触角的影响Table3 TheeffectofthecontentofSiO2in
thecoatingonthecontactangle
SiO2含量/﹪
1234567接触角H/(b)98
116
139
142
148
151
152
155
从表3中可以看出,随着纳米SiO2微粒含量的增加,涂层的接触角H不断提高。当未加纳米SiO2
微粒时,纯汽车蜡涂层的接触角为98b;添加1%纳米SiO2微粒时,涂层的接触角提高了18b;当纳米微粒添加到2%时,制备出的涂层已达到了疏水性涂层;当纳米微粒的含量到5%时,接触角H从空白时的98b升到了150b以上,形成了超疏水性涂层。进一步提高纳米微粒的含量,接触角H上升的幅度不明显,从经济的角度考虑,5%是纳米微粒添加量的最佳值。
2.4 涂层的表面形貌
一般的说,超疏水性表面可以通过两种方法来制备,一种是在疏水材料表面构建粗糙结构,另一种是在粗糙表面修饰低表面能的物质
[5]
。图1为纯汽
车蜡涂层和纳米微粒含量为5%时的扫描电镜图。
(下转第481页)
第8期王 瑛等:烷基三丁基氯化鏻的合成与性能研究
[4] JurgenCurtze.[5]
481
Phosphoniumsaltsandfungicidaluse
氯代烷和三丁基膦的摩尔配比为1.1B1,反应温度
150e,滴加速度为10滴/min,反应时间2h,反应溶剂为N,N2二甲基甲酰胺,在该反应条件下收率在90%以上。
(2)初步研究了合成的三种季鏻盐类杀生剂对异养菌、铁细菌和硫酸盐还原菌的杀菌效果,结果表明:药剂浓度大于40mg/L时,三种季鏻盐对异养菌的12h杀菌率基本都达到100%;当药剂浓度10mg/L时,三种季鏻盐对铁细菌的12h杀菌率达到95%;在药剂浓度为20mg/L时,三种季鏻盐对硫酸盐还原菌的杀菌率均接近99%。参考文献:
[1] 鲍其鼐,何高荣,季淑邑.冷却水处理中杀生剂研制
与使用的新进展[J].工业水处理,2000,20(1):529.
[2] 谢协忠,李 燕.多功能水处理剂[J].化学清洗,
1998,14(3):26229.[3] WolfgangWehner.Biocidallyactivecompounds[P].US:
5118346,1997201223.(上接第474页)
[P].US:5933328,2000206225.
JacquesUzie,lNadegeRiege.lApracticalsynthesisofchiralandachiralphosphoniumsaltsfromphosphinebo2ranecomplexes[J].TetrahedronLetters,1997,38(19):340523408.
[6] AkihikoKanazawa.Novelpolycationicbiocides:synthesis
andantibacterialactivityofpolymericphosphoniumsalts[J].4115.
[7] 陈拥军.一种水不溶性聚季鏻盐型杀菌剂及其制备
[J].水处理信息报,2000,(5):19226.
[8] 江 山,王 立,俞豪杰,等.新型有机高分子抗菌剂
[J].高分子通报,2002,(6):57262.
[9] AkihikoKanazawa.Polymericphosphoniumsaltsasano2
velclassofcationicbiocidesV.synthesisandantibacterialactivityofpolyestersreleasingphosphoniumbiocides[J].JournalofPolymerScience:PartA:PolymerChemistry,1993,31:300323011.
JPolySciPartA:PolyChem,1996,67:41102
由图1可见,当不加纳米微粒时,纯汽车蜡所制备出的涂层不连续,呈片状分布(图1a),且其边缘有凸起(图1b),说明汽车蜡与基底粘附性差。当纳米SiO2微粒的含量为5%时,涂层均匀,致密,有少量的缺陷存在(图1c),说明纳米微粒的存在有利于汽车蜡与基底的结合;高分辨率照片图(图1d)可以看出,涂层表面有许多乳突状结构存在,类似于荷叶表面的形状,但没有荷叶表面排列整齐
[6]
3 结束语
纳米SiO2的加入明显的提高了汽车蜡本身的疏水性,当纳米SiO2加入量为5%时,所得涂层的接触角由98b提高到150b,达到了超疏水性涂层。这种涂层可以改善汽车蜡使用中存在抗水性能差、容易起皮等缺点。另外,由于纳米SiO2微粒是一种抗紫外线辐射材料,添加纳米SiO2可以提高涂层的抗老化性能和降低粗糙度;同时,纳米SiO2的加入还
[7,8]
可以提高涂层的表面强度和耐磨性。参考文献:
[1] 张立德,牟季美.纳米材料和纳米结构[M].北京:科
学出版社,2002.
[2] 刘景春,韩建成.跨世纪高新科技纳米材料一员)))
纳米SiO2[J].涂料工业,1998,(1):34235.
[3] 时伯军.我国汽车用蜡的现状及发展建议[J].精细化
工,1998,15(3):53255.[4] FengL,LiS,LiY,eta.lSuper2hydrophobicsurfaces:
fromnaturaltoartificial[J].AdvMater,2002,14(24):185721860.[5] SunTaole,iWangGuojie,FengLin,eta.lReversalswitc2
hingbetweensuperhydrophilicityandsuperhydrophobicity[J].AngewChemIntEd,2004,(43):3572360.
[6] 江 雷.从自然到仿生的超疏水纳米界面材料[J].化
工进展,2003,22(12):125821263.
[7] 石晶玉,黄天佑,李晓木.纳米材料在汽车涂料中的应
用[J].汽车工艺与材料,2002,(1):18221.
[8] 耿启金,王金奎,国伟林.纳米涂料的研究进展[J].山
东建材,2003,24(4):27230.
。我们认
为,涂层表现出超疏水性的原因,一方面可能是纳米SiO2微粒本身超疏水性增加了所制备出涂层的疏水性;另一方面是涂层表面的结构对涂层的疏水性提高起到了一定的作用,这两方面的共同作用可能
是提高涂层疏水性的原因。
图1 涂层的SEM图
Fig.1 SEMimagesofcoatings
a,b.空白时汽车蜡涂层;c,d.含5%纳米SiO2的复合涂层