本文關鍵詞：仿荷葉低表面能防污涂層的制備與性能研究

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【摘要】：海洋污損生物給艦船及海洋鉆井平臺等海洋設施造成了嚴重困擾。隨著傳統(tǒng)毒料釋放型以及有機錫自拋光等防污涂料的淘汰,研發(fā)新型環(huán)境友好型防污涂料是當務之急。自然界中荷葉表面具有特殊微納米結(jié)構(gòu)與疏水蠟狀物質(zhì),使其具有優(yōu)異的超疏水與防沾污自清潔性能,對防污涂料具有重要的借鑒意義。本文以荷葉表面為模型,采用低表面能樹脂結(jié)合仿荷葉表面微結(jié)構(gòu),進行了防污涂料的研究。 在低表面能樹脂方面,根據(jù)有機氟樹脂具有優(yōu)異的低表面能性能但其彈性模量大、性脆以及有機硅樹脂具有良好的彈性,低表面能性能比有機氟樹脂差的特點,通過化學改性將兩種樹脂有機的結(jié)合在一起。由于這兩類樹脂與基材附著力均比較差,因此在改性體系中引入附著力優(yōu)異的環(huán)氧樹脂進行改善,制備了有機硅-有機氟-環(huán)氧樹脂三體系復合的新型低表面能改性樹脂。通過對三個部分樹脂用量進行優(yōu)化,得到了附著力為1級,與水接觸角達到96°的新型低表面能樹脂。 在表面微結(jié)構(gòu)構(gòu)建方面,采用直接成膜法配合微納米級填料構(gòu)建表面微結(jié)構(gòu)。為提高納米二氧化硅在高分子聚合物中的分散性,并賦予其突出的疏水性,本文采用硅烷偶聯(lián)劑KH550與羥基氟樹脂作為改性劑對納米二氧化硅進行了表面協(xié)同改性。探討了改性溫度與改性劑用量對改性效果的影響。得出改性溫度為70～80℃,硅烷偶聯(lián)劑的用量為納米粉體質(zhì)量的5.1%,羥基氟樹脂用量在納米粉體質(zhì)量的4%左右,改性效果最佳,其活化率達到96%以上,改性后納米粒子與水的接觸角在150。以上。 結(jié)合改性低表面能樹脂與改性納米二氧化硅,采用直接成膜法與微米、納米級填料填充作用進行了仿荷葉表面微結(jié)構(gòu)涂層的制備。對成膜過程中溶劑體系的揮發(fā)速度與納米粉體用量對表面微結(jié)構(gòu)的影響進行了分析,優(yōu)化得出以二甲苯：醋酸丁酯：MIBK=7:2:1的復合溶劑體系作為涂料溶劑。通過對涂料常規(guī)力學性能與疏水性能的測試,對改性樹脂與微納米粉體的用量進行了優(yōu)化,得到在改性樹脂：納米粉體：微米粉體=1：0.3：0.15的比例下涂膜的綜合性能最佳。此時涂膜接觸角為137。,表面能3.99mN·m-1,附著力為1級、沖擊強度為50Kg·cm,柔韌性1mm,硬度為3H。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：X55

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本文編號：1292782