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纳米自洁超疏水涂层的制备及喷涂技术

一．     概况

    近年来，随着人们对生活质量要求的不断提高以及环保节能意识的不断增强，具有自清洁功能的表面得到了迅速发展。自清洁表面指表面的污染物或灰尘能在重力或雨水、风力等外力作用下自动脱落或被降解的一种表面，基于超疏水原理的自清洁表面主要是指接触角CA≥150°、滚动角SA＜10°的类荷叶表面。
   
    自清洁表面由于其独特的性能，在现实中的应用非常广泛。基于超疏水原理的自清洁表面由于其独特的表面微观结构和优异的超疏水性能，使雨水、冰雪等难以在其表面附着，因而在建筑玻璃、汽车和飞机挡风玻璃、卫星天线、高压电线，甚至机车和飞机涂装等方面具有重要应用前景。

二．    技术特点

    超疏水表面由于其独特的表面性能，具有广泛的应用前景。目前制备超疏水表面的方法虽然很多，但仍需开发能够经济、大面积制备具有持久、稳定超疏水性能表面的方法。针对以上现状，本项目进行了以下方面的突破：

（1）    开发出简单经济、环境友好的制备方法

    现有的大多数制备超疏水表面的方法或难以适用于大面积制备，或涉及较昂贵的低表面能物质如含氟硅氧烷，或涉及特定的有机溶剂。为了扩大超疏水表面的应用范围，开发出简单经济、环境友好的制备方法，适于工业化量产超疏水薄膜的创新技术。

（2）    大力提高超疏水表面的强度和持久性

    超疏水表面的自清洁原理不像TiO2超亲水表面由光催化降解和超亲水性共同决定，而是由单纯的超疏水物理特性决定的。因此，在长时间的户外使用过程中，许多超疏水性表面对水的接触角会随户外使用时间的延长而减小，疏水性和自洁性降低。这主要是由于空气中的灰尘、有机污染物等在固体表面吸附聚集引起的。为了提高超疏水自清洁表面的持久性，将少量的TiO2 粉体添加到超疏水性透明涂层中，能够赋予涂层自清洁性能，并能够使涂层在长时间的户外使用过程中保持超疏水性。

（3）    开发出超双疏表面
 
    超疏水表面一般都亲油，在油性环境或长期使用中，油会在表面富集从而影响表面微结构进而影响自清洁性能。为了提高超疏水表面的抗油性能，除了上面提到的引入TiO2纳米粒子外，还开发出超双疏表面。超双疏表面是指与水和油的接触角都大于150°的表面，它大大扩大了超疏水表面在工农业生产上和人们日常生活中的应用范围。

三．    市场应用

    近年来, 制备具有疏水性表面的氧化物薄膜已经成为材料科学的一个重要方向，用于玻璃表面的防污处理，可以应用于高级汽车、飞机等的挡风玻璃，也可以用于太阳能电池、热水器等的外壳，还可以用于建筑物玻璃、太阳镜等的防污处理。疏水玻璃可广泛应用于各种防水、防霜和防风化的表面，可解决飞机挡风玻璃、建筑门窗玻璃、幕墙玻璃、镜子和眼镜等玻璃制品存在的防水和清洗的难题。通过疏水性能的提高还可以达到其它功能，如表面不易粘附水而耐腐蚀性能提高。目前应用在兵器表面、飞机和汽车零件表面的疏水处理膜层，就达到了提高零件耐腐蚀性能和疏水性能的目的。使用疏水玻璃不仅能大大方便人们的日常生活，而且能创造较大的经济效益。

四．    合作方式

    合作开发、技术转移。该类项目总计投资约1000万，包括设备投资和流动资金，合作方对玻璃行业及市场熟悉为佳。






 
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