Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　Ｒ腐蚀ｅｓｅａ研究ｒｃｈ冒　臣亩　

材　言　脂为主　蔷　军　：　昱　差　

洁　兰　三　￣～Ｎ＇Ｎ用法Ｎ　

蔷　３０’％，丙烯酸丁　

．　霎　，丙　。　）＝Ｊ　现象

，人们联想到构成粗糙的微观　等方面具有广阔的发展前景。　一、…　。一　”…　

全面腐蚀控制　第２５卷第４期２０１１．￣

－４月　ｌ　囵黝

Ｃｏｒｒ碱ｏｓｉｏｎ　ｃｈ　

ｌ　｜＿一　Ｉ　≯　｜｜孝。。　

５．５％，二甲苯４　１％，乙酸丁酯　

１１％，偶氮二异丁腈（ＡＢＩＮ）　

１．５％。　

在装有回流冷凝装置、搅　

拌器、温度计的四口烧瓶中，按　

一定比例加入甲基丙烯酸甲酯　

（ＭＭＡ）、丙烯酸丁酯（ＢＡ）、　

乙烯基三乙氧基硅烷、二甲苯、　

乙酸丁酯，在滴定瓶中加入偶　

氮二异丁腈（ＡＢＩＮ）和丙烯酸　

（ＡＡ）的混合液，在氮气的保　

护下搅拌升温至回流。打开滴定　

瓶开关，滴加混合液，３ｈＪ／ｌｌ完，　

保温０．５ｈ，补加引发剂，再保温　

０．５ｂ，出料，最后产物呈粘性且清　

澈透明。整个反应过程，控制氮　表１　疏水涂料的配方　

药品名称　数量　

有机硅改性丙烯酸树脂　５ｇ　

纳米ＳｉＯ２　１．５ｇ　

正丁醇　８ｍＬ　

二甲苯　２ｍＬ　

轻碳酸钙　１ｇ　

钛白粉　０．５ｇ　

滑石粉　０．５ｇ　

气流速适当，控制加热温度恒定　

且在１１０￣Ｃ左右，控制搅拌器转速　

恒定且在３５０ｒ／ｍｉｎ左右。　

１．２超疏水涂层的制备　

以有机硅改性丙烯酸树脂为　

成膜物质、以正丁醇、二甲苯为　

溶剂，纳米ＳｉＯ，（疏水型）、轻　

Ｘ４　图１　水滴在涂层表面状态　

×１０００　图２涂层表面ＳＥＭ照片　质碳酸钙、滑石粉、钛白粉为添　

加颗粒配制涂料，配制好的涂料　

超声分散３０ｒａｉｎ，采用浸涂方法，　

将涂料涂在碳钢试片表面，室温　

固化。涂料配比见表１。　

１．３超疏水涂层性能测试　

试片表面喷金，利用日立　

Ｓ－３４００Ｎ扫描电镜观察涂层的表　

面形貌。接触角测量采用去离子　

水，液体体积为５ｐＬ，用ＪＹ一８２接　

触角测定仪测量水在涂层表面的　

静态接触角。　

按照ＧＢ　６３７９、ＧＢ　１７２５、ＧＢ　

１７２０、ＧＢ　１７３２、ＧＢ　１７２８ＮＩ］试涂　

层的硬度、涂料黏度、涂层附着　

力、冲击强度和干燥时间，涂层　

厚度采用Ｔｒ２６型涂层测厚仪。　

２实验结果与分析　

×５００　图３荷叶表面ＳＥＭ照片　

Ｔ０１＿ＡＬ　ＣＯＲＲＯＳｌＯＮ　ＣＯＮＴＲＯＬ　ＶＯ　Ｌ＿２５　Ｎｏ．４　ＡＰＲ．２０＂１１

　（ａ）丙烯酸树脂涂层　

２．１涂层的表面状态及微观结构　

用注射器将水滴在涂层表　

面，用数码相机进行拍照，图１是　

水滴在涂层表面的状态。　

由图ｌ可以看出水滴滴在涂　

层表面，类似于水滴在荷叶表面　

的状态。水珠没有扩散，也没有　

浸润涂层，将试片稍微倾斜一定　

的角度，水珠便可以从涂料表面　

滚落，这就说明涂层表面达到了　

“荷叶效应”的效果。　

图２是涂层表面的ＳＥＭ图，图　

３为荷叶表面ＳＥＭ图，涂层表面出　

现了微米、纳米级的“突起”，　

这些突起同荷叶表面的“乳突”　

非常相似，说明涂层表面具备了　

仿荷叶的粗糙结构。　

２．２涂层的疏水性　

图４是丙烯酸树脂涂层、有机　

硅改性丙烯酸树脂涂层和超疏水　

涂层与水的接触角测量结果。　■　Ｃｏｒｏｓｉｏｎ　Ｒ腐蚀ｅｓｅａ研究ｒｃｈ囵　臣亩　

＿　

（ｂ）有机硅改性丙烯酸树脂涂层　图４不同表面状态涂层的接触角示意图　

由图４可见，丙烯酸树脂涂层　

与水的接触角为７１。，有机硅改性　

丙烯酸树脂涂层与水的接触角为　

８２。，疏水效果并不明显，加入　

疏水颗粒的超疏水涂层与水的接　

触角为ｌ５２。，表现为超疏水性。　

由此可见，有机硅改性的丙烯酸　

树脂涂料虽然可以增加接触角，　

但毕竟有限，还达不到超疏水的　

效果，通常接触角超过１　５０。才　

可达到超疏水的效果。有机硅改　

性涂料虽然在树脂分子结构中引　

入了低表面能ｓｉ一０键，但涂层　

表面并未构建类荷叶的粗糙结　

构，所以，达不到疏水效果。加　

入疏水纳米级ＳｉＯ　及其它微米级　

颗粒，在涂层中呈现出无数纳　

米一微米突起，不但使涂层的表　

面能进一步降低，而且增大了涂　

层表面的粗糙度，这样便增大了　

涂层水的接触角，这说明涂层表　

面的疏水性能，即与材料的表面　

表２　涂层的基本性能　

黏度　附着力　冲击强度　涂　薛葭　干燥时间　铅笔硬度　（涂４一杯，２５。Ｃ），Ｓ　（级）　（ｋｇ・ｃｍ）　（　ｍ）　实干（ｈ）　

２０　ｌ　５０　２１．１　２４　Ｂ～Ｈ　（Ｃ）超疏水涂层　

能有关，又和材料表面的粗糙度　

有关。　

２．３涂层的性能　

涂层性能见表２。　

３结论　

（１）在有机硅改性丙烯酸树　

脂中加入疏水型纳米ＳｉＯ　及其它　

微米级颗粒，获得了类似荷叶表　

面结构的涂层。　

（２）ＳＥＭ观察和接触角测量　

结果表明，此涂层与荷叶表面的　

结构相似，疏水性能较好。　

（３）涂层表面的疏水性能，　

与涂层的表面能有关，还与涂层的　

粗糙度有关，增加涂层表面的粗糙　

度，能够提高涂层的疏水性。　

参考文献　

［１］曹丰，管自生，李东旭．类荷叶表面疏水　结构的材料表面制备…．材料科学与工　程学报，２００７，２５（４）：６０２－６０５．　［２］Ｂａｒｔｈｌｏｔｔ　Ｗ，Ｎｅｉｎｈｕｉｓ　Ｃ．Ｐｌａｎｔａ，１９９７，　２０２（１）：１：－８．　［３】田辉，杨泰生，陈玉清．ＳｉＯ：超疏水薄膜　的制备和性能表征…．化工进展，２００８，　２７ｆ９、：１４３５—４３８．　［４］曲园园，陈美玲，高宏．有机硅改性丙烯酸　酯／纳米ＳｉＯ　复合低表面能防污涂料【ＪＪ．化　工新型材料，２００６，３４（８）：４ｏ一４１．　

全面腐蚀控制　

第２５卷第４期２０１１年４月