TEOS/OTMS超疏水涂层的制备及形成机制

作者：李文洋; 尹晓彤; 张鹏宇; 和法起; 冯立明^*

来源：材料保护, 2022, 55(10): 123-129.

DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0286

• 超疏水涂层
• 正辛基三甲氧基硅烷
• 正硅酸乙酯
• 硅烷膜
• 溶胶-凝胶法

以正硅酸乙酯(TEOS)和正辛基三甲氧基硅烷(OTMS)为原料，采用溶胶-凝胶法制备了TEOS-OTMS溶胶，分别在光滑玻璃基体、刻蚀玻璃基体上，通过一步浸渍提拉法制备了疏水涂层，研究了水解时间对涂层疏水性能和硬度的影响，提出了TEOS-OTMS溶胶与疏水涂层形成机制。结果表明：TEOS-OTMS原位水解-聚合可以制备以SiO2颗粒为胶核，辛基硅烷包覆的胶体粒子，在玻璃基体形成辛基链修饰的低表面疏水膜层，当TEOS预水解聚合4 h, TEOS-OTMS共水解聚合20 min时，涂层疏水角达到(124.01±2.00)°,铅笔硬度达到6 H。利用扫描电子显微镜对微观结构进行分析，玻璃基体通过刻蚀形成间距6.36 nm、平均大小16.75 nm的微观凸起，使TEOS与OTMS的缠结、聚集增强，涂层形成了150～200 nm的孔隙，这种“微观粗糙”是形成超疏水涂层的关键，TEOS-OTMS涂层疏水角达到(160.08±2.00)°。

• 单位
  山东建筑大学