TiO_2納米顆粒自清潔航空涂料的性能研究

編號：NMJS04274

篇名：TiO_2納米顆粒自清潔航空涂料的性能研究

作者：董云鶴； 李靜； 張玉忠； 侯仰龍；

關(guān)鍵詞：TiO2納米顆粒； 表面改性； 自清潔； 微納米結(jié)構(gòu)； 力學性能；

機構(gòu)： 北京大學工學院； 北京航空材料研究院；

摘要： 以有機硅改性聚氨酯樹脂為主要成膜物質(zhì),經(jīng)氟硅烷進行表面改性后的TiO2納米顆粒作為無機填料,制備具有自清潔功能的航空涂料。利用透射電鏡(TEM)、X射線光電子能譜(XPS)、掃描電鏡(SEM)及接觸角分析儀對氟硅烷的改性機理進行了分析,討論了改性TiO2納米顆粒的用量對涂層疏水性及其力學性能的影響,探討了表面微觀結(jié)構(gòu)和涂層疏水性能之間的關(guān)系,并分析了有效改善涂層力學性能的技術(shù)途徑。結(jié)果表明,氟硅烷分子水解后相互聯(lián)結(jié),在TiO2納米顆粒表面形成一層氟硅烷分子包覆層,提高了TiO2納米顆粒的分散性及疏水性。隨著氟硅烷改性后的TiO2納米顆粒添加量逐漸增多,制備的有機涂層表面粗糙度逐漸增大,疏水效果越來越明顯。當改性TiO2納米顆粒的用量為24%時,涂層具有超疏水性,水接觸角為151.40度,涂層表面為微納米雙重粗糙結(jié)構(gòu)。通過在基底表面刷涂一層質(zhì)量分數(shù)為5-15%的硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)乙醇溶液,可以提高涂層的力學性能,達到航空涂料的基本使用要求。