TiO_2纳米颗粒自清洁航空涂料的性能研究

作     者：董云鹤 李静 张玉忠 侯仰龙 Dong Yunhe;Li Jing;Zhang Yuzhong;Hou Yanglong

作者机构：北京大学工学院北京100871 北京航空材料研究院隐身材料与涂料研究所北京100095 

出 版 物：《稀有金属》 (Chinese Journal of Rare Metals)

年 卷 期：2014年第38卷第5期

页      面：741-748页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 0806[工学-冶金工程] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

基　　金：中国航空科学基金项目(2010ZF71003)资助 

主　　题：TiO2纳米颗粒 表面改性 自清洁 微纳米结构 力学性能 

摘      要：以有机硅改性聚氨酯树脂为主要成膜物质,经氟硅烷进行表面改性后的TiO2纳米颗粒作为无机填料,制备具有自清洁功能的航空涂料。利用透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）、扫描电镜（SEM）及接触角分析仪对氟硅烷的改性机制进行了分析,讨论了改性TiO2纳米颗粒的用量对涂层疏水性及其力学性能的影响,探讨了表面微观结构和涂层疏水性能之间的关系,并分析了有效改善涂层力学性能的技术途径。结果表明,氟硅烷分子水解后相互联结,在TiO2纳米颗粒表面形成一层氟硅烷分子包覆层,提高了TiO2纳米颗粒的分散性及疏水性。随着氟硅烷改性后的TiO2纳米颗粒添加量逐渐增多,制备的有机涂层表面粗糙度逐渐增大,疏水效果越来越明显。当改性TiO2纳米颗粒的用量为24%时,涂层具有超疏水性,水接触角为151.40°,涂层表面为微纳米双重粗糙结构。通过在基底表面刷涂一层质量分数为5%～15%的硅烷偶联剂（KH-550）乙醇溶液,可以提高涂层的力学性能,达到航空涂料的基本使用要求。