超疏水/超亲水除冰防腐涂层的制备与性能研究

作     者：杨婷婷 

作者单位：齐鲁工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘利彬

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：超疏水 涂层 超亲水 无氟 除冰 

摘      要：随着科学技术的发展,人们对于各种材料的需求逐渐增多,特殊润湿性材料也逐渐走进人们的视野,虽然特殊润湿性涂层材料的发展已经有几十年之久,但是涂层粘附力差、不耐腐蚀等问题仍然没有解决。这些问题使涂层在实际应用中严重受限,因此需要发展一些粘附性好耐腐蚀的特殊润湿性涂层。基于此我们讨论了特殊润湿性涂层的研究进展,通过将稳定性好粘附性高的环氧树脂引入特殊润湿性涂层,成功地提高了特殊润湿性涂层的使用寿命,使特殊润湿性涂层可以更好地投入使用。 自然界中的结冰现象会造成严重的经济损失和安全隐患。为了解决这些问题,论文的第一个工作制备了环保型防冰和除冰表面。在这项研究中,通过在微纳米结构Si O/Ti N颗粒存在下的简便聚合工艺,然后采用两步喷涂技术,制备了一种新型光热超疏水涂层。最佳涂层表现出卓越的超疏水性能,水接触角为159.1°,水滚落角低至1.2°,能够耐受胶带剥离、泰伯磨损、溶液浸泡、耐候和耐腐蚀。更重要的是,SiO/TiN涂层表现出优异的防冰/除冰性能,可以承受多次结冰/解冻循环。优异的防冰/除冰性能归功于坚固的超疏水表面和Ti N纳米颗粒的光热效应。我们的无氟设计策略为实际大规模环保防冰/除冰应用提供了重要指导。 海洋产品的腐蚀造已经成了极大的经济损失。为了解决这个问题论文的第二个工作制备了一种耐腐蚀超亲水涂层。这项研究使用2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸对疏水性环氧树脂进行亲水改性,然后加入茶多酚改性的二氧化钛,使用简单喷涂的方法,制备了坚固耐腐蚀的超亲水涂层。该涂层具有很好的稳定性,可以经受砂纸磨损300次、胶带剥离500次以及有机溶剂浸泡10天。在经过盐雾腐蚀100 h后仍然有很好的防腐效果。我们所制备的超亲水涂层在海洋防腐方面有很大的应用潜力。