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目前,将纳米TiO2粒子与有机聚合物树脂结合而制备出具有疏水自清洁功能的纳米复合涂层材料已成为涂层材料研究的热点方向之一。相比于普通涂层材料,纳米涂层材料兼具有机聚合物和无机纳米粒子效应可以使涂层表现出更好的性能,如较高的附着力,硬度,耐水性,耐酸碱性性,抗紫外线老化性等,同时赋予涂层特殊的疏水结构,并且纳米TiO2高光催化性可以使涂层具有很好的自清洁防污性能。研究表明,低表面能和粗糙结构是制备疏水自清洁涂层的关键。化学稳定性高和表面能低的氟碳树脂及高光催化活性的纳米TiO2就成为制备疏水自清洁涂层的首选材料。PTFE极低的表面能也有助于疏水涂层的制备,并且PTFE的加入对涂层的耐酸碱性、耐磨性、防粘性、抗刮擦性等有巨大的提升。本文采用共混法制备出了一种纳米TiO2/PTFE氟碳疏水涂层材料。本论文的主要研究结论如下: (1)由于表面活性强的纳米TiO2粒子易团聚,会使其在高性能涂层中的应用中受到较大的牵制,所以纳米TiO2的分散问题成为本研究首先要解决的问题。本文采用四种不同的分散剂研究其对纳米TiO2在水中分散稳定性的影响,确定了最佳分散剂SN-5040。探讨确定了分散剂用量、浆料pH值、分散方法等对纳米TiO2分散性能的影响,得到最佳分散剂用量为0.8wt.%,最佳pH值为8-10之间,最佳分散方法为高速剪切分散法0.5h+超声分散法0.5h。 (2)研究了涂层中功能填料和各种助剂的相互影响,研究了纳米TiO2添加量和PTFE添加量对涂层性能的影响,对涂层进行附着力、硬度、静态水接触角、体积电阻率等性能测试来确定最佳配比,得出纳米TiO2的最佳添加量为6wt.%,PTFE的最佳添加量为12wt.%。并研究了成膜助剂、流平剂、增稠剂、消泡剂、固化剂等助剂对涂层性能的影响,当成膜助剂的添加量为2wt.%,流平剂的添加量为0.3wt.%,增稠剂的添加量为0.3wt.%,消泡剂的添加量为0.3wt.%,固化剂的添加量为1wt.%时,涂层的性能较优。 (3)并对涂层材料进行表征分析,对涂层的疏水性能进行测定,利用接触角测量仪对涂层的表面对水静态接触角测定,达到126°。利用扫面电子显微镜(SEM)对涂层的表面形貌分析得到,涂层表面具有纳微二元粗糙结构,使其具有较好的疏水性能。利用X射线光电子能谱仪(XPS)对涂层元素分析表明纳米TiO2与PTFE通过化学键合作用,其表面形成了微纳复合粗糙结构,从而增强涂层表面疏水性。涂层在紫外光照射下疏水性能未下降,涂层表面沾污油酸后,接触角先降低到60°左右,后又恢复到125°,涂层具有良好的疏水保持性能。