超疏水防污闪材料疏水物质转移及其特性研究

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污闪问题一直以来是业界的研究重点,污秽的积累与受潮湿润可能导致污闪的发生。目前常见用于防污闪的涂料、材料有RTV(roomtemperaturevulcanizedsiliconerubbe,室温硫化硅橡胶,简称RTV)防污闪涂料、复合绝缘子用HTV(hightemperaturevulcanizedsiliconerubber,高温硫化硅橡胶,简称HTV)材料等,硅橡胶材料主要依靠其良好的憎水性与憎水迁移性起到防污闪的作用,但也存在表面积污、憎水性与憎水迁移性减弱或丧失等缺点,这些问题会导致防污闪能力下降。近年来,外绝缘用的超疏水涂层材料逐渐成为业界的研究与发展热点之一。
  仿生超疏水材料能够依靠超疏水性与自清洁特性,防止大规模积污现象的出现,是防污闪涂料、材料的研究发展方向之一。但在长期干燥的极端天气下,超疏水材料表面仍然可能积累一定厚度的污秽。在这种情况下,超疏水材料若具有类似憎水迁移性的疏水物质转移作用,就可以作为后备保障,对防止污秽在微小雨雾环境下受潮湿润、防止污秽混合液滴浸润破损表面以及提高污秽混合液滴在破损表面的自洁效果等多方面起到积极作用。
  本文以一种改性纳米SiO2超疏水材料为研究基础,分析、参考硅橡胶材料憎水迁移性常用的试验方法,主要以硅藻土为人工污秽,提出超疏水材料疏水物质转移适用的宏观测试法与间接测试法,对疏水物质转移作用进行了验证试验、不同条件因素影响试验与转移性能的改进试验。
  通过定性与定量的两种验证试验,污秽的宏观疏水效果与污层静态接触角的提升均表明该型超疏水材料能够实现疏水物质转移。试验表明,这种转移作用不会对该材料的静态接触角、滚动角有明显的负面影响,对涂覆污秽的材料表面的滚动角影响较小。但在滚动角的试验中,由于疏水物质转移作用,水珠沿涂污表面滚动时吸附的硅藻土颗粒主要覆盖在水珠表面而不易进入水珠内部,最终导致滚动停滞现象的出现。
  通过改变试验条件、参数,发现疏水物质转移性能存在不同程度的起伏变化:受温度影响较大,提高温度能够促进转移作用,在中、高温下有转移效果;受灰密的影响一般,增大灰密对于转移速率与效果有一定程度的影响,但对于2mg/cm2以下的灰密这一影响有限;受盐分的影响不明显,适量的氯化钠盐对疏水物质转移的最终转移效果未有明显影响。另外,还发现超疏水材料对高岭土具有一定程度的疏水物质转移能力,但无法使秸秆灰表现出疏水效果。
  由于超疏水材料的疏水物质转移性能有限,参考憎水迁移性机理,对材料进行了改进。试验结果表明,在超疏水材料的底漆中加入少量甲基硅油,能够提高对硅藻土的转移速率,使转移效果更加稳定,但在冬季较低温度环境下未见转移效果。另外也无法使秸秆灰表现出理想的疏水效果。
  
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