纳米型双超罩面涂料的性能研究
2008/8/20/08:29 来源：首创纳米 作者：邢颖邢颖 (北京首创纳米科技有限公司)
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，人们对城市整体形象和生活环境的要求也越来越高。因此具有干燥、耐污染性能的内外墙面一直是建筑行业所追求的目标。
普通涂层表面抗粘污性很弱，容易被灰尘、油迹等各种污染物污染。自然界的荷叶表面具有很好的憎水性，且出污泥而不染，许多荷叶效果乳胶漆因此应运而生。但目前市场上的绝大多数荷叶效果乳胶漆除具有疏水效果外很难具有耐粘污的特点。我们通过研究疏水及耐粘污机理，采用特殊方法对纳米材料表面进行疏水改性，同时改变涂膜表面微观粗糙度，制备了使涂层具有超级疏水和超级耐粘污功能的纳米双超罩面涂料。
1．荷叶效果机理
德国玻恩大学植物学教授W.Bartblott研究了荷花叶子的结构和荷叶效应机理。经研究发现，荷花叶子之所以具有以上性能，是因为叶子表面既憎水，又有一个显微结构。如图1所示。
图1 荷叶表面结构
在荷叶粗糙的表面上，水珠只是与荷叶表面乳瘤的部分蜡质晶体毛茸相接触，明显地减少了水珠与固体表面接触面积，扩大了水珠与空气的界面，水通过扩大其表面积获得了一定的能量，在这种情况下，液滴不会自动扩展，而保持球体状。在植物表皮上存在的微尘废屑，其尺寸一般比表皮的蜡晶体微结构大，所以只落在表面乳瘤的顶部，接触面积很小，由于大多数微尘废屑比表皮蜡晶体更易湿润，当水滴在其表面滚动时，它们就粘在了水珠的表面。微尘废屑和水珠的粘合力比它们与荷叶表面的粘合力大，所以它们被水珠卷走。对于非常光滑的表面，液滴的接触角比较小，液滴滚动比较难，而且微尘废屑与表面的接触面积大，粘合牢固，水滴经过后，只是从水滴的前端移动到了水滴的后部，但仍然粘在固体的表面上，疏水颗粒更易粘在这样的表面上。
从上述原理可知，疏水自洁表面必须具备两个条件：表面必须具有类似蜡质晶体的较低的表面能；同时表面是粗糙的，而且粗糙度必须是纳米水平或接近纳米水平。
