溶胶-凝胶法制备透明超疏水涂层

摘要

超疏水表面具有很多独特的表面性能：如自清洁性、防污特性、疏水、疏油、低摩擦系数等特性，这些特殊性能使其在很多领域具有巨大的应用价值。透明超疏水表面除了上述超疏水的特性如果对可见光具有良好的透过性，可以将其应用到汽车、飞机等挡风玻璃，高层建筑幕墙玻璃等等，具有更为广阔的应用前景，是目前超疏水表面方向上的一个研究热点。但是目前已经报道的方法，如PE-CVD、溶胶-凝胶、升华法等等存在一定的弱点，如制备技术上缺乏大规模制备的操作性、制备条件苛刻、成本昂贵等，因此，研究成本低廉、过程可控、尺寸可调、适用性好、适合大面积制备的透明超疏水表面的制备方法非常有意义。 本文通过溶胶-凝胶技术，在表面粗糙度和光学透过率之间取得一个合适的平衡点，探索一种透明基底上制备透明超疏水涂层的方法。采用氧化铝和二氧化硅两种溶胶体系制备涂层，并用FE-SEM、AFM、FT-IR、UV-Vis、CA等手段对所制得的透明超疏水涂层进行表征，得到了接触角大于150度、滚动角低于5度并且具有较高可见光透过率的透明超疏水涂层，所用的方法操作简单、成本低廉、适合大规模制备。同时还讨论了不同实验条件对涂层性能的影响并用Cassie模型对所制备的涂层进行理论分析。