建筑用Q345钢表面超疏水膜层的制备及抗污性能研究

为提高建筑常用Q345钢板的抗污性能,采用磷化并结合喷涂工艺在Q345钢板表面构建超疏水膜层。首先通过调控磷化液温度在Q345钢板表面制备具有较为规则微米级结构的锌系磷化膜,然后均匀喷涂含TiO2颗粒的树脂涂料,树脂固化成膜与锌系磷化膜紧密结合并将分散的疏水性TiO2颗粒固定,从而构建超疏水膜层。结果表明:磷化液温度60℃条件下成膜均匀并且形成规则致密的微米级结构,树脂固化成膜与锌系磷化膜紧密结合使得超疏水膜层具有良好的机械稳定性和化学稳定性。超疏水膜层的化学成分为Zn、P、O、Ti、C和Si元素,表面接触角达到153.2°,其表面能低并且形成微纳米复合结构,能有效抑制模拟污染物的聚集和黏附,表现出良好的抗污性能。

建筑用16Mn钢超疏水膜层的制备及耐蚀性研究

为提高建筑用16Mn钢的耐蚀性,采用磷化处理、铈盐钝化再经过硬脂酸修饰在16Mn钢表面制备出超疏水膜层。表征了膜层微观形貌和成分,并测试了表面粗糙度、水滴接触角和耐蚀性。结果表明:铈盐钝化、硬脂酸修饰后磷化膜的微观形貌、成分和表面粗糙度存在差异,导致表面润湿性和耐蚀性不同。只是通过增加表面粗糙度的方式无法制备出超疏水膜层,膜层呈亲水性或超疏水性与其耐蚀性之间存在关联性。钝化-修饰磷化膜表面水滴接触角达到150.7°,表现出超疏水性还具有良好的耐蚀性,能有效抑制16Mn钢腐蚀从而提高其耐蚀性。原因是钝化-修饰磷化膜表面形成微纳米粗糙结构,有利于俘获空气形成气垫,对腐蚀介质具有较好的阻隔作用,有效抑制腐蚀并降低腐蚀程度。

微纳米结构超疏水膜层的构建与性能研究进展

介绍了超疏水膜层制备的理论,综述了微纳米结构超疏水膜层的构建方法与纳米粒子在超疏水膜层制备中的应用。微纳米结构与低表面能是形成超疏水膜层的2个关键要素,目前的制备方法在一定程度上实现了基体表面的超疏水性能,但试验设备贵、操作复杂、成本高;改性纳米粒子在超疏水膜层制备中具有重要应用,但存在官能团不稳定、改性剂成本高、表面微观结构脆弱等问题。因此,研究易于操作、低成本的制备技术、获得耐用性好的膜层是超疏水材料的重要研究方向。

铝合金表面制备超疏水复合膜层及性能评价

用阳极氧化工艺在铝合金表面构筑粗糙结构,喷涂改性TiO2颗粒溶胶固化后形成超疏水复合膜层。表征复合膜层的表面形貌和成分,测试静态接触角、结合力和电化学阻抗谱评价复合膜层的润湿性能、稳定性、抗污染性和耐蚀性能。结果表明:复合膜层与铝合金基体结合紧密,主要成分为Al、O、Ti、Si和C,表面呈超疏水状,静态接触角达151.2°,可有效阻挡液态污染物黏附及腐蚀介质的渗透和侵蚀,表现出良好的抗污染和耐蚀性能。复合膜层具有微纳米分级结构和低表面能,能俘获空气滞留形成一层气膜,减少与液态污染物和腐蚀介质的接触面积,从而较持久的抑制铝合金基体腐蚀且不易被污染。

镁合金表面超疏水复合膜层制备及其耐腐蚀、自清洁性能研究

采用锌系磷化工艺结合溶胶—凝胶法,先在镁合金基体表面制备一层锌系磷化膜,然后通过涂覆改性SiO2溶胶固化后获得出超疏水复合膜层。采用扫描电镜、能谱仪、接触角测量仪、电化学工作站并通过对比实验,对复合镀层的表面形貌、成分、润湿性能、自清洁性能和耐腐蚀性能进行测试分析。结果表明:复合镀层表面表面形成微纳米结构呈现超疏水状态,静态接触角达到151.67°,主要成分为Zn、P、O、Si和C元素。复合膜层具有良好的自清洁性能及抗酸碱腐蚀能力,其电荷转移电阻和膜层电阻相比于镁合金基体分别提高约4.6倍和3.2倍,对镁合金基体的保护效率为82.1%,能有效抑制镁合金基体腐蚀同时保护其免受污染。

铝合金表面超疏水缓蚀自修复膜的制备及其耐蚀性

先在铝基体上制备了镁铝水滑石膜层和十钒酸根插层水滑石膜层两种类水滑石膜层,再采用全氟辛基三乙氧基硅烷通过气相沉积法对类水滑石膜层进行不同时间的表面改性,制备出超疏水类水滑石膜层。采用扫描电子显微镜、接触角测量仪对膜层的结构和润湿性进行分析,讨论了改性时间对膜层结构和超疏水性能的影响,并且通过电化学测试,短期浸泡试验及盐雾试验进一步研究了该超疏水膜层的耐蚀性。结果表明:改性1 h即可使类水滑石膜层获得超疏水性能,随着改性时间的延长,超疏水膜层的接触角基本不变,12 h为最佳改性时间;超疏水膜层可以极大提高基体的耐蚀性,其中装载钒酸盐缓蚀剂超疏水类水滑石膜层的耐蚀性远高于单纯超疏水类水滑石膜层的。