自清洁涂层是指利用含有亲水基团(-OH、-NH2、-SO3H等)的高表面能材料对涂层进行改性,以实现涂层的自清洁。具体原理为:当水蒸气撞击冷的超亲水表面时会冷凝形成液滴,这些微小的冷凝液滴在超亲水表面快速扩散,从而形成水膜;水膜可以去除超亲水涂层表面的灰尘和油脂,达到自清洁的效果。
目前自清洁涂层多用于金属防腐领域。比如Deng等通过一步浸涂法制备了烯烃磺酸钠(提供亲水基团)和无机纳米粒子(SiO2和Al2O3)改性的复合涂层,发现该复合涂层具有防雾和自清洁性能,且在磨损试验中表现出优异的耐久性。
Luo等构建了一种基于水性聚氨酯(WPU)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和六甲氧基甲基三聚氰胺(HMMM)的新型防污涂料,使用油性记号笔、水、十六烷、指纹液和生活中常见的液体(牛奶、咖啡、墨水和食用油)考察了涂料的防涂鸦和自清洁特性。
进一步地,自清洁涂层在混凝土涂层领域也有所研究。徐友江以聚丙烯酸酯乳液为原料制备了超疏水聚合物混凝土涂层,发现制得的涂层有良好的表面强度、抗腐蚀性能和耐候性,涂层还具有优异的自清洁性能,表面的污染物可被水流快速带走。
Lu等将疏水性二氧化硅纳米粒子通过硅酮胶与环氧树脂相结合,发现涂有该改性涂层的混凝土可在2.83 kPa负载下完成150次磨损循环,具有较强的机械强度;同时,将荧光石膏粉作为模拟污染物洒在涂层表面后,可以被水流完全洗净,具备稳定的自清洁能力。
目前受到广泛关注的新型涂层不仅具有较好的抗腐蚀性能,还具有自我修复清洁等功能。然而,目前大多数自修复自清洁涂层的研究和应用与金属材料保护相关,其在混凝土涂层领域的广泛应用尚有一段距离。



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