Page 93 - 涂料工业2024年第02期电子刊

王一凡等：超疏水涂层及其功能化研究进展

水涂层发展的必然趋势，会进一步拓宽其应用领域。 安全性、工作稳定性与长效性 [27-29] 。
2. 1 导电超疏水涂层 2. 2 阻燃超疏水涂层

将导电物质如石墨烯、金属纳米颗粒与导电聚 生活中许多基材如棉织物、纸张、泡沫及木材等
合物等引入超疏水涂层中可赋予其导电性。在防覆 具有易燃性，存在火灾隐患。将阻燃性和超疏水性
冰领域，利用电热转换功能和超疏水性可使覆冰快 结合制备的阻燃超疏水涂层能够有效提升材料的阻
速融化并滚落。此外，导电性还有助于消除静电和 燃稳定性、耐水洗性和长效性 。
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起到电磁屏蔽的作用。 Gao 等 通过层层组装法和喷涂法制备了一种
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Chu 等 采用真空抽滤法在聚四氟乙烯（PTFE） 兼有超疏水性、阻燃性和导电性的多功能棉织物。
[25]
膜表面沉积氧化石墨烯（GO），用氢碘酸（HI）溶液还 首先将支化聚乙烯亚胺（b-PEI）处理后的埃洛石纳
原得到 rGO 膜，随后将 rGO 膜转移到双向预拉伸的丙 米管（P-HNTs）和植酸（PA）交替覆盖于棉织物（CF）
烯酸弹性基底上，在释放应力后得到具有褶皱结构 上，接着喷涂十八胺改性羧基化碳纳米管（CNT-
的 rGO 膜。将 rGO 膜浸泡在十六烷基三甲基溴化铵 ODA）聚二甲基硅氧烷（PDMS）杂化涂层，固化后得 健
/
（CATB）和正硅酸乙酯（TEOS）的混合溶液中，利用静 到水接触角达 162°的功能性棉织物（图 4）。由于 b- 康
科
探
工
电吸引力吸附生成的二氧化硅（SiO）颗粒，最后用 PEI 和 PA 之间的 N-P 协同作用和埃洛石纳米管的物 应
2 ·
1H，1H，2H，2H-全氟辛基三氯硅烷（FDTS）进行疏水 理阻隔作用，棉织物表现出优异的阻燃性能，其垂直 学
用
艺
索
安
化修饰，制得导电超疏水涂层，制备过程如图 3所示。 燃烧试验的炭化长度仅为 5. 4 cm。Lin等 将棉织物 全
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技
研
开
该涂层具有明显的微纳米粗糙结构，水接触角达到 浸泡在包含正硅酸乙酯、羟基封端的 PDMS 和聚磷酸 视
161°，滚动角小于 2°，表现出优异的超疏水性。此外， 铵的乙醇溶液中，通过原位溶胶凝胶法在织物表面 ·
究
术
点
发
在 15 V 电压作用下，涂层产生焦耳热，可以实现快速 生成了阻燃超疏水涂层，其水接触角达到 160°，织物 环
融冰除雪。 在垂直燃烧试验中的炭化长度为 8 cm。该方法具有 境
在传感器领域，导电材料能够对外界刺激做出 操作简单、效率高等优点，适宜大规模制备和实际应
响应，达到监测人体运动和生命体征的目的，同时超 用。目前，无机纳米阻燃剂和绿色天然阻燃剂是该
疏水性可有效保障导电物质在潮湿等复杂环境中的 领域的研究热点。
工作稳定性 。在电子设备领域，材料的导电性容易 2. 3 导热超疏水涂层
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受到外界的干扰而降低，进而影响设备的电子屏蔽 大多数超疏水涂层的导热性较差，难以满足航
效能。而在设备表面涂覆导电超疏水涂层，能够减 空航天、电子电气、高频通信等重要领域对关键电子
弱外界对导电性的影响，提升电磁干扰屏蔽材料的 设备高性能化和小型化的需求。对于电子器件来

T?

图3 褶皱导电超疏水涂层的制备示意图
Fig. 3 Schematic illustration for the preparation of wrinkled conductive and superhydrophobic coating

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