PTFE_PPS复合超疏水涂层的制备与表征_王浩

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1、第7卷第3期过程工程学报Vol.7No.32007年6月TheChineseJournalofProcessEngineeringJune2007PTFE-PPS复合超疏水涂层的制备与表征王浩，王昌松，陈颖，冯新，陆小华(南京工业大学化学化工学院，江苏南京210009)摘要：通过喷涂工艺在铝基片表面制备出聚四氟乙烯(PTFE)−聚苯硫醚(PPS)复合超疏水涂层，该复合涂层具有与荷oo叶表面类似的二次结构，与水的静态接触角为155，滚动角为7.与纯PTFE超疏水涂层相比，PTFE涂层中引入PPS后，涂层的粘附力从5级提高到1级，铅笔硬度从4B

2、提高到4H，柔韧性从(10±0.1)mm提高到(1±0.1)mm，可以更好地满足工业应用要求.关键词：聚四氟乙烯；聚苯硫醚；超疏水；复合涂层中图分类号：TB383;O647文献标识码：A文章编号：1009−606X(2007)03−0624−041前言2实验o超疏水涂层(与水的接触角大于150，滚动角小于2.1原料和仪器o10)具有自清洁、抗污染等性能，有着巨大的应用前景.PTFE乳液[固含量60%(ω)，型号JF-4DCW]由浙江如用在轮船的外壳上，可以防止海水腐蚀，减少水对船巨化股份有限公司提供，PPS粉末(500目,25µm)由四体的

3、阻力；用于石油管道的运输过程中，可以防止石油川德阳科技股份有限公司提供，分散剂为0.5%(ω)非离[1−3]对管道壁的粘附，从而减少运输过程中的能耗等.子型表面活性剂Fritonx-100的水溶液，Fritonx-100由聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)的表面美国杜邦公司提供，铝片(纯度≥99.5%)由上海嘉云铝材[4]能低，具有良好的疏水性.通过离子镀技术、等离子有限责任公司提供.[5][6]技术、超细PTFE粉末喷涂等方法均可以制备PTFEF75型喷枪，台湾得力气动工具有限公司；高温电[7]超疏水涂

4、层.但是这些方法工艺复杂，制备成本较高.热鼓风干燥箱，南京实验仪器厂；.JC2000A静滴接触角本课题组以PTFE乳液和无机纤维为原料，通过喷涂工/界面张力测量仪，上海中晨数字设备有限公司；[8]艺已成功制备出大面积、低成本的PTFE超疏水涂层.JSM5600LV型扫描电子显微镜，日本电子株式会社.但是无机纤维在PTFE乳液中易沉降，进而造成喷涂不2.2涂层制备均，并且这种超疏水涂层与金属基体的粘附力仍较差，用800目(18µm)金相砂纸打磨除去铝片表面氧化难以满足实际应用要求.层，再经过酸洗、碱洗、乙醇洗、水洗，烘干备用.聚苯硫醚(Pol

5、yphenyleneSulfide,PPS)是一种综合底层涂层的制备：将20%(ω)的PPS粉末均匀地分[9]性能优异的耐高温树脂粘结剂，PPS中S原子的孤对散在80%(ω)分散剂中制成悬浮液；用浸渍法使PPS颗电子可与金属离子发生配位，生成一定数量的多核大分粒均匀分布在铝片表面，80℃下烘干10min；将涂覆子配合物，使PPS涂层与金属基体间有着优异的粘附力PPS的铝片在320∼380℃下塑化1h后，随炉冷却.[10].因此，将PPS引入到PTFE涂层中可以增加涂层与面层涂层的制备：用喷枪将PTFE乳液均匀地喷涂[11]金属的粘附力.文献

6、报道的PPS−PTFE复合涂层一般在底层表面(喷涂过程中喷枪压力为0.2∼0.3MPa，枪口[11,12]o作为防腐、不粘或耐磨涂层使用，尚未见该复合涂与工件距离25cm，喷涂角度45)，80℃下烘干10min.层具有超疏水性的报道.重复上述操作数次.将喷涂后的复合涂层在(370±5)℃本研究拟在PTFE涂层与铝基片表面间引入PPS底下塑化8h后得到粗糙的复合涂层.层制备复合超疏水涂层.用SEM和EDX.对复合涂层的2.3样品表征形貌和组成进行表征，按照国家标准对复合涂层的常规用扫描电子显微镜观察复合涂层的表面形貌和断性能进行测试.面，并对

7、涂层断面进行能谱分析；用JC2000A静滴接触收稿日期：2006−10−17，修回日期：2006−12−19基金项目：国家自然科学重点基金资助项目(编号：20236010；20246002)；国家重点基础研究发展计划(973)基金资助项目(编号：2003CB615700)；国家杰出青年科学基金资助项目(编号：29925616)；海外青年学者合作研究基金资助项目(编号：20428606)；江苏省自然科学重点基金前期预演基金资助项目(编号：BK2004215)；江苏省高等学校研究生创新基金资助项目作者简介：王浩(1981−)，男，江苏省海安县人

8、，硕士研究生，材料化学工程专业；陆小华，通讯联系人，Tel:025-83587205,E-mail:xhlu@njut.edu.cn.第3期王浩等：PTFE−PPS复合超疏水涂层