Page 155 - 2016涂料产业研究报告
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同而造成漆膜的污染。同时，漆膜在湿热条件下，霉菌藻 过2种方法可实现荷叶效应，一种是加入超强疏水剂，如
类的生长也对漆膜造成污染，使漆膜的装饰性下降。 氟硅类表面活性剂，使涂膜表面具有超低表面能，灰尘不
根据以上导致真石漆耐沾污性差的原因，要解决其耐 易粘附；另外一种是模拟荷叶表面的凹凸微观结构设计涂
沾污性问题，需要从漆膜的亲水憎水性和结构致密性角度 膜表面，降低污染物与涂膜的接触面积，使污染物不能粘
加以解决。目前研究已经发现，涂料用聚合物组分的水敏 附在涂膜表面，而只能松散地堆积在涂膜表面，从而易于
感性和水汽渗透性之间的良好搭配对涂层的耐沾污性具有 被雨水冲刷干净。
重要影响。下面具体分析目前所采用的技术路线对真石漆 目前，荷叶效应在指导人们进行超疏水自清洁表面设
耐沾污性的影响。 计方面取得了广泛的应用。Martin Wulf等人分析了水滴
在微观粗糙涂层表面润湿的热动力学过程，并将该理论移
2．技术路线分析 植到汽车清漆中，利用氟或蜡助剂赋予涂层疏水性，采用
真石漆由于其本身装饰特点所限，其配方中需要添加 无机粒子或触变性基料构建微观粗糙结构，结果显示在粗
大量的天然石粉，表面粗糙，乳液含量较低，本身的耐沾 糙结构表面，水不仅具有较高的静态接触角，而且滚动角
污性都比较差，所以都需要通过罩面来解决其耐沾污性， 很低，经雨水冲刷，灰尘很容易被洗净。Degussa公司的
通过笔者多年观察纯粹从耐污角度出发，如果用罩面漆， Edwin Nun等人在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中加入适量的
不同类型乳液虽然耐沾污有所区别，但其实相差不大，按 超疏水性纳米颗粒，构建出接触角>150°而滚动角<2°的
国标GB9780-2014测试基本都在40%左右。 微观粗糙疏水表面。Ashley Jones等人利用聚二甲基硅氧
图1 未罩面的真石漆耐沾污性 烷(PDMS)上的羟基与纳米氧化硅表面存在的硅醇基反应将
PDMS接枝在纳米氧化硅颗粒上制备有机／无机杂化涂层，
AFM涂层形貌观测表明：氧化硅的加人大大提高了涂层表
面的粗糙度，使PDMS的表面接触角最高可达172°，并且
可通过氧化硅的掺量来控制表面的疏水性。
市面上比较多的就是美国瑞德化学的8861；瓦克化学
的有机硅添加剂1306，有机硅乳液BS43N；BYK—Chemical
开发的BYK Silclean 3700荷叶效应助剂等（图2）。
需要指出的是，大量实际事例证明，疏水性涂膜，如
含硅，甚至含氟乳液制得的涂膜，并不是在所有的环境下
都表现出比一般乳液制得的罩面漆有更好的耐沾污性。在
为了解决真石漆耐污差的问题，涂料技术人员进行不 一些空气湿度较大的环境中，如在我国中部和南方一些城
少尝试，主要设计路线有超疏水荷叶技术、自分层技术、 市，含硅罩面漆的涂膜并没有显示出许多文章理论上分析
微粉化技术和纳米催化技术，亲水乳液技术等。 介绍的优越性。因为存在“雨筋”其被污染的程度比一般
2.1 荷叶疏水乳液技术 纯丙或苯丙罩面漆涂膜更为严重。
自然界很多植物叶子表面存在自清洁功能，最典型的 2.2自分层技术理论
就是荷叶。德国波恩大学的W Barthlott和C Nein—huis系 “自分层涂料”的概念由W Funke于1976年提出。20世纪
统研究了荷叶表面的自清洁效应，发现荷叶表层生长着纳 90年代欧洲涂料聚合物委员会共同建立了名为Brite—Euram
米级的蜡晶，使荷叶表面具有超疏水性，同时荷叶表面的 的项目，联合不同国家的7个实验室对自分层涂料的理论和
微米乳突等形成微观粗糙表面，超疏水性和微观尺度上的 应用进行了系统的研究。其思路是利用性能有差异的多种成
粗糙结构赋予了荷叶“出污泥而不染”的功能，也就是荷 膜物质组成的涂料体系，一次涂覆在底材上时，在介质挥发
叶效应(Lotus—effect)。 或固化过程中，能自发产生相分离和迁移，形成的涂膜组成
荷叶效应的涂膜，必须同时具备3方面的特性：具有低 和性质呈梯度性连续变化；其优点是具有明显的经济优势，
表面能的疏水性表面；合适的表面粗糙度；低滑动角。通 层与层之间附着力更强。涂料自分层的动力主要来源于各相
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