エポキシ樹脂相転移を基盤とした耐摩耗性超二重撥液表面の作製と評価

Wei-hong Zhang ,  

Wu-wu Li ,  

Shi-ying Zhang ,  

Jing Cao ,  

Wen-li Cao ,  

摘要

撥水性および撥油性を兼ね備えた超二重撥液表面は、撥液表面の応用発展において重要なトレンドである。しかし、外部からの摩擦を受けると、この種の表面の微細ナノ粗造構造は摩耗によって二重撥液性が急速に低下または消失する。二重撥液性粉体に高分子接着剤を添加して複合コーティングを構築することは、二重撥液表面の耐摩耗性を向上させる最も一般的な方法であるが、接着剤により粉体が包埋されるため効果は必ずしも良好でない。本研究は、性能の良好な超二重撥液ナノ粉体を自主合成した基礎の上で、良溶媒に溶解した高分子接着剤が不良溶媒中で相転移して球状形態を示す性質を利用し、エポキシ樹脂溶液を超二重撥液ナノ粉体が分散した不良溶媒中に滴下し、相転移を誘発した後、超音波処理を行い、撥液ナノ粉体がエポキシ樹脂相転移液滴表面に緻密に包接されて細かく安定したピカリング乳液滴を形成させた。次いで噴霧硬化により多層コアシェル微小球からなる超二重撥液コーティングを得た。コアシェル微小球表面に二重撥液粉体が存在することで接着剤の存在による性能低下が抑えられ、多層自己相似構造によりコーティングは優れた耐摩耗性を備えた。厚さ約60μmのコーティングは、200gの負荷下で400番のサンドペーパー表面摩擦60回(総行程約1650cm)後も良好な超撥水性および一定程度の撥油性を保持した。原理的に本手法は、不良溶媒中で相転移を起こす高分子接着剤であれば任意に適用可能であり、耐摩耗性超撥水/超二重撥液コーティングの作製および応用に参考となる方向性を示した。

关键词

エポキシ樹脂;超二重撥液表面;耐摩耗性;相転移;ピカリング乳液;自己相似構造

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