电弧喷涂Zn-Al合金与硅氧烷自组装制备超疏水涂层

摘要

采用电弧喷涂技术在Q235钢板上构筑了具有粗糙结构表面的Zn-Al合金涂层,利用硅氧烷对其进行表面改性处理,得到具有超疏水特性的Zn-Al涂层.利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、激光共聚焦蔡司光学仪(ZEISS)研究喷涂工艺对涂层表面形貌的影响,利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)技术研究涂层材料与硅氧烷的结合机理,采用表面接触角仪(OCA20)评价涂层的疏水性能.结果表明;当喷涂电压固定时,涂层表面的粗糙度随着送丝速度的增加而呈现先增大后减小的变化趋势;当送丝速度固定时,涂层表面粗糙度随着电压的增大呈现出先增大后减小的变化趋势,其中当喷涂电压40V、送丝速度6.5cm/s时喷涂涂层的均方根粗糙度最大可达12.457μm.利用硅氧烷对涂层表面进行处理,FTIR、XPS分析结果表明硅氧烷与涂层结合机理是由硅氧烷水解后的羟基与基体的羟基通过脱水缩合而"生长"在Zn-Al涂层表面;接触角测试结果表明:接触角随着Zn-Al涂层粗糙度的增加而增大,其中当粗糙度为12.457μm时接触角可增至151.06°,滚动角小于10°.