第31卷第3期淮阴工学院学报Vol.31No.32022年6月JournalofHuaiyinInstituteofTechnologyJun.2022
外墙涂料作为保护和装饰的一种重要材料，
具有价格低廉、色彩丰富、环保等优点，目前已在
建筑行业被广泛应用［1］。与内墙涂料相比，对其在
装饰性、耐沾污性、耐洗刷性和耐霉变性方面都提
出了更高的要求［2］。涂料最早可追溯至18世纪末
期的英国，其主要是通过天然物质和已建立的有
机化学来合成得到；20世纪后，以天然高聚物和石
油化工产品为原料人工合成出了诸如醇酸涂料等新产品，但挥发性有机化合物的大量排放，易导致
环境的重度污染和致癌物质的产生［3-6］。近年来，
水性涂料的迅速发展使得高性能外墙水性涂料具
有广阔的应用前景，它具有价格低廉，施工方便，
便于运输及贮存等特点，但低耐候性和低耐沾污
性常常引起外墙表面的开裂和脱落［7-9］。纳米材料
系微观粒子与宏观物体过渡的区域，具有新异的
物化特性，在水性涂料中利用纳米材料本身尺寸纳米二氧化硅含量对水性外墙涂料性能的影响
刘怡然
（滁州学院土木与建筑工程学院，安徽滁州239000）
摘要：通过溶胶-凝胶法自主合成出平均粒径为80nm的二氧化硅球，其良好的分散性和纳米特性被用于涂层材料中，表现出了良好的综合性能。通过FESEM和TEM分析显示：与普通水性涂料相比添加纳米SiO2的涂层材料表面较为平整；在
耐沾污性测试中，当SiO2的添加量为5%（质量分数）时，其耐沾污性为2.1%（反射系数），相较于普通涂层耐沾污性提高了
近92.3%；与之相对应的耐洗刷性能也达到了8560次。经力学性能测试发现：当纳米SiO2添加量达到5%（质量分数）时，所
对应的拉伸强度为1.21MPa，与之相对应的硬度则为0.75。纳米SiO2对于改善涂层材料的综合性能具有重要作用，且其最
佳的添加量为5%。关键词：外墙涂料；纳米SiO2；溶胶-凝胶法
中图分类号：TQ630.7文献标志码：A文章编号：1009-7961（2022）03-0026-05
疏水性二氧化硅的特点
疏水性二氧化硅是一种常见的纳米材料，具有许多独特的特点和应用。疏水性意味着它不吸附水分，具有极好的防水性能。在本文中，我们将深入探讨疏水性二氧化硅的特点，包括其表面性质、应用领域以及未来发展前景。
一、疏水性二氧化硅的表面性质
疏水性二氧化硅具有疏水表面，这是由于其表面涂覆有有机分子或聚合物薄膜所致。这些有机分子或聚合物能够阻止水分子的吸附和渗透，使疏水性二氧化硅具有很强的抗水性能。疏水性表面还具有低表面能和高接触角的特点，使得其在应用中能起到很好的防水、防污染和防腐蚀的作用。
二、疏水性二氧化硅的应用领域
1. 高效涂层材料：疏水性二氧化硅广泛应用于各种涂层材料中，用于增强涂层的抗水性、耐磨性和耐酸碱性能。这些涂层可以应用在建筑、汽车、船舶等领域，提供出色的防水和耐久性。
2. 纳米过滤材料：疏水性二氧化硅微纳米颗粒可以用于制备高效的纳米过滤膜，用于分离和过滤微小颗粒和有机物。这些纳米过滤膜可以应用于水处理、废气处理和生物医学领域，具有广阔的应用前景。
3. 石油开采：疏水性二氧化硅纳米粒子被广泛应用于油田开发中，用于增强油井渗透性和提高油藏采收率。疏水性二氧化硅纳米粒子能够填充岩石孔隙和裂缝，阻止水的渗透，从而提高油藏的有效采收率。
4. 生物医学材料：疏水性二氧化硅被广泛应用于生物医学领域，用于制备纳米药物载体和组织工程支架。疏水性二氧化硅微纳米颗粒具有良好的生物相容性和稳定性，能够有效地载药和释放药物，在肿瘤治疗和组织修复等方面具有重要的应用潜力。
三、未来发展前景
疏水性二氧化硅的研究和应用在近年来取得了显著的进展，但仍然存在一些挑战和机遇。随着纳米技术的发展和市场需求的增长，疏水性二氧化硅在涂层、过滤、油田开采和生物医学等领域的应用将会进一步拓展。
然而，疏水性二氧化硅的制备和功能化仍然面临一些挑战，如制备工艺的优化、材料性能的稳定性和可控性的提升等。疏水性二氧化硅的环境影响和生物安全性也需要进一步研究和评估，以确保其可持续发展和安全应用。
超疏水涂料的分类
超疏水涂料是一种具有特殊表面性能的涂料，它可以使涂覆
物表面具有非常低的表面能，从而使水滴在其表面上形成珠
状，而不是平铺在表面上。根据不同的分类标准，超疏水涂
料可以分为以下几类：
1.无机超疏水涂料：主要由无机纳米材料制成，如二氧化硅、
氧化锌等。这些材料具有较高的表面能和硬度，可以提高涂
料的耐磨性和耐久性。
2.有机超疏水涂料：主要由有机高分子材料制成，如聚氨酯、
聚酯等。这些材料具有较好的柔韧性和延展性，可以提高涂
料的附着力和抗冲击性。
3.纳米复合超疏水涂料：将无机纳米材料和有机高分子材料
复合而成，兼具两者的优点，可以提高涂料的综合性能。
4.功能性超疏水涂料：除了具有超疏水性能外，还具有其他
特殊的功能，如防腐蚀、抗菌、自清洁等。这些涂料可以根
据具体的应用需求进行定制。5.涂料类型：超疏水涂料可以是水性、溶剂型或无溶剂型，
具体取决于其配方和用途。水性超疏水涂料通常更环保，而
溶剂型或无溶剂型可能具有更好的耐化学性和机械性能。
需要注意的是，超疏水涂料的性能和分类可能因具体的应用
领域和要求而有所不同。以上分类仅为一般情况下的常见分
类方式，具体的超疏水涂料可能会有更详细的特点和用途。
疏水气相纳米二氧化硅
疏水气相纳米二氧化硅是一种具有疏水性质的气相合成的纳米材料。它具有独特的表面性质和广泛的应用潜力。本文将介绍疏水气相纳米二氧化硅的合成方法、表面性质及其在不同领域的应用。
疏水气相纳米二氧化硅的合成方法多种多样，常见的方法包括溶胶-凝胶法、水热法、气相法等。其中，溶胶-凝胶法是一种常用且较为简便的方法。通过控制溶胶中硅源的浓度、酸催化剂的种类和浓度、水解和缩合反应的温度和时间等条件，可以合成出具有不同形貌和尺寸的纳米二氧化硅。此外，还可以通过添加表面活性剂、功能化修饰剂等手段来调控疏水性能。
疏水气相纳米二氧化硅具有优异的表面性质，主要表现在两个方面：一是具有较大的比表面积和丰富的表面官能团，这使得其具有良好的吸附性能和催化活性；二是具有疏水性能，即其表面对水有较强的排斥作用。这种疏水性质使得疏水气相纳米二氧化硅在油水分离、催化反应、生物医药等领域具有广泛的应用前景。
在油水分离领域，疏水气相纳米二氧化硅可以作为吸附材料用于油污水处理。其疏水性质可以使其选择性吸附油类物质，从而实现油水分离。此外，疏水气相纳米二氧化硅还可以作为油水分离膜材料的添加剂，改善膜材料的疏水性能和抗污染性能。
在催化反应领域，疏水气相纳米二氧化硅可作为载体用于催化剂的负载。其大比表面积和丰富的表面官能团可以提供更多的活性位点，从而增强催化剂的催化活性。此外，疏水性质可以使其在液相催化反应中具有良好的稳定性和选择性。
在生物医药领域，疏水气相纳米二氧化硅可以用于药物传递和生物成像。由于其疏水性质和良好的生物相容性，可以将药物包载在纳米二氧化硅上，以提高药物的溶解度和稳定性，并实现靶向输送。此外，疏水气相纳米二氧化硅还可以作为荧光探针用于生物成像，通过修饰不同的荧光染料或靶向分子，实现对生物样品的高灵敏度检测和显影。
疏水气相纳米二氧化硅是一种具有独特表面性质和广泛应用潜力的纳米材料。通过合适的合成方法和调控手段，可以制备出具有不同形貌和尺寸的疏水气相纳米二氧化硅。其疏水性质使其在油水分离、催化反应、生物医药等领域具有重要的应用价值。随着纳米科技的发展，相信疏水气相纳米二氧化硅将在更多领域展现出其独特的优势和潜力。
