混凝土表面有机氟改性纳米二氧化硅/环氧超疏水防护涂层的制备及性能

摘要

[目的]开发一种混凝土超疏水涂层材料，提升混凝土的使用寿命。[方法]以水玻璃作为硅源，通过溶胶-凝胶法制备纳米SiO₂的同时，使用三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷（PFOTES）进行表面改性，获得了有机氟改性纳米SiO₂（F-SiO₂）。采用E-51环氧树脂（EP）作为成膜基质，F-SiO₂作为低表面能物质，酚醛胺T-31作为固化剂，在混凝土表面通过两步涂刷法制备了有机氟改性纳米SiO₂/环氧（F-SiO₂/EP）涂层，分析了混凝土的吸水性能、抗渗透性能、抗碳化性能、抗氯离子渗透性能和抗冻融性能。[结果]F-SiO₂与EP的最佳质量比1∶5,F-SiO₂/EP涂层的静态水接触角和滚动角分别为168.2°和2.3°，表现出超疏水性能。经过紫外老化、砂纸摩擦、酸碱盐腐蚀或350℃高温测试后，该涂层仍表现出超疏水性（静态水接触角大于150°，滚动角小于10°），说明其耐久性优异。在混凝土表面涂刷F-SiO₂/EP涂层有效抑制了水分子和氯离子的渗透，缓解了混凝土的碳化，提升了混凝土的抗水、抗氯离子渗透性能及抗冻融性能。[结论]超疏水F-SiO₂/EP涂层作为一种性能优异的混凝土防护材料，在建筑和道桥领域具有广阔的应用前景。

关键词

有机氟改性纳米二氧化硅 / 三乙氧基–1H,1H,2H,2H–十三氟–N–辛基硅烷 / 改性 / 环氧涂层 / 超疏水 / 混凝土 / 防护