超疏水自潔涂料與超親水自潔涂料的區(qū)別

自潔涂料按水落在其涂層表面的形態(tài)分為超疏水自潔涂料和超親水自潔涂料。

首先我們需要解釋一下什么是自潔？自潔即自清潔，自清潔技術(shù)是指具備自我凈化清潔能力的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的研究最早開(kāi)展于上個(gè)世紀(jì)七、八十年代，通常把玻璃、瓷磚、水泥等等建筑材料作為基材。

在光伏太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用，主要是在光伏組件用玻璃面板表面使用自清潔技術(shù)，使玻璃發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)，從而不再需要通過(guò)傳統(tǒng)的人工清洗方法，而在自然雨水的沖刷下達(dá)到自我清潔狀態(tài)。自清潔技術(shù)的載體為光伏組件玻璃面板，自清潔材料以“膜層”或“涂層”的狀態(tài)與玻璃進(jìn)行結(jié)合，呈現(xiàn)自清潔效果。具備這種自清潔能力的玻璃業(yè)界稱為“自清潔玻璃”，安裝這種玻璃的組件為“自清潔組件”。

自清潔技術(shù)的分類主要是按照其侵潤(rùn)性，應(yīng)用在玻璃基材上可分為超親水性自清潔玻璃和超疏水性自清潔玻璃。

超親水和超疏水的區(qū)別如下圖所示：

由上圖可知，WCA為固體表面與水的接觸角，接觸角大于90°時(shí)為疏水性表面，當(dāng)水在固體表面的接觸角小于90°時(shí)，我們稱其為親水性表面，普通玻璃與水的接觸角為30°～40°，所以玻璃很容易形成水珠，并且水珠不易滑落，在水干燥過(guò)程中，又極易吸附空氣中的灰塵，干燥后形成水痕，長(zhǎng)期積累形成污垢。

當(dāng)使用某種技術(shù)，使接觸角大于150°時(shí)為超疏水表面，通過(guò)涂層表面乳突納米結(jié)構(gòu)使水滴極易從玻璃表面滾落，形成我們俗稱的“荷葉效應(yīng)”。反之，小于5°時(shí)為超親水表面。水滴落在玻璃表面后，均勻的鋪展開(kāi)，和玻璃表面達(dá)到最大接觸面積，在重力作用下更易帶走大片的污染物。這樣用更少的清水或雨水就可以將太陽(yáng)能電池板光伏組件表面的灰塵、沙土清除。

目前，市場(chǎng)上所使用的技術(shù)絕大多數(shù)為疏水技術(shù)，疏水技術(shù)雖能實(shí)現(xiàn)一定程度的自清潔效果，但存在以下兩點(diǎn)普遍問(wèn)題：

1、通過(guò)改變材料表面納米形貌使膜層疏水，疏油性卻不好，而電站現(xiàn)場(chǎng)很多灰塵和污染物都含有油性物質(zhì)，油性物質(zhì)極易粘附在玻璃表面。同時(shí)，由于涂層表面疏水，下雨或沖洗時(shí)，水又很難和大面積的油性物質(zhì)接觸而將其帶走。因此，疏水膜層通常具有較差的自清潔能力。

2、多年來(lái)業(yè)界一直公認(rèn)疏水基團(tuán)非常容易與環(huán)境作用，在半年內(nèi)逐漸失去疏水效果，無(wú)法保證長(zhǎng)期使用壽命，從而無(wú)法保證真正意義上的自清潔效果，不如親水性材料。

超疏水自潔涂料

超疏水自潔涂料是指水落在該材料表面，水滴接觸角大于110度，從外觀上看水在該材料表面會(huì)形成水珠，如果是在立面上，水珠會(huì)在重力的作用下滾落，即不粘水。

超疏水自潔涂料分為有機(jī)硅樹(shù)脂類納米涂料和氟碳型納米涂料。

有機(jī)硅樹(shù)脂類納米涂料涂在基材表面，由于涂料本身具有疏水特性，加上涂料可以填平我們?nèi)庋劭床灰?jiàn)的凹凸不平的小孔和毛細(xì)孔，使得材料表面光滑均勻，對(duì)水也有很強(qiáng)的排斥作用。缺點(diǎn)是附著性差，不耐摩擦，壽命短，而且不可防油（戶外的空氣里面是含有油分的，特別是一些大城市以及工業(yè)區(qū)，因?yàn)槠嚭凸S排出的尾氣是含有油分的）。

氟碳型納米涂料的特點(diǎn)是表面能（表面張力）極低（<10 mN/m)，經(jīng)過(guò)這種材料處理過(guò)的基材不光疏水更可疏油，而且由于氟碳型涂料的分子可以和基材表面分子結(jié)成共價(jià)鍵，附著性強(qiáng)，可以廣泛用在基材如玻璃陶瓷，木材，石材和混凝土上，使得含水的污液和酸雨難以附著，含油的污液或者油墨（包括涂鴉，不干膠等）也難以附著。缺點(diǎn)是價(jià)格較高，且國(guó)內(nèi)的氟碳型涂料水滴接觸角做不到110度，一般都是90度左右，所以只有大的水珠才能滾落，小的水珠（用噴壺噴出來(lái)的）根本滾不下來(lái)，比如青山新材用于電路板超疏水防潮的R系列產(chǎn)品就屬于氟材料納米涂層，材料自日本進(jìn)口，接觸角超過(guò)115度，而國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品相對(duì)性能要弱一些。

超親水自潔涂料

超親水自潔涂料是指水落在該材料表面，水滴接觸角小于10度，從外觀上看即水在該材料表面不會(huì)形成水滴而是水膜，另外，超親水材料跟水的親和力遠(yuǎn)大于跟灰塵以及其他臟污的親和力，所以在下雨或有用水沖的情況下會(huì)優(yōu)先跟水結(jié)合，這就是為什么水可以滲透到臟污下面，把臟污從超親水自潔涂層分離開(kāi)。

超親水自潔涂料又分為無(wú)機(jī)納米硅超親水自潔涂料和納米二氧化鈦型超親水自潔涂料

無(wú)機(jī)納米硅超親水自潔涂料，其特點(diǎn)是超親水、防靜電（防灰塵）、防霉抗菌、施工簡(jiǎn)單易學(xué)、常溫急速干燥（5分鐘內(nèi)）、一次施工5年長(zhǎng)期有效，其缺點(diǎn)是分解油污能力較弱。

納米二氧化鈦型超親水自潔涂料，其特點(diǎn)是超親水、防油污、防霉抗菌，其缺點(diǎn)是納米二氧化鈦必須要有陽(yáng)光照射更準(zhǔn)確的說(shuō)是要太陽(yáng)光中的紫外線的激發(fā)才可以起作用，所以它對(duì)陽(yáng)光的依賴性很大，在晚上、陰雨天或者建筑物的背光面效果都不好，由于納米二氧化鈦的強(qiáng)氧化性，它也不能使用在有機(jī)物表面。

很顯然，在表面自潔方面納米超親水涂料比納米超疏水涂料更有優(yōu)勢(shì)一些，青山新材太陽(yáng)能電池板表面光伏玻璃的自潔防靜電涂料的水滴接觸角小于5度，防污自潔性能突出。