Optimizing ultrasonic spray coating for depositing a superhydrophobic coating with PVDF and nanoparticles

Abstract

Vaak worden luchtspray-systemen gebruikt voor het aanbrengen van coatings. Er wordt echter een grote hoeveelheid inkt verspild. De hoge snelheid waarmee de inkt wordt aangebracht, zorgt ervoor dat een groot deel van het substraat afspringt. Een ultrasoon sproeisysteem daarentegen minimaliseert deze verspilling doordat de inkt met een lage snelheid kan afgeven. Het hoofddoel van deze studie is het formuleren van een superhydrofobe coating terwijl het materiaalverlies wordt geminimaliseerd. Dit wordt nagestreefd door middel van het implementeren van verschillende stapelmethoden. De samenstelling bestaat uit PVDF en/of SiO2-nanopartikels (10-20 nm, 500 nm, 10-20 nm hydrofoob , 20-30 nm door hydrolyse gevormd, 300 nm door hydrolyse gevormd). De glazen substraten worden voorzien van verschillende stapels van coatings, waarna een evaluatie wordt uitgevoerd om hydrofobiciteit te beoordelen op basis van contacthoekmetingen, adhesie-eigenschappen met behulp van een tape-test, en zelfreinigende eigenschappen met behulp van grafietpoeder. Daarnaast wordt microscopische beeldvorming gebruikt om de coating visueel te analyseren. Het onderzoek geeft aan dat de hoogste contacthoek wordt bereikt door enkel nanopartikels als coating te gebruiken. Hierbij werd een contacthoek van 160° bereikt. Echter, deze coating vertoont lage adhesie-eigenschappen. Als deze nanopartikels worden gecombineerd met PVDF, neemt de adhesie sterk toe, terwijl een contacthoek van 150° behouden blijft. Dit vereist echter een hoge concentratie van nanopartikels.