Surface tension modification of organic coating by silica additives

Surface modification of the bulk solid had received tremendous attention in the recent year due to high potential for wide range of applications. In particular, specific material behavior such as thermal resistance, optical properties, and wettability could be achieved by modifying surface without changing the properties of the bulk. This study focuses on achieving hydrophilic behavior of Aluminum surface by organic coating. By roughness based modification approach, organic coating with various forms of silica additives includes Hydroxylated-SiO2, Colloidal SiO2 and Tetraethylorthosilicates (TEOS) at different concentration were employed to perform hydrophilic behavior. Coating solution was formulated by simple stirring process at room temperature condition. Dip coating procedure was implemented as coating application method and followed by fast curing. The properties and performance of the hydrophilic coating was examined by Optical Contact Angle (OCA) test, Fourier Transformed Infrared (FTIR) Spectroscopy, Atomic Force Microscopy (AFM), Profilometer test and Stereoscopic Microscope test. From chemical structure point of view, IR spectra reported that hydrophilicity of the coating corresponds to the presence of polar groups; hydroxyl, –OH, Silanol, Si–OH, and amine, –NH2. Roughness control by AFM and profilometer reported that the surface profile of coating was represented by Ra about 0.3 μm, Sm about 0.090 mm, and α about 3⁰, whereas the roughness was at the value of 15 nm for the coating containing TEOS, and 7 nm for Hydroxylated-SiO2 and colloidal SiO2 additives. The higher the roughness, The better the hydrophilic performance. Based on the this study, the 0.6% of colloidal SiO2 additive provided the best hydrophilic performance due to the presence of polar functional groups and high roughness which was confirmed by CA value about 25.35⁰. The coating containing 0.6% colloidal SiO2 lose it hydrophilic property after washing and performed slightly similar to unwashed acrylic coating without SiO2 additives.

Modificazione superficiale della massa solida aveva ricevuto enorme attenzione negli ultimi anni rappresenta dovuto alto potenziale per un'ampia gamma di applicazioni. In particolare, il comportamento del materiale specifico come resistenza termica, proprietà ottiche, e bagnabilità potrebbe essere ottenuto modificando superficie senza modificare le proprietà della massa. Questo studio si concentra sul raggiungimento comportamento idrofilo totali alluminio da rivestimento organico. Dall'approccio modifica rugosità base, rivestimento organico con varie forme di additivi di silice comprende idrossilati-SiO2, colloidale SiO2 e Tetraethylorthosilicates (TEOS) a concentrazione differente sono stati impiegati per eseguire comportamento idrofilo. Soluzione di rivestimento è stata formulata per semplice processo di agitazione a temperatura ambiente condizione. Procedura dip-coating è stato implementato come metodo di applicazione di rivestimento e seguita da rapido indurimento. Le proprietà e le prestazioni del rivestimento idrofilo è stata esaminata da Optical Angolo di contatto statico (OCA), Fourier Trasformata Infrarosso (FTIR) Spettroscopia, Microscopia a Forza Atomica (AFM), prova Profilometro e Stereoscopico Microscopio. Dal punto di vista struttura chimica, spettri IR riferito che idrofilia del rivestimento corrisponde alla presenza di gruppi polari; ossidrile, -OH, silanolo, Si-OH, e ammina, -NH2. controllo rugosità mediante AFM e profilometro riferito che il profilo superficiale di rivestimento è stata rappresentata da Ra circa 0,3 um, Sm circa 0,090 millimetri, e a circa 3⁰, mentre la rugosità era pari al valore di 15 nm per il rivestimento contenente TEOS e 7 nm per Hydroxylated-SiO2 e SiO2 colloidali. Maggiore è la rugosità, la migliore è la prestazione idrofilo. Sulla base del presente studio, il 0,6% di additivo colloidale SiO2 fornito la migliore prestazione idrofilo a causa della presenza di gruppi funzionali polari e alta rugosità confermata con CA valore circa 25.35⁰. Il rivestimento contenente 0,6% colloidale SiO2 perderla proprietà idrofila dopo il lavaggio ed eseguito leggermente simile non lavati rivestimento acrilico senza additivi SiO2.