超疏水自洁涂料与超亲水自洁涂料的区别

自洁涂料按水落在其涂层表面的形态分为超疏水自洁涂料和超亲水自洁涂料。

首先我们需要解释一下什么是自洁？自洁即自清洁，自清洁技术是指具备自我净化清洁能力的技术，这项技术的研究最早开展于上个世纪七、八十年代，通常把玻璃、瓷砖、水泥等等建筑材料作为基材。

在光伏太阳能发电领域的应用，主要是在光伏组件用玻璃面板表面使用自清洁技术，使玻璃发生物理或化学反应，从而不再需要通过传统的人工清洗方法，而在自然雨水的冲刷下达到自我清洁状态。自清洁技术的载体为光伏组件玻璃面板，自清洁材料以“膜层”或“涂层”的状态与玻璃进行结合，呈现自清洁效果。具备这种自清洁能力的玻璃业界称为“自清洁玻璃”，安装这种玻璃的组件为“自清洁组件”。

自清洁技术的分类主要是按照其侵润性，应用在玻璃基材上可分为超亲水性自清洁玻璃和超疏水性自清洁玻璃。

超亲水和超疏水的区别如下图所示：

由上图可知，WCA为固体表面与水的接触角，接触角大于90°时为疏水性表面，当水在固体表面的接触角小于90°时，我们称其为亲水性表面，普通玻璃与水的接触角为30°～40°，所以玻璃很容易形成水珠，并且水珠不易滑落，在水干燥过程中，又极易吸附空气中的灰尘，干燥后形成水痕，长期积累形成污垢。

当使用某种技术，使接触角大于150°时为超疏水表面，通过涂层表面乳突纳米结构使水滴极易从玻璃表面滚落，形成我们俗称的“荷叶效应”。反之，小于5°时为超亲水表面。水滴落在玻璃表面后，均匀的铺展开，和玻璃表面达到最大接触面积，在重力作用下更易带走大片的污染物。这样用更少的清水或雨水就可以将太阳能电池板光伏组件表面的灰尘、沙土清除。

目前，市场上所使用的技术绝大多数为疏水技术，疏水技术虽能实现一定程度的自清洁效果，但存在以下两点普遍问题：

1、通过改变材料表面纳米形貌使膜层疏水，疏油性却不好，而电站现场很多灰尘和污染物都含有油性物质，油性物质极易粘附在玻璃表面。同时，由于涂层表面疏水，下雨或冲洗时，水又很难和大面积的油性物质接触而将其带走。因此，疏水膜层通常具有较差的自清洁能力。

2、多年来业界一直公认疏水基团非常容易与环境作用，在半年内逐渐失去疏水效果，无法保证长期使用寿命，从而无法保证真正意义上的自清洁效果，不如亲水性材料。

超疏水自洁涂料

超疏水自洁涂料是指水落在该材料表面，水滴接触角大于110度，从外观上看水在该材料表面会形成水珠，如果是在立面上，水珠会在重力的作用下滚落，即不粘水。

超疏水自洁涂料分为有机硅树脂类纳米涂料和氟碳型纳米涂料。

有机硅树脂类纳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们肉眼看不见的凹凸不平的小孔和毛细孔，使得材料表面光滑均匀，对水也有很强的排斥作用。缺点是附着性差，不耐摩擦，寿命短，而且不可防油（户外的空气里面是含有油分的，特别是一些大城市以及工业区，因为汽车和工厂排出的尾气是含有油分的）。

氟碳型纳米涂料的特点是表面能（表面张力）极低（<10 mN/m)，经过这种材料处理过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结成共价键，附着性强，可以广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难以附着，含油的污液或者油墨（包括涂鸦，不干胶等）也难以附着。缺点是价格较高，且国内的氟碳型涂料水滴接触角做不到110度，一般都是90度左右，所以只有大的水珠才能滚落，小的水珠（用喷壶喷出来的）根本滚不下来，比如青山新材用于电路板超疏水防潮的R系列产品就属于氟材料纳米涂层，材料自日本进口，接触角超过115度，而国内同类产品相对性能要弱一些。

超亲水自洁涂料

超亲水自洁涂料是指水落在该材料表面，水滴接触角小于10度，从外观上看即水在该材料表面不会形成水滴而是水膜，另外，超亲水材料跟水的亲和力远大于跟灰尘以及其他脏污的亲和力，所以在下雨或有用水冲的情况下会优先跟水结合，这就是为什么水可以渗透到脏污下面，把脏污从超亲水自洁涂层分离开。

超亲水自洁涂料又分为无机纳米硅超亲水自洁涂料和纳米二氧化钛型超亲水自洁涂料

无机纳米硅超亲水自洁涂料，其特点是超亲水、防静电（防灰尘）、防霉抗菌、施工简单易学、常温急速干燥（5分钟内）、一次施工5年长期有效，其缺点是分解油污能力较弱。

纳米二氧化钛型超亲水自洁涂料，其特点是超亲水、防油污、防霉抗菌，其缺点是纳米二氧化钛必须要有阳光照射更准确的说是要太阳光中的紫外线的激发才可以起作用，所以它对阳光的依赖性很大，在晚上、阴雨天或者建筑物的背光面效果都不好，由于纳米二氧化钛的强氧化性，它也不能使用在有机物表面。

很显然，在表面自洁方面纳米超亲水涂料比纳米超疏水涂料更有优势一些，青山新材太阳能电池板表面光伏玻璃的自洁防静电涂料的水滴接触角小于5度，防污自洁性能突出。