Sol gel synthesis of TEOS-SiO2-PDMS hydrophobic film for ceramic coating

Abstract

Sol gel synthesis for ceramic hydrophobic coating was studied. Tetraethyl orthosilicate (TEOS) and Polydimethylsiloxane, (PDMS) were used to form the hydrophobic gel. Silica nano-particles, 12 and 20 nm, at 0.5, 5.0, or 10 wt.% and heat treatment at temperature 300 or 400^๐C were varied in the synthesis of the hydrophobic and transparent films. The contact angle was used to measure the hydrophobic property and the transmittance was used to measure the transparent property of the films. The study showed that the coating could have the contact angle of 139^๐ and transmittance of 73%. When the ceramic glaze was coated by the gel, water droplets on the surface were in spherical shape and flow away quickly. The effects of abrasion on the contact angle of the film coated on the smooth surface of ceramic glazes or on the uneven one were showing different results.

บทคัดย่อ

การวิจัยสังเคราะห์โซลเจลเพื่อเคลือบผิวเซรามิกให้มีสมบัติไม่ชอบน้ำได้ทดลองใช้เททระเอทธิลออโทรซิลิเกต(Tetraethyl orthosilicate, TEOS) และ พอลิไดเมทิลไซล๊อกเซน (Poly dimethylsiloxane, PDMS) เป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์เจลที่ไม่ชอบน้ำและเติมซิลิกาขนาดอนุภาค 12 และ 20 นาโนเมตร ปริมาณโดยน้ำหนักร้อยละ 0.5 5.0 และ 10.0 อบอุณหภูมิ 300 และ 400 องศาเซลเซียส เพื่อสังเคราะห์ฟิล์มที่มีสมบัติไม่ชอบน้ำและมีความส่องผ่านของแสง ได้ทดสอบมุมสัมผัส (contact angle) ในการแสดงระดับความไม่ชอบน้ำ และทดสอบความส่องผ่านของแสง (transmittance) แสดงระดับความสามารถในการให้แสงผ่าน ผลการวิจัยพบส่วนผสมและอุณหภูมิการอบที่ให้ค่ามุมสัมผัส 139 ํ และมีค่าความส่องผ่านของแสงร้อยละ 73 เมื่อทดลองเคลือบฟิล์มนี้บนผิวเคลือบเซรามิก พบว่าหยดน้ำมีลักษณะกลม และไหลออกได้อย่างรวดเร็ว การทดสอบมุมสัมผัสก่อนและหลังการขัดสีของฟิล์มบนเคลือบเซรามิก แสดงให้เห็นว่าสภาพของผิวเคลือบเซรามิกที่เรียบหรือขรุขระ มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงสมบัติมุมสัมผัสของฟิล์มที่เคลือบแตกต่างกัน