第十四届全国表面工程大会

具有强自清洁、防污、耐腐蚀优势的超疏水涂层由于其耐久性不足，严重限制了其在建筑、海洋工程、农业工程等领域的实际应用。本文采用环氧树脂（EP）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）和二氧化硅（SiO₂）纳米颗粒分层微纳结构构建方法，在不同的SiO₂纳米颗粒层数和激光固化功率下研究涂层的微观结构、疏水、腐蚀和摩擦耐久性能，以此获得具有优异耐久性能的超疏水涂层。结果表明，涂层表面存在微孔和聚集的SiO₂纳米颗粒结构，随着SiO₂纳米颗粒层数和激光固化功率的提高，纳米颗粒聚集显著，微孔减少，利于形成固-液-气超疏水界面。涂层具有SiO₂纳米颗粒部分嵌入PDMS和EP底层，底层PDMS中的C-H链向顶层迁移的元素分布特点。除了喷涂两层SiO₂纳米颗粒涂层表面较光滑，仅具有疏水性能，其他涂层均表现出超疏水和在泥水、墨水中优异的自清洁性能。提高SiO₂纳米颗粒层数和激光固化功率，降低的表面能导致涂层超疏水性能提高（最大接触角达到161.90±1.85°）。此外，涂层在人工海水中浸泡72小时后对钢基体具有优异的腐蚀保护作用。经过100次负重摩擦循环后，涂层仍具有超疏水性（即摩擦耐久性）。提高SiO₂纳米颗粒层数，涂层的腐蚀和摩擦耐久性提高；提高激光固化功率，涂层的摩擦耐久性提高，腐蚀耐久性先提高后降低。本文采用合适的激光固化功率结合多层SiO₂纳米颗粒分层结构构建为获得强耐久性超疏水涂层提供了新的思路。