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。
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