839 / 2022-07-06 14:56:43

耐磨去耦合超疏水涂层的制备及其防结冰、耐腐蚀和减阻性能研究

超疏水涂层在金属材料表面保护和广泛应用方面具有广阔的应用前景。然而，实现大面积制备具有强健的机械稳定性的耐磨表面仍然是一个挑战。在这里，我们提出了一种新的策略，通过简单的喷涂方法制造基于环氧树脂基底的双尺度微纳米颗粒的耐磨去耦合超疏水涂层。其强健的性能可以通过两种不同尺度的表面结构来实现，其中改性纳米TiO₂粒子设计用于提供超疏水性，未改性的微米SiO₂粒子作为“盔甲”，用于提供机械耐磨性。该去耦合涂层具有优良的超疏水性和抗水滴冲击性能，接触角为~157.4°，滑动角为~3°。值得注意的是，胶带剥离和划格测试证明了该去耦合涂层具有出色的基体附着力。并且在砂纸摩擦和摩擦磨损测试后去耦合涂层仍具有疏水性能，摩擦系数仅为~0.2，表明该涂层具有优秀的机械耐磨性能。此外，去耦合涂层在极端寒冷的天气下可以显着延缓水的冻结时间，约为基体冻结时间的10倍。同时，环氧树脂和疏水颗粒的协同防腐作用使得去耦合涂层在海水中表现中良好的防腐蚀性能。坚固的去耦合超疏水涂层还被应用于水下浮力增强和流体阻力降低（减阻率~30.09%）。因此，具有防结冰、耐腐蚀和减阻性能的耐磨去耦合涂层将拓宽超疏水涂层在海洋领域的实际应用。