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高耐久性超疏水纳米复合材料的设计及制备

超疏水材料；耐久性；石英砂；聚四氟乙烯

仿生超疏水材料在自清洁、防冰冻、防污染等方面具有广阔的应用前景，但耐久性已经成为制约该材料实际应用的主要原因。为此，受启发于混凝土材料，本文将颗粒级配优化手段运用于超疏水纳米复合涂层的设计，并以疏水改性环氧树脂、石英砂、聚四氟乙烯颗粒和纳米二氧化硅制备得到一种具有高耐久性的超疏水纳米复合涂层。首先，利用Dinger-Funk方程对各颗粒的含量进行优化，得到不同粒径颗粒的最优含量，以实现颗粒的密集排列。其次，制备相应涂层并对耐久性进行测试。结果表明该涂层可以耐受500g负载下180目砂纸以及600目砂纸分别摩擦10m或者12.8m，或者250g负载下180目砂纸摩擦5.2m。在动态冲击耐久性上，纳米颗粒质量分数为40%，聚四氟乙烯含量为16%的试样具有最佳的测试结果，可以耐受1800g砂砾冲击，结构表面该涂层具有良好的物理耐久性。