材料表面冷凝水的形成对人类社会的生产和生活造成了极大的影响。在电力设备或系统中,冷凝水在高压开关电柜内壁或者电线绝缘皮表面形成容易造成短路或降低电线外皮的绝缘性能,造成极大的安全隐患。在航空领域,飞机机翼表面上的冷凝现象会加速结冰行为,严重影响飞行安全。在民用生活方面,尤其是回南天、梅雨天等极端天气状况下,室内墙体、地板、天花板等表面上冷凝水的聚集会引发霉菌生长,加速墙体老化,进一步危害人们的生活健康。防冷凝水涂层以其操作简单,容易后期施工及低廉的成本等特点成为了近期研究的热点。如何有效抑制冷凝水形核及延缓水珠长大成为亟需解决的关键科学问题,同时涂层的耐磨性也是关注热点之一。本文采用有机-无机复合方法,对氟化改性后的SiO2纳米颗粒（F-SiO2 NPs）和聚酯粉末涂料采用共混、喷涂、加热固化等工艺,在纯铝表面制备了具有亲水、疏水和超疏水性的SiO2-聚酯复合涂层。通过对涂层表面的润湿性、微纳结构、化学成分和冷凝水形成的动态行为进行分析表征,研究不同润湿性涂层的防冷凝机理,揭示了涂层表面形貌及化学性质对冷凝水形成机制的影响。进一步地,针对超疏水涂层易磨损、机械性能差的缺点,采用聚多巴胺（PDA）作为有机、无机组分间的粘结剂,以提高涂层的机械性能。论文的主要研究工作如下:1.研究F-SiO2NPs掺入量对涂层表面润湿性的影响。通过调控F-SiO2NPs在涂层中的含量,制备出具有不同表面润湿性和微纳结构的SiO2-聚酯复合涂层。揭示了F-SiO2NPs的掺入量与涂层表面润湿性的关系,当F-SiO2NPs的掺入量为0 wt.%、10wt.%、20 wt.%和30 wt.%时,涂层的表面粗糙度随F-SiO2 NPs添加量的增加而提高,涂层表面的微观形貌从平整光滑逐渐转变为多孔微纳结构,分别表现出亲水性、疏水性、和超疏水性。同时,复合涂层的表面能随F-SiO2NPs含量的增加而降低。2.探究了表面润湿性和过冷度（ΔT）对聚酯复合涂层防冷凝水性能的影响。结果表明,超疏水性涂层能够延迟冷凝水的出现和抑制冷凝水的长大,表现出良好的防冷凝水性能。为进一步研究冷凝水在不同润湿性表面的形成机制,利用光学显微镜观复合涂层表面冷凝水的动态生长行为,发现超疏水表面可有效减少冷凝水的形核位点、延缓冷凝水的生长速率。另外,随着过冷度的增加,涂层表面延迟冷凝水出现的时间缩短,同时冷凝液滴表现出不同的合并跳跃行为。相较于其他过冷度条件下,在过冷度为8.4℃时表现出更为活跃的液滴合并跳跃行为。3.对超疏水SiO2-聚酯复合涂层与基体的结合力及其耐磨性进行研究。研究表明PDA粘结剂可有效提高涂层的机械稳定性并保持超疏水性能。未加入PDA的超疏水聚酯复合涂层的结合力为0.96±0.1 MPa,在经过800 mm砂纸磨擦后能保持超疏水特性。而通过球磨的方式在纯聚酯粉末涂料中加入PDA修饰的SiO2颗粒（PDA@SiO2颗粒）后,涂层的结合力与耐磨性均得到提升。当PDA@SiO2颗粒加入量为20 wt.%,PDA@SiO2-聚酯复合涂层不仅表现出防冷凝水性能,同时机械稳定性显著提高,涂层与基体的结合力高达2.5±0.1 MPa,且在砂纸磨擦距离大于1600 mm时仍能保持超疏水性能。4.本研究中制备的超疏水SiO2-聚酯复合涂层和PDA@SiO2-聚酯复合均表现出良好的防污性能,从而有效减少脏污点对冷凝水异质形核的促进作用。另外,PDA@SiO2-聚酯复合涂层的细胞毒性显著低于对比样,有望应用于医疗器械领域