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自然是值得我们学习的理想榜样,研究人员发现,荷叶表面因其特殊的表面结构与化学组成使其具有特殊的浸润性。近年来受“荷叶效应”启发的仿生超疏水表面受到了研究者们的广泛关注。超疏水表面因其特殊性质具有很好的防腐、防污、自清洁等效果,使其在工业、建筑及生物等领域均具有很好的应用前景。但是由于其表面特殊的结构与化学组成,使其耐久性较差且无法经受长时间日光照射,难以满足实际需求。为制备出长效耐久的超疏水涂层,本课题采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及聚醚砜(PES)作为基体树脂,通过对填料以及基体进行化学修饰,调控填料比例,配合特殊化学物质通过喷涂法在铝板表面成功制备出了聚合物基耐磨超疏水复合涂层。论文的主要研究内容概括如下:(1)采用溶解喷涂法和粉末喷涂法结合制备了一种水接触角153.4±1.6°,滚动角5.1±1.1°的双层超疏水PMMA/PVDF/O-CNF/P-云母复合涂层。使用溶解喷涂法打底的双层超疏水涂层比粉末喷涂法的单层超疏水涂层的黏附力有了极大的提高,黏附力等级达到了GB/T9286标准的0级。此外,双层涂层具有优异的耐磨性,与单层喷涂的涂层相比耐磨性提高了7.5倍,并且比双层PMMA/PVDF涂层和PMMA/PVDF/P-云母涂层的耐磨性分别提高了4倍及1.5倍。同时,制备的双层涂层具有极好的防污及自清洁性。(2)通过分步喷涂法,制备了一种三层O-PMMA@A-SiO2@RTV超疏水涂层。在对改性剂以及纳米SiO2用量的调控下使得三层超疏水涂层的水接触角和滚动角分别能达到158.6±0.6°和2.9±0.5°。由于室温硫化硅橡胶与SiO2间形成的弹性Si-O-Si键使得三层O-PMMA@A-SiO2@RTV超疏水涂层比双层O-PMMA@A-SiO2超疏水涂层具有更好的耐久性,抗冲沙与耐磨性比双层涂层分别提高5倍及1.5倍以上。同时,由于顶层室温硫化硅橡胶的优异性质使得三层涂层的耐紫外性与防腐性均有较大提升。(3)通过一步喷涂法,在PI树脂与ODA-CNF的化学交联与协同作用下,结合室温硫化硅橡胶成功制备出了一种超疏水PES/RTVSR/PI/ODA-CNF复合涂层。通过调控PI与ODA-CNF的添加量,最终使涂层达到最佳疏水性(水接触角161.3±0.8°,滚动角3.6±0.5°)。由于PI的优异性质使得制备的复合涂层具有极好的耐高低温性及耐磨性,其耐磨性分别比纯PES涂层及超疏水SiC涂层提高了4.5倍及2倍以上。此外,涂层的耐酸碱性及防腐性和耐候性也有极大地提升,涂层的腐蚀防护效率高到99.998%。