铝合金表面氟硅烷改性纳米二氧化硅超疏水耐蚀涂层的制备和表征

作     者：刘恒阳 张蕾 史洪微 宋影伟 韩恩厚 LIU Hengyang;ZHANG Lei;SHI Hongwei;SONG Yingwei;HAN Enhou

作者机构：中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院合肥230026 北京航空工程技术研究中心北京100076 沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870 广东腐蚀科学与技术创新研究院广州510530 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2025年第54卷第2期

页      面：202-212页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(52171089) 

主　　题：氟硅烷改性 二氧化硅 超疏水 微纳结构 稳定性 

摘      要：目的制备得到具有超疏水特性的聚氨酯涂层。方法以羟基丙烯酸树脂1198、固化剂N75-脂肪族聚异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯缩二脲)、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(PFOTES)和二氧化硅(SiO_(2))纳米颗粒为材料,采用简单的喷涂技术制备了一种耐用的铝合金表面超疏水涂层。首先制备了用于构筑超疏水涂层微纳结构的低表面能二氧化硅纳米颗粒(SiO_(2)-PFOTES)。通过扫描电镜、透射电子显微镜、红外光谱仪、热重分析仪和表面分析手段对其微观结构和化学成分进行表征。将SiO_(2)-PFOTES分散后加入1198树脂中,再加入N75固化剂获得铝合金表面超疏水涂层。采用接触角测量仪对材料表面润湿性进行测试。同时,对SiO_(2)-PFOTES/聚氨酯(PU)涂层进行紫外线老化、盐雾试验测试。结果当SiO_(2)-PFOTES与PU质量比为1∶4时,所制备的超疏水涂层的水接触角为154°,滑动角小于5°。SiO_(2)-PFOTES微纳结构层可在复合涂层表面形成明显的乳突状微纳结构,从而使涂层实现超疏水特性。此外,该涂层可有效排斥复杂混合物或有机液体,如牛奶、菜籽油和染料等。经过紫外线老化、盐雾试验,20 d后涂层仍具有优异的稳定性和超疏水性。结论以PFOTES为改性剂,以SiO_(2)纳米颗粒为填料构筑粗糙表面,在铝合金表面成功制备了具有稳定性的耐蚀超疏水复合涂层。