本發(fā)明涉及表面改性領(lǐng)域，具體涉及一種耐磨超疏水涂層及其制備方法。

背景技術(shù)：

超疏水是固體表面的一種特殊的潤濕狀態(tài)，是指表面與水的接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10°。這種特殊性質(zhì)使得超疏水材料具有很低的表面自由能和很好的抗粘附性能，因而在自清潔材料、微流體器件、流體減阻等領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。

目前在金屬基體表面制備超疏水涂層的噴涂技術(shù)多采用等離子噴涂、液料噴涂、或者多種噴涂技術(shù)的綜合運(yùn)用。

公開號(hào)為cn104480423a的中國專利文獻(xiàn)公開了一種利用超音速電弧噴涂制備超疏水涂層的方法，該方法首先將基體進(jìn)行表面粗化處理；然后利用超音速電弧噴涂技術(shù)在基材表面制備涂層；最后在涂層表面修飾低表面能物質(zhì)并干燥后形成超疏水表面。通過超音速噴涂在基體表面獲得一定粗糙度的涂層，可以是鋁基、銅基、鋅基、錫基、鐵基或鎳基涂層。然后在涂層表面修飾低表面能物質(zhì)，如氟樹脂、氟碳樹脂、氟硅烷、聚氨酯等，便獲得具有超疏水性能的表面。

公開號(hào)為cn105386032a的中國專利文獻(xiàn)公開了一種利用冷噴涂技術(shù)制備耐磨超疏水涂層的方法及其產(chǎn)品，該方法其包括如下步驟：第一，對(duì)基體表面進(jìn)行粗化處理；第二步，將噴涂的粉末用低表面能物質(zhì)進(jìn)行修飾；第三步，利用冷噴涂技術(shù)在基體表面制備耐磨超疏水涂層。通過冷噴涂微納米金屬及合金、陶瓷復(fù)合粉末制備涂層，經(jīng)再次噴涂修飾有低表面能物質(zhì)的粉末后，即制得耐磨超疏水涂層及產(chǎn)品。但該方法中，基體表面必須經(jīng)過粗化處理，槍口溫度較高，預(yù)熱溫度為100～600℃，在室溫下進(jìn)行冷噴涂，所得超疏水涂層的耐磨性能明顯降低。

真空冷噴涂技術(shù)是通過采用高速氣流加速固態(tài)粒子，經(jīng)加速后高速撞擊預(yù)置的基體，使粒子發(fā)生塑性變形而扁平化形成涂層。相較于傳統(tǒng)熱噴涂技術(shù)，真空冷噴涂在室溫下即可形成涂層，對(duì)基體沒有熱影響，并且適合對(duì)溫度敏感的材料的涂層制備。沉積效率高(10μm·min^-1以上)，對(duì)于較厚涂層制備優(yōu)勢(shì)明顯。保證材料的化學(xué)配比，可沉積一些組成復(fù)雜的材料。

研究發(fā)現(xiàn)，固體表面的潤濕性能由其表面的化學(xué)組成和微觀幾何結(jié)構(gòu)決定，構(gòu)筑超疏水表面的兩個(gè)基本條件是低的表面自由能和適當(dāng)?shù)拇植诮Y(jié)構(gòu)。目前構(gòu)筑超疏水表面的基體必須經(jīng)過表面粗化處理，因此，發(fā)展一種無需經(jīng)粗化處理就可在多種基體上大規(guī)模制備出超疏水表面的方法非常必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種利用真空冷噴涂制備耐磨超疏水涂層的方法及其產(chǎn)品，該方法采用真空冷噴涂技術(shù)，可以完整的保存原始粉末的物理化學(xué)特性，沉積效率高；不需要對(duì)基體進(jìn)行表面粗化處理，也無需特別的冷卻步驟，操作簡單。

一種耐磨超疏水涂層的制備方法，包括以下步驟：

(1)對(duì)金屬基體表面進(jìn)行清洗；

(2)采用低表面能分子對(duì)要進(jìn)行噴涂的粉末進(jìn)行修飾，得疏水粉末；

(3)利用真空冷噴涂技術(shù)在步驟(1)得到的金屬基底上噴涂步驟(2)得到的疏水粉末，在基體表面得到所述的耐磨超疏水涂層。

本發(fā)明采用真空冷噴涂技術(shù)直接將修飾有低表面能物質(zhì)的納米粉末噴涂形成涂層，步驟簡單，且該涂層具有良好的耐磨性。將真空冷噴涂技術(shù)與修飾有有機(jī)分子的材料制備結(jié)合起來，能夠充分發(fā)揮冷噴涂技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也為超疏水涂層的制備提供了一個(gè)全新的思路。

優(yōu)選地，所述的金屬基體為鋁或鋁合金。

優(yōu)選地，步驟(1)中，將金屬基底表面依次用丙酮、酒精和去離子水進(jìn)行清洗，由于真空冷噴涂條件下粒子速度極高，無需噴砂處理亦可使疏水粉末在基底上結(jié)合。

優(yōu)選地，步驟(2)中，所述粉末的材料為二氧化鈦、二氧化硅或氧化鋁。進(jìn)一步優(yōu)選，所述粉末的材料為二氧化鈦。

二氧化鈦粉末的制備方法有溶膠凝膠法、水熱合成法、超聲波合成法等，作為優(yōu)選，本發(fā)明采用溶膠凝膠法制備二氧化鈦粉末。

優(yōu)選地，步驟(2)中，所述疏水粉末為納米級(jí)或亞微米級(jí)的粉末。

優(yōu)選地，步驟(2)中，所述低表面能分子為油酸或全氟辛酸。所述低表面能分子與所述粉末的摩爾比為1：10～20，低表面能分子的修飾比例過低，則所得耐磨超疏水涂層的疏水性能較差；修飾比例過高，涂層的沉積效果變差，會(huì)有小部分基體暴露在空氣中，這部分暴露在空氣中的基體提供了親水性接觸位點(diǎn)，使得耐磨超疏水涂層的疏水性能下降。

優(yōu)選地，步驟(3)中，真空冷噴涂的工藝參數(shù)為：噴涂距離為5～30mm，送粉速度為5～10l/min，噴槍移動(dòng)速度為20～40mm/s。

本發(fā)明采用真空冷噴涂技術(shù)，在真空條件下，送粉氣體無需加熱到數(shù)百攝氏度，能夠在室溫條件下進(jìn)行噴涂作業(yè)，完整保留了粉末上的化學(xué)分子，避免了熱噴涂中存在的缺陷，如分解、氧化等，可以完整地保留噴涂粉末的物理化學(xué)性質(zhì)，涂層密度大，結(jié)合強(qiáng)度高，是一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的噴涂技術(shù)。

優(yōu)選地，步驟(3)中，真空冷噴涂的工作氣體為n2、he、壓縮空氣或其混合氣體。

本發(fā)明還提供了一種由上述方法制備得到的耐磨超疏水涂層，制備得到的耐磨超疏水涂層的靜態(tài)接觸角可達(dá)150～153°，滾動(dòng)角小于3°，具有良好的超疏水性，且整體都表現(xiàn)出疏水特征，即使在涂層表面遭到破壞后，涂層仍能夠保持良好的超疏水性能。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)現(xiàn)有技術(shù)中，為了實(shí)現(xiàn)超疏水性能而需要滿足兩個(gè)基本條件：構(gòu)筑表面粗糙結(jié)構(gòu)和低的表面自由能，本發(fā)明采用真空冷噴涂技術(shù)，在真空條件下，使得噴涂納米粉末成為可能，外加槍口溫度在室溫附近，能夠完整保留粉末中的化學(xué)修飾分子，無需進(jìn)行表面粗糙結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑，簡化步驟。

(2)本發(fā)明制備的耐磨超疏水涂層能夠很好地抵抗自然中的磨損，不同于以往的耐磨超疏水涂層僅僅維持表面的超疏水特性，該涂層整體都表現(xiàn)出疏水特征，即使在涂層表面遭到破壞后，涂層仍能夠保持良好的超疏水性能。本發(fā)明提供的方法可以采用不同的納米粉末制備不同的超疏水涂層，選擇性范圍廣。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1制備的疏水性粉末(ii)，超疏水涂層(iii)以及純油酸(i)的紅外譜圖；

圖2為實(shí)施例1制備的耐磨超疏水涂層表面掃描電鏡圖；

圖3為實(shí)施例1制備的耐磨超疏水涂層接觸角測(cè)量結(jié)果圖；

圖4為實(shí)施例1制備的耐磨超疏水涂層磨損后表面掃描電鏡圖；

圖5為實(shí)施例1制備的耐磨超疏水涂層磨損后接觸角測(cè)量結(jié)果圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，需要指出的是，以下所述實(shí)施例旨在便于對(duì)本發(fā)明的理解，而對(duì)其不起任何限定作用。

實(shí)施例1

在本實(shí)施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結(jié)合良好。

耐磨超疏水涂層的制備方法如下：

(1)將基體表面依次用丙酮、酒精和去離子水進(jìn)行清洗，烘干待用。

(2)制備納米二氧化鈦：配制a溶液：水與乙醇按照體積比4:3的比例混合，滴加鹽酸使ph在3～4之間。配制b溶液：鈦酸四丁酯與乙醇按照體積比1:3的比例混合，同時(shí)保證鈦酸四丁酯與a溶液中水的摩爾比為1：75。混合均勻后將b溶液逐滴加入a中，并強(qiáng)烈攪拌，室溫反應(yīng)4h。

(3)修飾油酸：往(2)中加入油酸，保持油酸與鈦酸四丁酯的摩爾比1:10，60℃下攪拌反應(yīng)2h。離心洗滌多次后，冷凍干燥后得到疏水性的納米二氧化鈦粉體，其紅外譜圖如圖1所示，其中，曲線i為油酸的紅外譜圖，曲線ii為納米二氧化鈦粉體的紅外譜圖。

(4)利用真空冷噴涂技術(shù)在步驟(1)得到的金屬基底上噴涂步驟(3)得到的疏水性的納米二氧化鈦粉體，控制得工藝參數(shù)為：工作氣體為n2，無需進(jìn)行預(yù)熱處理，噴涂距離為20mm，送粉速度為6.0l/min，噴槍移動(dòng)速度為40mm/s，噴涂次數(shù)為兩次。

(5)噴涂完成后得到耐磨超疏水涂層。其紅外譜圖如圖1所示，其中，曲線iii為耐磨超疏水涂層的紅外譜圖。其表面掃描電鏡圖如圖2所示，其接觸角測(cè)量結(jié)果如圖3所示，其接觸角為151.7°，滾動(dòng)角為1.5°，具有良好的超疏水性，與基體材料結(jié)合良好。

(6)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對(duì)制得的耐磨超疏水涂層表面進(jìn)行耐摩擦實(shí)驗(yàn)，砂紙移動(dòng)速度為3cm/s，移動(dòng)距離為1m，耐摩擦實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，涂層的表面掃描電鏡圖如圖4所示，其磨損后接觸角測(cè)量結(jié)果如圖5所示，測(cè)得接觸角為151.4°，滾動(dòng)角為1.5°，與步驟(5)制備的涂層接觸角無明顯變化。

實(shí)施例2

在本實(shí)施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結(jié)合良好。

耐磨超疏水涂層的制備方法如下：

(1)將基體表面依次用丙酮、酒精和去離子水進(jìn)行清洗，烘干待用。

(2)制備納米二氧化鈦：配制a溶液：水與乙醇按照體積比4：3的比例混合，滴加鹽酸使ph在3～4之間。配制b溶液：鈦酸四丁酯與乙醇按照體積比1：4的比例混合，同時(shí)保證鈦酸四丁酯與a溶液中水的摩爾比為1：80?；旌暇鶆蚝髮溶液逐滴加入a中，并強(qiáng)烈攪拌，室溫反應(yīng)5h。

(3)修飾油酸：往(2)中加入油酸，保持油酸與鈦酸四丁酯的摩爾比1：15，60℃下攪拌反應(yīng)3h。離心洗滌多次后，冷凍干燥后得到疏水性的納米二氧化鈦粉體。

(4)利用真空冷噴涂技術(shù)在步驟(1)得到的金屬基底上噴涂步驟(3)得到的疏水性的納米二氧化鈦粉體，控制得工藝參數(shù)為：工作氣體為n2，無需進(jìn)行預(yù)熱處理，噴涂距離為20mm，送粉速度為6l/min，噴槍移動(dòng)速度為40mm/s，噴涂次數(shù)為兩次。

(5)噴涂完成后得到耐磨超疏水涂層，其接觸角為151.3°，滾動(dòng)角為2°，具有良好的超疏水性，與基體材料結(jié)合良好。

(6)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對(duì)制得的耐磨超疏水涂層表面進(jìn)行耐摩擦實(shí)驗(yàn)，砂紙移動(dòng)速度為3cm/s，移動(dòng)距離為1m，耐摩擦實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)得接觸角為151.2°，滾動(dòng)角為2°，與步驟(5)制備的涂層接觸角無明顯變化。

實(shí)施例3

在本實(shí)施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結(jié)合良好。

耐磨超疏水涂層的制備方法如下：

(1)將基體表面依次用丙酮、酒精和去離子水進(jìn)行清洗，烘干待用。

(2)制備納米二氧化鈦：配制a溶液：水與乙醇按照體積比4：3的比例混合，滴加鹽酸使ph在3～4之間。配制b溶液：鈦酸四丁酯與乙醇按照體積比1：4的比例混合，同時(shí)保證鈦酸四丁酯與a溶液中水的摩爾比為1：80?；旌暇鶆蚝髮溶液逐滴加入a中，并強(qiáng)烈攪拌，室溫反應(yīng)5h。

(3)修飾油酸：往(2)中加入油酸，保持油酸與鈦酸四丁酯的摩爾比1：20，60℃下攪拌反應(yīng)3h。離心洗滌多次后，冷凍干燥后得到疏水性的納米二氧化鈦粉體。

(4)利用真空冷噴涂技術(shù)在步驟(1)得到的金屬基底上噴涂步驟(3)得到的疏水性的納米二氧化鈦粉體，控制得工藝參數(shù)為：工作氣體為n2，無需進(jìn)行預(yù)熱處理，噴涂距離為20mm，送粉速度為6l/min，噴槍移動(dòng)速度為40mm/s，噴涂次數(shù)為兩次。

(5)噴涂完成后得到耐磨超疏水涂層，其接觸角為150.8°，滾動(dòng)角為2.5°，具有良好的超疏水性，與基體材料結(jié)合良好。

(6)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對(duì)制得的耐磨超疏水涂層表面進(jìn)行耐摩擦實(shí)驗(yàn)，砂紙移動(dòng)速度為3cm/s，移動(dòng)距離為1m，耐摩擦實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)得接觸角為150.9°，滾動(dòng)角為2.5°，與步驟(5)制備的涂層接觸角無明顯變化。

實(shí)施例4

在本實(shí)施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結(jié)合良好。

耐磨超疏水涂層的制備方法如下：

(1)將基體表面依次用丙酮、酒精和去離子水進(jìn)行清洗，烘干待用。

(2)制備納米二氧化鈦：配制a溶液：水與乙醇按照體積比4：3的比例混合，滴加鹽酸使ph在3～4之間。配制b溶液：鈦酸四丁酯與乙醇按照體積比1：4的比例混合，同時(shí)保證鈦酸四丁酯與a溶液中水的摩爾比為1：80?；旌暇鶆蚝髮溶液逐滴加入a中，并強(qiáng)烈攪拌，室溫反應(yīng)5h。

(3)修飾油酸：往(2)中加入油酸，保持油酸與鈦酸四丁酯的摩爾比1：10，60℃下攪拌反應(yīng)3h。離心洗滌多次后，冷凍干燥后得到疏水性的納米二氧化鈦粉體。

(4)利用真空冷噴涂技術(shù)在步驟(1)得到的金屬基底上噴涂步驟(3)得到的疏水性的納米二氧化鈦粉體，控制得工藝參數(shù)為：工作氣體為n2，無需進(jìn)行預(yù)熱處理，噴涂距離為5mm，送粉速度為10l/min，噴槍移動(dòng)速度為40mm/s，噴涂次數(shù)為兩次。

(5)噴涂完成后得到耐磨超疏水涂層，其接觸角為152.9°，滾動(dòng)角為2°，具有良好的超疏水性，與基體材料結(jié)合良好。

(6)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對(duì)制得的耐磨超疏水涂層表面進(jìn)行耐摩擦實(shí)驗(yàn)，砂紙移動(dòng)速度為3cm/s，移動(dòng)距離為1m，耐摩擦實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)得接觸角為151.9°，滾動(dòng)角為2.5°，與步驟(5)制備的涂層接觸角無明顯變化。

實(shí)施例5

在本實(shí)施例中，基底材料為2×2cm的鋁合金片，涂層與基體材料結(jié)合良好。

耐磨超疏水涂層的制備方法如下：

(1)將基體表面依次用丙酮、酒精和去離子水進(jìn)行清洗，烘干待用。

(2)制備納米二氧化鈦：配制a溶液：水與乙醇按照體積比4：3的比例混合，滴加鹽酸使ph在3～4之間。配制b溶液：鈦酸四丁酯與乙醇按照體積比1：4的比例混合，同時(shí)保證鈦酸四丁酯與a溶液中水的摩爾比為1：80?；旌暇鶆蚝髮溶液逐滴加入a中，并強(qiáng)烈攪拌，室溫反應(yīng)5h。

(3)修飾油酸：往(2)中加入油酸，保持油酸與鈦酸四丁酯的摩爾比1：10，60℃下攪拌反應(yīng)3h。離心洗滌多次后，冷凍干燥后得到疏水性的納米二氧化鈦粉體。

(4)利用真空冷噴涂技術(shù)在步驟(1)得到的金屬基底上噴涂步驟(3)得到的疏水性的納米二氧化鈦粉體，控制得工藝參數(shù)為：工作氣體為n2，無需進(jìn)行預(yù)熱處理，噴涂距離為10mm，送粉速度為8l/min，噴槍移動(dòng)速度為30mm/s，噴涂次數(shù)為兩次。

(5)噴涂完成后得到耐磨超疏水涂層，其接觸角為152.5°，滾動(dòng)角為2°，具有良好的超疏水性，與基體材料結(jié)合良好。

(6)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對(duì)制得的耐磨超疏水涂層表面進(jìn)行耐摩擦實(shí)驗(yàn)，砂紙移動(dòng)速度為3cm/s，移動(dòng)距離為1m，耐摩擦實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)得接觸角為152.9°，滾動(dòng)角為2.5°，與步驟(5)制備的涂層接觸角無明顯變化。

實(shí)施例6

在本實(shí)施例中，基底材料為2×2cm的鋁合金片，涂層與基體材料結(jié)合良好。

耐磨超疏水涂層的制備方法如下：

(1)將基體表面依次用丙酮、酒精和去離子水進(jìn)行清洗，烘干待用。

(2)制備納米二氧化鈦：配制a溶液：水與乙醇按照體積比4：3的比例混合，滴加鹽酸使ph在3～4之間。配制b溶液：鈦酸四丁酯與乙醇按照體積比1：4的比例混合，同時(shí)保證鈦酸四丁酯與a溶液中水的摩爾比為1：80。混合均勻后將b溶液逐滴加入a中，并強(qiáng)烈攪拌，室溫反應(yīng)5h。

(3)修飾油酸：往(2)中加入油酸，保持油酸與鈦酸四丁酯的摩爾比1：10，60℃下攪拌反應(yīng)3h。離心洗滌多次后，冷凍干燥后得到疏水性的納米二氧化鈦粉體。

(4)利用真空冷噴涂技術(shù)在步驟(1)得到的金屬基底上噴涂步驟(3)得到的疏水性的納米二氧化鈦粉體，控制得工藝參數(shù)為：工作氣體為n2，無需進(jìn)行預(yù)熱處理，噴涂距離為30mm，送粉速度為5l/min，噴槍移動(dòng)速度為20mm/s，噴涂次數(shù)為兩次。

(5)噴涂完成后得到耐磨超疏水涂層，其接觸角為150.5°，滾動(dòng)角為2.5°，具有良好的超疏水性，與基體材料結(jié)合良好。

(6)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對(duì)制得的耐磨超疏水涂層表面進(jìn)行耐摩擦實(shí)驗(yàn)，砂紙移動(dòng)速度為3cm/s，移動(dòng)距離為1m，耐摩擦實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)得接觸角為150.2°，滾動(dòng)角為2°，與步驟(5)制備的涂層接觸角無明顯變化。

實(shí)施例7

在本實(shí)施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結(jié)合良好。

耐磨超疏水涂層的制備方法如下：

(1)將基體表面依次用丙酮、酒精和去離子水進(jìn)行清洗，烘干待用。

(2)制備納米二氧化鈦：配制a溶液：水與乙醇按照體積比4：3的比例混合，滴加鹽酸使ph在3～4之間。配制b溶液：鈦酸四丁酯與乙醇按照體積比1：3的比例混合，同時(shí)保證鈦酸四丁酯與a溶液中水的摩爾比為1：75?；旌暇鶆蚝髮溶液逐滴加入a中，并強(qiáng)烈攪拌，室溫反應(yīng)4h。

(3)修飾油酸：往(2)中加入油酸，保持油酸與鈦酸四丁酯的摩爾比1：5，65℃下攪拌反應(yīng)2h。離心洗滌多次后，冷凍干燥后得到疏水性的納米二氧化鈦粉體。

(4)利用真空冷噴涂技術(shù)在步驟(1)得到的金屬基底上噴涂步驟(3)得到的疏水性的納米二氧化鈦粉體，控制得工藝參數(shù)為：工作氣體為n2，無需進(jìn)行預(yù)熱處理，噴涂距離為15mm，送粉速度為6.0l/min，噴槍移動(dòng)速度為40mm/s，噴涂次數(shù)為兩次。

(5)噴涂完成后得到的涂層接觸角為148.8°，滾動(dòng)角為2°，與實(shí)施例(1)得到的涂層相比，疏水性能下降。這是由于油酸的修飾比例增加后，涂層沉積效果變差，小部分基體暴露在空氣中，這部分暴露在空氣中的基體提供了親水性接觸位點(diǎn)，使得接觸角下降。

實(shí)施例8

在本實(shí)施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結(jié)合良好。

耐磨超疏水涂層的制備方法如下：

(1)將基體表面依次用丙酮、酒精和去離子水進(jìn)行清洗，烘干待用。

(2)制備納米二氧化鈦：配制a溶液：水與乙醇按照體積比4：3的比例混合，滴加鹽酸使ph在3～4之間。配制b溶液：鈦酸四丁酯與乙醇按照體積比1：3的比例混合，同時(shí)保證鈦酸四丁酯與a溶液中水的摩爾比為1：75?；旌暇鶆蚝髮溶液逐滴加入a中，并強(qiáng)烈攪拌，室溫反應(yīng)5h。

(3)修飾油酸：往(2)中加入油酸，保持油酸與鈦酸四丁酯的摩爾比1：1，60℃下攪拌反應(yīng)3h。離心洗滌多次后，冷凍干燥后得到疏水性的納米二氧化鈦粉體。

(4)利用真空冷噴涂技術(shù)在步驟(1)得到的金屬基底上噴涂步驟(3)得到的疏水性的納米二氧化鈦粉體，控制得工藝參數(shù)為：工作氣體為n2，無需進(jìn)行預(yù)熱處理，噴涂距離為30mm，送粉速度為6l/min，噴槍移動(dòng)速度為40mm/s，噴涂次數(shù)為兩次。

(5)噴涂完成后得到的涂層接觸角為146.6°，滾動(dòng)角為3°。隨著油酸修飾比例進(jìn)一步提高，涂層沉積效果進(jìn)一步變差，導(dǎo)致疏水性能繼續(xù)下降。

實(shí)施例9

在本實(shí)施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結(jié)合良好。

耐磨超疏水涂層的制備方法如下：

(1)將基體表面依次用丙酮、酒精和去離子水進(jìn)行清洗，烘干待用。

(2)制備納米二氧化鈦：配制a溶液：水與乙醇按照體積比4：3的比例混合，滴加鹽酸使ph在3～4之間。配制b溶液：鈦酸四丁酯與乙醇按照體積比1：4的比例混合，同時(shí)保證鈦酸四丁酯與a溶液中水的摩爾比為1：80。混合均勻后將b溶液逐滴加入a中，并強(qiáng)烈攪拌，室溫反應(yīng)5h。

(3)修飾全氟辛酸：往(2)中加入全氟辛酸，保持全氟辛酸與鈦酸四丁酯的摩爾比1：10，60℃下攪拌反應(yīng)3h。離心洗滌多次后，冷凍干燥后得到疏水性的納米二氧化鈦粉體。

(4)利用真空冷噴涂技術(shù)在步驟(1)得到的金屬基底上噴涂步驟(3)得到的疏水性的納米二氧化鈦粉體，控制得工藝參數(shù)為：工作氣體為n2，無需進(jìn)行預(yù)熱處理，噴涂距離為20mm，送粉速度為6l/min，噴槍移動(dòng)速度為40mm/s，噴涂次數(shù)為兩次。

(5)噴涂完成后得到耐磨超疏水涂層，其接觸角為152.8°，滾動(dòng)角為1.5°，具有良好的超疏水性，與基體材料結(jié)合良好。

(6)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對(duì)制得的耐磨超疏水涂層表面進(jìn)行耐摩擦實(shí)驗(yàn)，砂紙移動(dòng)速度為3cm/s，移動(dòng)距離為1m，耐摩擦實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)得接觸角為151.9°，滾動(dòng)角為1.5°，與步驟(5)制備的涂層接觸角無明顯變化。

實(shí)施例10

在本實(shí)施例中，基底材料為2×2cm的鋁合金片，涂層與基體材料結(jié)合良好。

耐磨超疏水涂層的制備方法如下：

(1)將基體表面依次用丙酮、酒精和去離子水進(jìn)行清洗，烘干待用。

(2)制備納米二氧化鈦：配制a溶液：水與乙醇按照體積比4：3的比例混合，滴加鹽酸使ph在3～4之間。配制b溶液：鈦酸四丁酯與乙醇按照體積比1：4的比例混合，同時(shí)保證鈦酸四丁酯與a溶液中水的摩爾比為1：80?；旌暇鶆蚝髮溶液逐滴加入a中，并強(qiáng)烈攪拌，室溫反應(yīng)5h。

(3)修飾全氟辛酸：往(2)中加入全氟辛酸，保持全氟辛酸與鈦酸四丁酯的摩爾比1：15，60℃下攪拌反應(yīng)3h。離心洗滌多次后，冷凍干燥后得到疏水性的納米二氧化鈦粉體。

(4)利用真空冷噴涂技術(shù)在步驟(1)得到的金屬基底上噴涂步驟(3)得到的疏水性的納米二氧化鈦粉體，控制得工藝參數(shù)為：工作氣體為n2，無需進(jìn)行預(yù)熱處理，噴涂距離為15mm，送粉速度為7l/min，噴槍移動(dòng)速度為30mm/s，噴涂次數(shù)為兩次。

(5)噴涂完成后得到耐磨超疏水涂層，其接觸角為153.2°，滾動(dòng)角為2°，具有良好的超疏水性，與基體材料結(jié)合良好。

(6)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對(duì)制得的耐磨超疏水涂層表面進(jìn)行耐摩擦實(shí)驗(yàn)，砂紙移動(dòng)速度為3cm/s，移動(dòng)距離為1m，耐摩擦實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)得接觸角為153.0°，滾動(dòng)角為2°，與步驟(5)制備的涂層接觸角無明顯變化。

實(shí)施例11

在本實(shí)施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結(jié)合良好。

耐磨超疏水涂層的制備方法如下：

(1)將基體表面依次用丙酮、酒精和去離子水進(jìn)行清洗，烘干待用。

(2)修飾油酸：往二氧化硅中加入油酸，保持油酸與二氧化硅的摩爾比1：10，60℃下攪拌反應(yīng)3h。離心洗滌多次后，冷凍干燥后得到疏水性的納米二氧化硅粉體。

(3)利用真空冷噴涂技術(shù)在步驟(1)得到的金屬基底上噴涂步驟(2)得到的疏水性的納米二氧化硅粉體，控制得工藝參數(shù)為：工作氣體為n2，無需進(jìn)行預(yù)熱處理，噴涂距離為20mm，送粉速度為6l/min，噴槍移動(dòng)速度為40mm/s，噴涂次數(shù)為兩次。

(4)噴涂完成后得到耐磨超疏水涂層，其接觸角為152.1°，滾動(dòng)角為2°，具有良好的超疏水性，與基體材料結(jié)合良好。

(5)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對(duì)制得的耐磨超疏水涂層表面進(jìn)行耐摩擦實(shí)驗(yàn)，砂紙移動(dòng)速度為3cm/s，移動(dòng)距離為1m，耐摩擦實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)得接觸角為151.9°，滾動(dòng)角為2°，與步驟(4)制備的涂層接觸角無明顯變化。

實(shí)施例12

在本實(shí)施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結(jié)合良好。

耐磨超疏水涂層的制備方法如下：

(1)將基體表面依次用丙酮、酒精和去離子水進(jìn)行清洗，烘干待用。

(2)修飾油酸：往氧化鋁中加入油酸，保持油酸與氧化鋁的摩爾比1：10，60℃下攪拌反應(yīng)3h。離心洗滌多次后，冷凍干燥后得到疏水性的納米氧化鋁粉體。

(3)利用真空冷噴涂技術(shù)在步驟(1)得到的金屬基底上噴涂步驟(2)得到的疏水性的納米氧化鋁粉體，控制得工藝參數(shù)為：工作氣體為n2，無需進(jìn)行預(yù)熱處理，噴涂距離為20mm，送粉速度為6l/min，噴槍移動(dòng)速度為40mm/s，噴涂次數(shù)為兩次。

(4)噴涂完成后得到耐磨超疏水涂層，其接觸角為151.7°，滾動(dòng)角為1.5°，具有良好的超疏水性，與基體材料結(jié)合良好。

(5)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對(duì)制得的耐磨超疏水涂層表面進(jìn)行耐摩擦實(shí)驗(yàn)，砂紙移動(dòng)速度為3cm/s，移動(dòng)距離為1m，耐摩擦實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)得接觸角為151.5°，滾動(dòng)角為1.5°，與步驟(4)制備的涂層接觸角無明顯變化。

對(duì)比例1

在本實(shí)施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結(jié)合良好。

耐磨超疏水涂層的制備方法如下：

(1)將基體表面依次用丙酮、酒精和去離子水進(jìn)行清洗，烘干待用。

(2)制備納米二氧化鈦：配制a溶液：水與乙醇按照體積比4:3的比例混合，滴加鹽酸使ph在3～4之間。配制b溶液：鈦酸四丁酯與乙醇按照體積比1:3的比例混合，同時(shí)保證鈦酸四丁酯與a溶液中水的摩爾比為1：75?；旌暇鶆蚝髮溶液逐滴加入a中，并強(qiáng)烈攪拌，室溫反應(yīng)4h。

(3)修飾油酸：往(2)中加入油酸，保持油酸與鈦酸四丁酯的摩爾比1:10，60℃下攪拌反應(yīng)2h。離心洗滌多次后，冷凍干燥后得到疏水性的納米二氧化鈦粉體。

(4)利用真空冷噴涂技術(shù)在步驟(1)得到的金屬基底上噴涂步驟(3)得到的疏水性的納米二氧化鈦粉體，控制得工藝參數(shù)為：工作氣體為n2，預(yù)熱溫度為600℃，噴涂距離為20mm，送粉速度為6.0l/min，噴槍移動(dòng)速度為40mm/s，噴涂次數(shù)為兩次。

(5)噴涂完成后得到的涂層不再具有疏水性能，高溫工作氣體使得粉體表面修飾的有機(jī)分子分解，失去疏水性能。