Page 76 - 2025年7月防腐蚀专辑

等：具有自修复功能的超疏水防腐涂层性能研究

challenge，integrating self-healing functionality into superhydrophobic coating to repair
damaged surface chemistry and morphology was an effective strategy for extending coating life.
However，research on superhydrophobic coating with self-healing function was still limited
under actual environmental conditions. Shape memory polymers（SMP） provided a new

approach to address this issue. In this paper，a superhydrophobic coating with self-healing

function was fabricated，which relied on the dual action of epoxy SMP and PCL nanofibers to
restore both its physical and chemical properties. The PCL nanofiber membrane supported the
superhydrophobic particles in the top layer and was connected to the organic resin in the below
layer. The obtained coating showed outstanding barrier properties and the corresponding
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impedance modulus was maintained about 10 Ω cm after 63 immersion days. Notably，the
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impedance modulus of the coating remained at 10 Ω cm after 12 damage/healing cycles.
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Moreover，he coating surface had retained superhydrophobicity after abrasion test with 600-
grit sandpaper under a load of 1 000 g for 20 m distance. This research will provide a basis for
selecting ultra-durable coatings in marine environments and offer a reference for the
application of superhydrophobic coatings in metal corrosion protection.
Key words：superhydrophobic；self-healing；coatings；anti-corrosion；electrochemical
impedance spectroscopy

超疏水表面因具有自清洁 、防污 、自除冰 和耐 pH 和紫外线刺激作出快速反应，还具有优异的自修
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腐蚀性 而在许多应用领域受到关注。通过将粗糙表 复性能。然而该类自修复涂层，仅针对修复后涂层
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面微结构与低表面能材料相结合，可以获得水接触角 的疏水性能进行检测，并未对修复后的涂层防腐效
（WCA）大于 150°且滚动角（SA）低于 10°的超疏水表 果进行深入研究，且此种修复涂层的修复次数有限，
面 。当这些表面微结构与水接触时，空气会被困在 无法进行多次修复 。
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微纳米结构中形成空气层，从而为基材提供额外的 形状记忆聚合物（SMP）为解决上述问题提供了
屏障。超疏水涂层的这一特性，显著增强了其防腐 一种可能的方案。通过该方案，涂层的完整性和表
性能，因此它被视为一种极具吸引力的涂层材料 。 面形貌可以从响应热或光等环境刺激而产生的 时
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然而，目前超疏水涂层在现实生活中的广泛应用面 变形中恢复，且修复次数将得到明显提升 。例如，
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临成本高、制备繁 、表面强度低、耐久性差等问题， Chen 等 开发了一种基于 SMP 柱 列的超疏水表
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因此，需要提高其各项性能，从而扩大应用范围。 面。变形或倾斜的 SMP柱在加热到 80 ℃时可以恢复
为了克服上述缺陷，研究人员将自修复功能引 其原始形状，涂层表面的超疏水性也相应恢复。然
入到超疏水涂层中，通过修复表面化学性能和物理 而此类自修复超疏水涂层的热响应温度要求较高，
形貌达到提升其性能的目的 。例如，Liu 等 通过涂 限制了自修复超疏水涂层的实际应用。同时，由于
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覆聚苯乙烯-二氧化硅核/壳纳米粒子和聚二甲基硅 SMP 材料与金属基体的结合力差，导致基于 SMP 材
氧烷，成功制造出超疏水表面。该涂层在受到破坏 料的超疏水防腐涂层的应用还较少。
后，通过外部加热，颗粒内核中聚二甲基硅氧烷和聚 本研究开发了一种具有自修复功能的超疏水涂
苯乙烯发生 移和运动，使得涂层破坏处自修复并 层，该涂层基于环氧 SMP 与聚己内酯（PCL）的双重作
修复其超疏水性。Cong 等 通过紫外光引发的聚合 用，其表面物理性能和化学性能均可修复。涂层表
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作用合成pH和紫外光双响应微胶 。由于紫外线引 面形貌和超疏水性的物理损伤可以在与实际环境相
发的聚合反应温和而快速，因此获得的微胶 可以 匹配的较低温度下进行自修复。首先，PCL纤维膜表
封装高达30%（以胶 的总质量计）的疏水性化合物。 面具有丰富的羟基，可以与上层的环氧树脂中的环
当这些微胶 用于水性涂料时，这些涂料不仅能对 氧基团发生化学键合，改性颗粒可以 固地附着在

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