Page 79 - 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

离开，其WCA高达163°。 2. 3 自修复 疏水涂层的附着力
2. 2 自修复 疏水涂层的自修复性 涂层的附着力测试结果如图 4所示。

图 3 显示了涂层划伤和在 50 ℃下修复 2 h 后的
表面CLSM图 。

38.9° 161°

50℃ 500 μm 500 μm
1 282. 496 μm 2 573. 124 μm
2 h （a）— 1（×100） （b）— 2（×100）
0 自修复超 水涂层的附着力测试SEM图像
0 图4
1 287. 008 μm Fig. 4 SEM images of self-healing superhydrophobic coatings
2 575. 177 μm
（a）— 表面 （b）—修复后的表面 for adhesion testing
图3 超 水涂层修复前后的CLSM图像和WCA
从图 4可以看出，胶带剥离测试后，在“+”处未发
Fig. 3 CLSM images and WCA of the superhydrophobic coating
现有金属基体漏出现象，颗粒也未发生明显脱落，因
before and after healing
此该复合涂层的附着力评价为 0级。
从图 3 可以明显看到，对于划伤的涂层表面，加
2. 4 自修复 疏水涂层的耐 性
热 2 h 后划痕完全 合，仅留下很小的缝隙，划痕周
超疏水涂层的耐磨性被认为是影响涂层使用寿
围的变形区域也基本恢复到原来的形态。当加热到
命的重要因素，图 5为自修复超疏水涂层的耐磨性试
玻璃化转变温度以上时，SMP的固定开关段被重新激
验结果。
活并恢复 弹性行为，使变形的涂层恢复到原始化
从图 5 可以看出，磨损长度为 2 000 cm 时涂层仍
学交联状态 。在涂层破坏后，破坏部分的微纳米结
[17]
保持超疏水性能。当磨损长度达到 1 000 cm（20个循
构遭到破坏，并漏出金属基体，因此破坏区域的 WCA
环）、1 500 cm（30 个循环）和 2 000 cm（40 个循环）时，
发生明显下降，为 38. 9°。通过热处理后，SMP/纤维 涂层的 WCA 分别为 158. 2°、153°和 150. 2°。通过
复合膜由于热塑性重新达到了流动状态，将破坏处 SEM 观察磨损前后的涂层可以发现，大量颗粒黏附
的裂纹重新修复，当温度下降后涂层再次发生固化， 在涂层表面，部分颗粒聚集，形成微纳结构，赋予涂
修复后的涂层表面的低表面能未被破坏，同时微纳 层超疏水性。涂层磨损 2 500 cm（50个循环）后，硅藻
米结构又得到恢复，此时自修复后的涂层表面的 土颗粒数量大幅减少，涂层表面变得光滑，露出纤维
WCA 重新达到 161°，说明涂层的超疏水性得到修复。 形貌，此时涂层已失去超疏水性能。然而少量的硅藻
由此可见，涂层表面形态的自修复效应对于其表面 土颗粒仍然让涂层保留了一定的疏水特性，并在后续
疏水性的修复起到至关重要的作用。 对金属的保护中发挥作用。磨损距离达到 3 000 cm

（a） （b）

水接触角/
500× 100 μm 1 000× 50 μm （°）

（c） （d）

250× 200 μm 200× 200 μm
损循环次数

（a）~（d）—分 为 损20、30、40、50个循环的SEM图 （e）—水接触角 着 损循环个数的变化
图5 自修复超 水涂层的 损测试
Fig. 5 Abrasion testing of self-healing superhydrophobic coatings
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