超疏水涂層的耐用性提升-蘇州青田新材料有限公司

超疏水涂層因高度依賴表面精細(xì)微納結(jié)構(gòu)，在耐磨性、持久性、耐老化性等方面表現(xiàn)欠佳，限制了大規(guī)模應(yīng)用。針對此問題，涂料助劑廠家——蘇州青田建議以下改進(jìn)思路：

1.賦予自修復(fù)能力

使涂層在機(jī)械磨損后能自發(fā)或在外力作用下恢復(fù)超疏水性能，分為外援型和本征型：

外援型：通過添加包裹修復(fù)劑的微膠囊、形狀記憶材料等，在磨損時借助溫度、pH、光等動力，促使微膠囊釋放修復(fù)劑或形狀記憶聚合物恢復(fù)結(jié)構(gòu)。

本征型：無需額外添加修復(fù)劑或催化劑，利用自身動態(tài)可逆共價鍵或物理相互作用，在光、熱、pH 等外部刺激下實(shí)現(xiàn)損傷自修復(fù)。

2.構(gòu)造多層級微納米結(jié)構(gòu)

單一層級微納結(jié)構(gòu)脆弱易失效，而多層級結(jié)構(gòu)通過增加微納結(jié)構(gòu)厚度和粗糙度提升性能：在已有微納結(jié)構(gòu)表面再噴涂微納米顆粒，豐富結(jié)構(gòu)層次，使磨損前后粗糙度相近，既維持超疏水性，又延長使用壽命。

3.引入保護(hù)結(jié)構(gòu)

通過特定材料或結(jié)構(gòu)設(shè)計，為微納米結(jié)構(gòu)提供保護(hù)外殼或骨架，分散納米顆粒所受應(yīng)力，減弱外部機(jī)械磨損，提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐久性，同時保持超疏水特性。

4.增大交聯(lián)密度

適當(dāng)提高交聯(lián)密度，可使涂層分子鏈連接更緊密，微納米結(jié)構(gòu)包覆更嚴(yán)實(shí)，增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度與耐磨性，延長使用壽命。具有共價鍵自修復(fù)能力的涂層，還可通過動態(tài)共價鍵增加交聯(lián)點(diǎn)，結(jié)合自修復(fù)能力進(jìn)一步提升耐用性。

5.添加層狀或剛性材料

層狀結(jié)構(gòu)材料：層間作用力弱，有潤滑作用，機(jī)械磨損時層間平移可分散摩擦應(yīng)力，減少對涂層的破壞。

剛性材料：機(jī)械穩(wěn)定性好，摻入后形成類似鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)涂層機(jī)械穩(wěn)定性。部分改性材料還能提升其他性能。

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