本發明涉及表面改性領域，具體涉及一種耐磨超疏水涂層及其制備方法。

背景技術：

超疏水是固體表面的一種特殊的潤濕狀態，是指表面與水的接觸角大于150°，滾動角小于10°。這種特殊性質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、流體減阻等領域表現出良好的應用前景。

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

公開號為cn104480423a的中國專利文獻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行表面粗化處理；然后利用超音速電弧噴涂技術在基材表面制備涂層；最后在涂層表面修飾低表面能物質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，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。

公開號為cn105386032a的中國專利文獻公開了一種利用冷噴涂技術制備耐磨超疏水涂層的方法及其產品，該方法其包括如下步驟：第一，對基體表面進行粗化處理；第二步，將噴涂的粉末用低表面能物質進行修飾；第三步，利用冷噴涂技術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、陶瓷復合粉末制備涂層，經再次噴涂修飾有低表面能物質的粉末后，即制得耐磨超疏水涂層及產品。但該方法中，基體表面必須經過粗化處理，槍口溫度較高，預熱溫度為100～600℃，在室溫下進行冷噴涂，所得超疏水涂層的耐磨性能明顯降低。

真空冷噴涂技術是通過采用高速氣流加速固態粒子，經加速后高速撞擊預置的基體，使粒子發生塑性變形而扁平化形成涂層。相較于傳統熱噴涂技術，真空冷噴涂在室溫下即可形成涂層，對基體沒有熱影響，并且適合對溫度敏感的材料的涂層制備。沉積效率高(10μm·min^-1以上)，對于較厚涂層制備優勢明顯。保證材料的化學配比，可沉積一些組成復雜的材料。

研究發現，固體表面的潤濕性能由其表面的化學組成和微觀幾何結構決定，構筑超疏水表面的兩個基本條件是低的表面自由能和適當的粗糙結構。目前構筑超疏水表面的基體必須經過表面粗化處理，因此，發展一種無需經粗化處理就可在多種基體上大規模制備出超疏水表面的方法非常必要。

技術實現要素：

本發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品，該方法采用真空冷噴涂技術，可以完整的保存原始粉末的物理化學特性，沉積效率高；不需要對基體進行表面粗化處理，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)對金屬基體表面進行清洗；

(2)采用低表面能分子對要進行噴涂的粉末進行修飾，得疏水粉末；

(3)利用真空冷噴涂技術在步驟(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。

本發明采用真空冷噴涂技術直接將修飾有低表面能物質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。將真空冷噴涂技術與修飾有有機分子的材料制備結合起來，能夠充分發揮冷噴涂技術的優勢，同時也為超疏水涂層的制備提供了一個全新的思路。

優選地，所述的金屬基體為鋁或鋁合金。

優選地，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合。

優選地，步驟(2)中，所述粉末的材料為二氧化鈦、二氧化硅或氧化鋁。進一步優選，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，作為優選，本發明采用溶膠凝膠法制備二氧化鈦粉末。

優選地，步驟(2)中，所述疏水粉末為納米級或亞微米級的粉末。

優選地，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，使得耐磨超疏水涂層的疏水性能下降。

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

本發明采用真空冷噴涂技術，在真空條件下，送粉氣體無需加熱到數百攝氏度，能夠在室溫條件下進行噴涂作業，完整保留了粉末上的化學分子，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性質，涂層密度大，結合強度高，是一種經濟環保的噴涂技術。

優選地，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接觸角可達150～153°，滾動角小于3°，具有良好的超疏水性，且整體都表現出疏水特征，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。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

(1)現有技術中，為了實現超疏水性能而需要滿足兩個基本條件：構筑表面粗糙結構和低的表面自由能，本發明采用真空冷噴涂技術，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修飾分子，無需進行表面粗糙結構的構筑，簡化步驟。

(2)本發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為實施例1制備的耐磨超疏水涂層表面掃描電鏡圖；

圖3為實施例1制備的耐磨超疏水涂層接觸角測量結果圖；

圖4為實施例1制備的耐磨超疏水涂層磨損后表面掃描電鏡圖；

圖5為實施例1制備的耐磨超疏水涂層磨損后接觸角測量結果圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細描述，需要指出的是，以下所述實施例旨在便于對本發明的理解，而對其不起任何限定作用。

實施例1

在本實施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結合良好。

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，并強烈攪拌，室溫反應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，控制得工藝參數為：工作氣體為n2，無需進行預熱處理，噴涂距離為20mm，送粉速度為6.0l/min，噴槍移動速度為40mm/s，噴涂次數為兩次。

(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，其接觸角測量結果如圖3所示，其接觸角為151.7°，滾動角為1.5°，具有良好的超疏水性，與基體材料結合良好。

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

實施例2

在本實施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結合良好。

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，并強烈攪拌，室溫反應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，控制得工藝參數為：工作氣體為n2，無需進行預熱處理，噴涂距離為20mm，送粉速度為6l/min，噴槍移動速度為40mm/s，噴涂次數為兩次。

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

(6)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對制得的耐磨超疏水涂層表面進行耐摩擦實驗，砂紙移動速度為3cm/s，移動距離為1m，耐摩擦實驗結束后，測得接觸角為151.2°，滾動角為2°，與步驟(5)制備的涂層接觸角無明顯變化。

實施例3

在本實施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結合良好。

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，并強烈攪拌，室溫反應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，控制得工藝參數為：工作氣體為n2，無需進行預熱處理，噴涂距離為20mm，送粉速度為6l/min，噴槍移動速度為40mm/s，噴涂次數為兩次。

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

(6)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對制得的耐磨超疏水涂層表面進行耐摩擦實驗，砂紙移動速度為3cm/s，移動距離為1m，耐摩擦實驗結束后，測得接觸角為150.9°，滾動角為2.5°，與步驟(5)制備的涂層接觸角無明顯變化。

實施例4

在本實施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結合良好。

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，并強烈攪拌，室溫反應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，控制得工藝參數為：工作氣體為n2，無需進行預熱處理，噴涂距離為5mm，送粉速度為10l/min，噴槍移動速度為40mm/s，噴涂次數為兩次。

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

(6)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對制得的耐磨超疏水涂層表面進行耐摩擦實驗，砂紙移動速度為3cm/s，移動距離為1m，耐摩擦實驗結束后，測得接觸角為151.9°，滾動角為2.5°，與步驟(5)制備的涂層接觸角無明顯變化。

實施例5

在本實施例中，基底材料為2×2cm的鋁合金片，涂層與基體材料結合良好。

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，并強烈攪拌，室溫反應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，控制得工藝參數為：工作氣體為n2，無需進行預熱處理，噴涂距離為10mm，送粉速度為8l/min，噴槍移動速度為30mm/s，噴涂次數為兩次。

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

(6)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對制得的耐磨超疏水涂層表面進行耐摩擦實驗，砂紙移動速度為3cm/s，移動距離為1m，耐摩擦實驗結束后，測得接觸角為152.9°，滾動角為2.5°，與步驟(5)制備的涂層接觸角無明顯變化。

實施例6

在本實施例中，基底材料為2×2cm的鋁合金片，涂層與基體材料結合良好。

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，并強烈攪拌，室溫反應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，控制得工藝參數為：工作氣體為n2，無需進行預熱處理，噴涂距離為30mm，送粉速度為5l/min，噴槍移動速度為20mm/s，噴涂次數為兩次。

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

(6)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對制得的耐磨超疏水涂層表面進行耐摩擦實驗，砂紙移動速度為3cm/s，移動距離為1m，耐摩擦實驗結束后，測得接觸角為150.2°，滾動角為2°，與步驟(5)制備的涂層接觸角無明顯變化。

實施例7

在本實施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結合良好。

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，并強烈攪拌，室溫反應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，控制得工藝參數為：工作氣體為n2，無需進行預熱處理，噴涂距離為15mm，送粉速度為6.0l/min，噴槍移動速度為40mm/s，噴涂次數為兩次。

(5)噴涂完成后得到的涂層接觸角為148.8°，滾動角為2°，與實施例(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，使得接觸角下降。

實施例8

在本實施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結合良好。

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，并強烈攪拌，室溫反應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，控制得工藝參數為：工作氣體為n2，無需進行預熱處理，噴涂距離為30mm，送粉速度為6l/min，噴槍移動速度為40mm/s，噴涂次數為兩次。

(5)噴涂完成后得到的涂層接觸角為146.6°，滾動角為3°。隨著油酸修飾比例進一步提高，涂層沉積效果進一步變差，導致疏水性能繼續下降。

實施例9

在本實施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結合良好。

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，并強烈攪拌，室溫反應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，控制得工藝參數為：工作氣體為n2，無需進行預熱處理，噴涂距離為20mm，送粉速度為6l/min，噴槍移動速度為40mm/s，噴涂次數為兩次。

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

(6)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對制得的耐磨超疏水涂層表面進行耐摩擦實驗，砂紙移動速度為3cm/s，移動距離為1m，耐摩擦實驗結束后，測得接觸角為151.9°，滾動角為1.5°，與步驟(5)制備的涂層接觸角無明顯變化。

實施例10

在本實施例中，基底材料為2×2cm的鋁合金片，涂層與基體材料結合良好。

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，并強烈攪拌，室溫反應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，控制得工藝參數為：工作氣體為n2，無需進行預熱處理，噴涂距離為15mm，送粉速度為7l/min，噴槍移動速度為30mm/s，噴涂次數為兩次。

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

(6)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對制得的耐磨超疏水涂層表面進行耐摩擦實驗，砂紙移動速度為3cm/s，移動距離為1m，耐摩擦實驗結束后，測得接觸角為153.0°，滾動角為2°，與步驟(5)制備的涂層接觸角無明顯變化。

實施例11

在本實施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結合良好。

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，控制得工藝參數為：工作氣體為n2，無需進行預熱處理，噴涂距離為20mm，送粉速度為6l/min，噴槍移動速度為40mm/s，噴涂次數為兩次。

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

(5)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對制得的耐磨超疏水涂層表面進行耐摩擦實驗，砂紙移動速度為3cm/s，移動距離為1m，耐摩擦實驗結束后，測得接觸角為151.9°，滾動角為2°，與步驟(4)制備的涂層接觸角無明顯變化。

實施例12

在本實施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結合良好。

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，控制得工藝參數為：工作氣體為n2，無需進行預熱處理，噴涂距離為20mm，送粉速度為6l/min，噴槍移動速度為40mm/s，噴涂次數為兩次。

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

(5)耐磨超疏水涂層耐磨性能的研究：在25kpa下，采用800目砂紙對制得的耐磨超疏水涂層表面進行耐摩擦實驗，砂紙移動速度為3cm/s，移動距離為1m，耐摩擦實驗結束后，測得接觸角為151.5°，滾動角為1.5°，與步驟(4)制備的涂層接觸角無明顯變化。

對比例1

在本實施例中，基底材料為2×2cm的鋁片，涂層與基體材料結合良好。

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，并強烈攪拌，室溫反應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，控制得工藝參數為：工作氣體為n2，預熱溫度為600℃，噴涂距離為20mm，送粉速度為6.0l/min，噴槍移動速度為40mm/s，噴涂次數為兩次。

(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分子分解，失去疏水性能。