一、樣品制備
1、制板
不銹鋼板、鍍鋅板、PP板、HIPS板和 ABS板,均經(jīng)過無水乙醇清洗后晾干處理。
2、涂液成分及涂液分類
極低表面能水(醇)分散性亞微米級高分子聚合物交聯(lián)聚集體、極低表面能復合納米粒子和水(醇)。
按底涂和面涂,涂液分為FP20底涂層和FP21面涂層兩大類;按金屬、耐溶劑和適當耐溫塑料、不耐溶劑和不耐溫塑料等材料應用分類,涂液分為FPJ(20、21)、FPP(20、21)和FPA(20、21)等三類。
3、涂層制備
金屬材料采用滾涂或噴涂等方式,干燥工藝為板溫(PMT約 220℃)。PP、HIPS和 ABS等塑料板采用噴涂、刷涂、浸涂和提拉等涂裝方式,干燥工藝為80℃/1h。
二、樣品表征
1、涂層表面SEM和EDS
采用掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜儀(EDS)對涂層表面進行分析,表明涂層表面具有微米級鏈狀結構(鏈狀聚合物自組裝聚集體),長約500μm,直徑約50nm(復合納米粒子),棒上密布著一簇簇小于20nm的顆粒結構,整個表面為亞微米和納米二元階層凹角結構。
涂層表面元素主要為F、C、O、Si,其中含氟量最高(如下圖2):
圖2.樣品表面 EDS圖
三、力學性能測試
1、涂層附著力
按照GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的劃格試驗》法測定涂層附著力,在金屬板表面,涂層的附著力為1級,在塑料板表面,涂層的附著力為2級。
2、涂層的硬度
按照GB/T 6739-1996《鉛筆硬度測量標準》法測定涂層的硬度為1H。
四、疏液性測試
1、表面對水的靜態(tài)接觸角(WCA)
采用靜滴法,水滴尺寸約為5μL(可忽略重力造成的影響),表面對水的接觸角為164.158°,結果如下圖3:
圖3.水的靜態(tài)接觸角 164.158°
3、水在表面的滾動角
采用增減液方法測量水的滾動角為7.207°,結果如下圖4:

圖4.增減液法測定水的前進角(167.728°)和后退角(160.521°)
3、表面對正十六烷的靜態(tài)接觸角(HCA)
采用靜滴法,正十六烷液滴尺寸為5μL(可忽略重力造成的影響),表面對正十六烷的接觸角為156.222°,結果如下圖5:

圖5.正十六烷的靜態(tài)接觸角 154.404°
4、正十六烷在表面的滾動角
采用增減液方法測量正十六烷的滾動角為9.629°,結果如下圖6:
圖6.增減液法測定正十六烷的前進角(164.033°)和后退角(154.404°)
5、室溫下浸泡實驗
參考GB/T 1733—93《漆膜耐水性測定法》測定涂層耐水性,為了考
察涂層邊部不均勻性的影響,與標準不同的是,涂層板未進行封邊處
理。
將涂層板在23℃±2℃下,浸沒于去離子水中。浸泡前,涂層板的 CA為159.373°。

以下為涂層板分別對水、洗滌劑和食用油的超疏實驗視頻:
浸泡2周后
浸泡3周后
浸泡5周后
層板的CA為152.905°

浸泡7周后
浸泡7周后
浸泡7周后
涂層板的CA為150.403°。

6、室溫下3%氯化鈉溶液浸泡實驗
浸泡一周后,鍍鋅板發(fā)生了明顯的銹蝕,而超疏表面仍然保持完好的超疏水性。
圖層測試實驗視頻: