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材料和周围介质发生化学、电化学反应会产生腐蚀从而使其遭受破坏,在材料表面制备超疏水涂层能够有效提高其耐腐蚀性能。迄今为止,研究者已开发多种金属基材超疏水表面的制备方法。然而这些方法大多使用含氟试剂作为原料之一,采用化学或电化学刻蚀、电沉积等手段。含氟试剂昂贵且对环境安全和人类健康有害;而用化学或电化学刻蚀、电沉积等手段不利于大规模生产应用。基于此,本文以无氟的氧化锌/植物油或冷镀锌喷漆为原料,采用喷涂工艺在金属铁表面制备了超疏水涂层。通过接触角测量仪、扫描电子显微镜、能谱仪等对样品的润湿性、表面形貌和表面成分进行了分析,并对涂层的耐酸碱、耐盐溶液(静态盐水浸泡、动态盐水浸泡、中性盐雾)、耐摩擦等性能进行了研究,具体研究内容和结果如下:(1)氧化锌/植物油超疏水表面的制备及耐腐蚀性能研究。用低表面能物质KH570作为改性剂对纳米氧化锌粉末进行改性,然后将改性后的粉末与葵花籽油在氯仿溶液中均匀混合,并喷涂在铁表面上进行简单的热处理,通过控制油与纳米颗粒的比例获得了具有超疏水性的涂层。研究发现油与改性纳米粒子的质量比为0.9﹕1时,该涂层的性能在润湿性、稳定性和耐腐蚀方面达到了相对均衡的水平,涂层的水接触角为158.1°±2.3°,滚动角为5.1°±0.5°。经过60 min的超声后,接触角下降到138.6°±1.3°,滚动角增加到34.2°±1.1°;在不同温度下(-30~270℃)处理60 min后样品的表面接触角高于150°;在250 Pa的压力下经过1000 cm的磨损后,涂层的接触角减小到大约142°,而滚动角增加到大约10°;浸泡在不同p H的溶液中100 h后样品接触角始终大于145°;将超疏水样品浸泡在Na Cl(3.5 wt.%)的静态或动态水溶液中,研究了其耐蚀性及其表面润湿性的变化,结果表明超疏水样品在静态溶液中的持续寿命为10 d左右,并且随着腐蚀性溶液的流速增加至2 m/s,急剧下降至24 h。这项工作表明,从可持续和可再生资源开发环保、无毒的微纳米级超疏水防腐涂料具有广阔的前景,可以是一种简单有效的金属防腐方法。(2)富锌超疏水锌涂层的制备及耐腐蚀性能研究。在铁基体上喷涂冷镀锌漆,再用乙酸(HAc)溶液刻蚀获得具有微纳米结构的金属锌层,随后的硬脂酸(STA)疏水化处理使得表面具有超疏水性。制备的超疏水样品接触角为168.4°±1.5°,滚动角为3.5°±1.2°。样品放入乙醇中超声120 min后接触角略微减小至150.6°±1.1°,滚动角增加至13.9°±1.3°。涂层粘附试验表明超疏水涂层以5B水平粘附在铁基体上,在250 Pa的压力下经过10次循环(约200 cm)后,试样上的微/纳米结构几乎被破坏,样品表面的接触角减小到约120°。但是将磨损后的样品放在HAc水溶液和STA乙醇溶液中再浸渍后,表面仍然会出现微/纳米结构,涂层恢复了原有的超疏水性。将超疏水样品浸泡在Na Cl(3.5 wt.%)的静态或动态水溶液以及盐雾环境中,研究了其耐蚀性及其表面润湿性的变化,并对表面形貌和表面成分进行了监测。结果表明超疏水样品在静态溶液中的持续寿命为8-10天,并且随着腐蚀性溶液的流速增加至2或4 m/s,急剧下降至12 h。可以说超疏水表面为锌涂层提供了8-10天额外防腐蚀保护。