Preparation of Stable Superamphiphobic Coatings Based on Palygorskite
基于坡缕石制备的稳定超双疏涂层
本文为中国矿业大学（北京）黄啸副教授团队撰写发表在《中国表面工程》2024年第37卷第4期的研究论文，题为“基于坡缕石制备的稳定超双疏涂层”。
水、油接触角大于150°的超双疏表面，因其在防污、防粘、防腐、自清洁和管道运输等方面具有巨大的应用潜力而备受关注。但因为超双疏表面结构的脆弱性，目前制备出的超双疏涂层仍具有稳定性不足和价格高昂的问题。
鉴于此，中国矿业大学（北京）黄啸副教授团队在《中国表面工程》2024年第37卷第4期发表研究论文《基于坡缕石制备的稳定超双疏涂层》，使用溶胶-凝胶法在坡缕石（palygorskite, pal）表面原位生长二氧化硅（SiO2）并进行氟化改性，制备高含氟量的pal@SiO2-F填料，利用分层喷涂的方法将pal@SiO2-F填料与聚二甲基硅氧烷（PDMS）结合，制备出具有超双疏性的PDMS / pal@SiO2-F涂层。
01
引用格式
高兴华，黄啸，张晓强，王欣，许春玲. 基于坡缕石制备的稳定超双疏涂层[J]. 中国表面工程，2024，37(4)：151-160.
GAO Xinghua, HUANG Xiao, ZHANG Xiaoqiang, WANG Xin, XU Chunling. Preparation of Stable Superamphiphobic Coatings Based on Palygorskite[J]. China Surface Engineering, 2024, 37(4): 151-160.
02
论文创新点
本文研究选择微米级的无规则 pal 颗粒作为 pal@SiO2-F 填料制备的前驱体，选用具有优异粘结强度、耐蚀性和弹性的PDMS作为粘结剂。为了获得具有低表面能、高纳米粗糙结构的功能填料，采用改性溶胶-凝胶法，在pal颗粒表面生长纳米级的 SiO2粗糙结构，随后利用1H, 1H, 2H, 2H-全氟癸基三乙氧基硅烷（PFDTES）对pal@SiO2颗粒进行氟化改性，以获得表面具有高氟含量的pal@SiO2-F填 料。通过粘结剂、填料分层喷涂制备了一种具有优异稳定性的PDMS / pal@SiO2-F 超双疏涂层。涂层在浸泡、腐蚀和自清洁等测试中展现了优异的拒液性、耐腐蚀性、自清洁性和防污性，拥有在复杂油、污环境中应用的潜力。
03
重要结论
01
选用成本较低的微米级无规则 pal 颗粒作为前驱体，使用溶胶-凝胶法，以微米级颗粒为基础，在其表面原位生长纳米二级结构，并进行氟化改性，制备了高含氟量pal@SiO2-F填料。
02
引入 PDMS作为粘结剂，增强pal@SiO2-F
填料与基底结合力，通过简单的分层喷涂方法，充分发挥粘结剂与填料各自的优势，制备了具有稳定性能的PDMS / pal@SiO2-F 超双疏涂层。涂层对多种液体表现出良好的超双疏性，其中水、白矿油接触角分别达到160°和158.2°。
03
得益于精密的表面结构设计，粘结剂固定微米颗粒，微米颗粒为纳米结构提供保护作用，使得涂层在经历油浸、腐蚀性测试后，双重粗糙结构不被破坏，仍能稳定地捕获气垫，表现出良好的疏油疏水性能。
04
涂层缺乏极端工况下的性能测试，在极端条件下的性能表现仍有待验证。
04
课题组简介
论文主创
高兴华
第一作者，中国矿业大学（北京）在读硕士研究生，主要研究方向为超双疏涂层的制备及应用。
黄 啸
中国矿业大学（北京）机械与电气工程学院副教授，中国电工学会电子束与离子束专委会委员，先后主持国家自然科学基金、中国航发、中国航天科工、清华大学、积水潭医院等项目10余项。主要研究方向为航空航天关键零部件表面耐磨、耐疲劳理论设计与模拟、石油矿山仿生功能涂层等。
王 欣
博士，研究员，北京航空材料研究院表面工程所副所长，中国航发科技委热工艺专委会委员，表面改性技术组组长，中国机械工业学会喷丸强化和磨料丸料专委会副主任。长期从事高强度金属材料和结构机械喷丸、孔挤压、激光冲击等表面形变强化工艺与疲劳性能研究。发表期刊论文100余篇，授权受理专利超60项。主持两机专项基础研究、自然科学基金面上项目等项目十余项，获国防奖三等奖两次（第一完成人），中国航空学会发明奖一等奖（第二完成人），2018 年获首届“中国宋庆龄基金会中国航发人才成长奖”。
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责任编辑：吴 桐
责任校对：梁福军
审 核：张 强
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