鋁合金因其具有抗疲勞強度高、耐蝕性好、焊接性能優良、冷加工性較好等優點被廣泛應用于船舶、海洋平臺等領域。鋁合金表面雖然在自然環境中可以形成氧化膜，但氧化膜很薄，在應用過程中易受到損傷，進而對基材造成損傷。此外，鋁合金在海洋領域的實際應用過程中亦存在一系列問題，如在低溫天氣下，雨滴在鋁合金器件表面會發生覆冰現象；易被海水腐蝕，大大縮短其服役年限。因此，在鋁合金基體上制備防冰、防腐、自清潔的超疏水涂層是改善其性能和擴展其應用領域的關鍵技術。

超疏水表面指的是水接觸角超過150°且滾動角低于10°的表面。受自然界動植物超疏水表面的啟發，研究人員成功地制備和開發出可應用于自清潔、防腐、防結冰等領域的各種人工超疏水涂層。到目前為止，人們已經提出了許多制備超疏水涂層的方法，如噴涂法、電沉積法等，將粗糙的微納米結構與低表面能材料相結合，得到超疏水表面。然而，目前所制備的超疏水涂層極易受到損壞，主要是因為其粗糙的表面形態容易被機械磨損破壞，與基材的附著力弱以及對惡劣條件的抵抗力差等，嚴重影響了超疏水涂層的大面積應用。因此，提高超疏水涂層的耐磨性是亟需解決的問題。在超疏水表面的微納米復合結構中，因微米級結構比納米級結構能夠承受更多的摩擦載荷，微米級結構通常為脆弱且功能性的納米級結構提供保護。使用堅固的粘合劑，如環氧樹脂（EP）等來改善涂層和基材之間的附著力，同時噴涂改性微納米復合顆粒來創建微納米結構是大規模制備耐磨超疏水涂層的有效策略。

因此，海洋化工研究院有限公司海洋涂料國家重點實驗室和山東科技大學聯合在《中國表面工程》2024年第2期發表研究論文《耐久超疏水涂層的制備及其防冰防腐自清潔性能》,在鋁合金基材上通過一步噴涂法制備出耐磨超疏水涂層。將環氧樹脂涂覆到基體上，待半固化狀態后噴涂上硬脂酸修飾的混合微米SiO₂和納米TiO₂顆粒得到具有明顯雙尺度結構的超疏水涂層——接觸角為~155.4°、滾動角為~3°。通過膠帶剝離、砂紙摩擦、紫外光長時間照射以及不同PH液滴等多種條件下測試該涂層的耐磨耐久性，且通過結冰實驗測試了涂層的抗結冰性能。通過電化學測試和長期浸泡測試了涂層的耐腐蝕性能。因TiO₂粒子本身具有光降解性能，還進行了涂層的紫外光降解測試以及自清潔、防污測試。

本研究在鋁合金基材上通過一步噴涂法制備出耐磨超疏水涂層。首先在鋁合金基體涂覆環氧樹脂粘結層，待其達到半固化狀態時，噴涂硬脂酸修飾的微米SiO₂和納米TiO₂粒子混合懸浮液。該涂層水滴接觸角為~155.4°，滾動角為~3°，實現了超疏水性。試驗結果表明，該超疏水涂層具有較好的耐磨耐久性，在膠帶剝離、砂紙摩擦、紫外光長時間照射以及不同PH液滴等多種測試條件下仍具有良好的超疏水性。此外，此超疏水涂層在極端寒冷的天氣下可以顯著延緩水的凍結時間。環氧樹脂和疏水顆粒的協同防腐作用使超疏水涂層在海水中表現中良好的防腐蝕性能。最后，所制備的超疏水涂層還具有優異的自清潔特性，且因TiO₂粒子本身的光降解性能，該涂層還可用于光降解污染物和凈化水質。

所制備的超疏水涂層在極端寒冷的天氣下可以顯著延緩水的凍結時間，約為基體凍結時間的8倍。同時，環氧樹脂和疏水顆粒的協同防腐作用使得超疏水涂層在海水中表現中良好的防腐蝕性能。此外，所制備的超疏水涂層還具有優異的自清潔性，且由于TiO₂粒子本身的光降解性能，該涂層還可以用于光降解污染物，凈化水質。

鋁合金因其具有抗疲勞強度高、耐蝕性好、焊接性能優良、冷加工性較好等優點被廣泛應用于船舶、海洋平臺等領域。鋁合金表面雖然在自然環境中可以形成氧化膜，但氧化膜很薄，在應用過程中易受到損傷，進而對基材造成損傷。此外，鋁合金在海洋領域的實際應用過程中亦存在一系列問題，如在低溫天氣下，雨滴在鋁合金器件表面會發生覆冰現象；易被海水腐蝕，大大縮短其服役年限。因此，在鋁合金基體上制備防冰、防腐、自清潔的超疏水涂層是改善其性能和擴展其應用領域的關鍵技術。本研究所制備的簡單、環保的超疏水涂層在防結冰、防腐蝕等方面具有潛在的應用前景，并為克服傳統超疏水表面使用耐久性差的問題提供了解決思路。