基底加热与偶联剂协同作用构筑高耐久性电喷涂超疏水涂层

这篇研究创新性地将基底加热与硅烷偶联剂(KH550)改性相结合，显著提升了聚偏氟乙烯/炭黑(PVDF/CB)电喷涂涂层的性能。通过共价键(Si-O-C)构建和原位热优化，实现了超疏水性(接触角>150°)、机械/化学耐久性及油水分离效能的协同增强，为功能性涂层工业化应用提供了新范式。

　　

Highlight
基底加热与偶联剂协同效应显著提升电喷涂超疏水涂层的性能极限。

Materials
采用聚偏氟乙烯粉末(PVDF)和炭黑纳米颗粒(CB)作为主要成分，γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)作为偶联剂。溶剂包括丙酮、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、无水乙醇等，所有试剂均来自中国供应商。

Wettability of coatings
研究发现：低CB含量(≤1 wt%)浆料随温度升高疏水性降低，而高CB浆料(≥10 wt%)在≤100°C时疏水性增强。特别值得注意的是，含150 wt% CB和1 wt% KH550的样品在100°C沉积时(Sample-DM)，展现出接触角162°±3°和滑动角4°±1°的卓越性能，较单一改性样品提升显著。

Conclusion
对比四种PVDF/CB涂层体系证实：基底加热-KH550双改性样品(Sample-DM)具有最优异的综合性能。这种协同效应源于：(1)KH550水解形成CB纳米颗粒-PVDF链-基底间的共价键网络；(2)原位加热同步优化了多级拓扑结构并强化了粒子间内聚力和涂层-基底粘附力。该策略为高耐久性功能涂层的制备提供了新思路。

CRediT authorship contribution statement
作者贡献声明：刘美琳负责初稿撰写与数据整理；张雨婷负责验证与概念设计；雷廷平负责论文修订与基金支持；林尚新参与软件与项目管理；蔡晓梅与方燕飞共同指导项目。

Declaration of competing interest
所有作者声明不存在可能影响研究客观性的利益冲突。

Acknowledgements
本研究获国家自然科学基金(52473057、52405188、52275530)和厦门市自然科学基金(3502Z202573054)资助。