具有抑制微生物附着功能的ZnO/SiO₂复合超疏水涂层的制备与性能分析

摘要

[目的]为提升材料在复杂环境中的综合性能，开发一种同时具备抗菌性与超疏水性的复合功能涂层，以满足工程应用对多重性能的需求。[方法]采用Pechini法合成ZnO颗粒，并通过溶胶-凝胶法制备改性SiO₂纳米粒子，结合双层喷涂工艺构建ZnO/SiO₂复合微纳结构涂层。系统研究了ZnO在底漆和面漆中的掺杂比例（0%、6%、9%、12%和15%）与表面粗糙度对涂层性能的影响。[结果]当底漆不含Zn O、面漆含ZnO 12%时，涂层性能最佳，静态水接触角达152.20°左右，滚动角小于5°，抗菌测试中的菌落总数降至4.67×10～4 CFU/cm²。该涂层在p H=1～13的溶液中浸泡15 d后仍保持超疏水性，在砂砾冲击测试中表现出良好的耐磨性。绝缘测试结果表明涂层的相对介电常数为2.39，体积电阻率为9.7×10¹⁰Ω·m，表面电阻率为5.4×10¹¹Ω。[结论]该涂层在抗菌性、超疏水性与电绝缘性方面实现了协同优化，表现出优异的环境稳定性和工程应用潜力。

关键词

环氧树脂 / 氧化锌 / 二氧化硅 / 复合抗菌涂层 / 微生物附着 / 超疏水 / 电绝缘