题目：汽车用亲水涂层的环境失效行为研究

随着大气环境的变化及人们环保意识的增强，在保证汽车涂层基本性能良好的前提下，提高汽车涂层的自清洁性能已成为一种新的需求，但现有的一些室内模拟实验不能很好的反映出涂层在户外环境条件下的自清洁性能及其耐久性。本文即针对五种涂层——汽车用丙烯酸聚氨酯涂层、汽车用氟改性丙烯酸聚氨酯疏水涂层、市售亲水涂层和自研的汽车用醇体系TiO2/SiO2亲水涂层、汽车用水体系TiO2/SiO2亲水涂层，进行了户外环境暴露实验和部分室内环境暴露实验，通过宏观形貌、光泽度、接触角、微观表面形貌、表面成分等分析手段，研究了涂层表面自清洁性能的变化及环境失效机制等内容，研究结果为汽车用亲水涂层的环境失效预防及应用打下了技术基础。

汽车用丙烯酸聚氨酯涂层和汽车用氟改性丙烯酸聚氨酯疏水涂层，随户外暴露时间的延长，涂层表面的光泽度分别由102、89降至70、56，接触角分别由86°、104°降至74°、84°，虽然涂层表面成分基本稳定，但“雨痕”明显，自清洁性能不佳。

市售亲水涂层，经过户外暴露实验，涂层表面光泽度由98下降至74，接触角由17°升高到63°，涂层表面成分没有发生明显的变化，但涂层很薄，出现局部失效，并露出底漆，由于液滴仍能在涂层表面铺展，所以涂层表面没有出现明显的污痕，自清洁性能保持良好。

自研的汽车用醇体系TiO2/SiO2亲水涂层、汽车用水体系TiO2/SiO2亲水涂层，经过室内暴露环境后，涂层的光泽度在小范围内波动，接触角分别由40°、34°上升至70°左右，涂层表面没有沾污痕迹，自清洁性能保持良好。

将两种自研的汽车用亲水涂层，置于户外暴露环境中，均表现出光泽度下降、接触角升高、粗糙度升高的趋势，其中醇体系亲水涂层光泽度由112降至85，接触角由47°升至70°；水体系亲水涂层光泽度由77降至60，接触角由31°升至75°。此外，涂层微观表面形貌变化明显，醇体系亲水涂层裂痕越来越密集，水体系亲水涂层枝状裂痕消失；两种涂层表面的成分也发生了变化，底漆逐渐裸露，但液滴仍能在涂层表面很好的铺展开来，涂层自清洁性能保持良好。

将上述3种亲水涂料经过多次涂覆，形成多层结构的亲水涂层，可明显提升涂层表面光泽度和接触角的稳定性，户外环境暴露实验结果表明，多层亲水涂层的表面自清洁性能稳定性好，但易出现不同程度的脱落等现象。