[发明专利]一种用于现场评测超疏水涂层耐磨性的方法和装置

说明书

本发明公开了一种用于现场评测超疏水涂层耐磨性的方法和装置，所述方法的具体过程为：调整试样的倾斜角度，并用注射器向试样上滴水，直至水滴恰好能从试样表面自由滚落，将此时试样的倾斜角度记为滚动角θ，然后测量水滴在试样上滴落位置的水平高度h和水滴沿试样滚落的水平距离L，以此滚动角θ的值，通过滚动角θ的平均值来反映涂层的疏水性能，进而反映其耐磨性。本发明的方法所需的仪器和材料都是可轻易获得的，对于实际中现场评价超疏水涂层的耐磨性是有效易行的；同时，本发明的装置通过恒定砝码的质量，保证每次磨损测试的施加力相同。

技术领域

本发明属于涂层耐磨性能领域，具体涉及一种评测超疏水涂层耐磨性的方法和装置。

背景技术

粗糙结构是超疏水涂层的必要条件之一，对于疏水表面来说，粗糙度越大，疏水性能越好。磨损试验能够有效地评价涂层的耐磨性，对于超疏水涂层的磨损试验来说，表面粗糙度的减小就意味着疏水性能的下降，在粗糙度下降很多的时候，涂层的超疏水性能就会消失。在实际应用中，即现场评测超疏水涂层的耐磨性时，由于场地、实验设备、可操作性等因素的限制，如接触角测量仪并不是轻易可得的，在实验室中能运用的一些手段和方法就失去了作用，因此开发一种简易的磨损装置和评测方法是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种用于现场评测超疏水涂层耐磨性的方法和装置。本发明通过滚动角θ的平均值来反映涂层的疏水性能，进而反映其耐磨性。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。

一种用于现场评测超疏水涂层耐磨性的方法，其具体评测过程为：

调整试样的倾斜角度，并用注射器向试样上滴水，直至水滴恰好能从试样表面自由滚落，将此时试样的倾斜角度记为滚动角θ，然后测量水滴在试样上滴落位置的水平高度h和水滴沿试样滚落的水平距离L，所述滚动角θ由下式计算得到：

其中，当0°≤θ≤10°时，试样具有超疏水性能；当θ＞10°时，试样失去超疏水性能。

在所述评测过程中，首先将试样倾斜一定角度，并用注射器向试样上滴水，如果水滴不能从试样表面自由滚落则增大试样的倾斜角度，如果水滴一开始就能从试样表面自由滚落则减小试样的倾斜角度，直至水滴恰好能从试样表面自由滚落，将此时试样的倾斜角度记为滚动角θ，然后测量水滴在试样上滴落位置的水平高度h和水滴沿试样滚落的水平距离L，单位均为mm，计算滚动角θ的值。

在所述评测过程中，保持水滴在试样上滴落位置的水平高度h不变，通过调整试样的倾斜角度从而改变水滴沿试样滚落的水平距离L；所述水滴在试样上滴落位置的水平高度h为1-3mm。

在所述评测过程中，用注射器向试样上滴水时，所述注射器的针头与试样间的垂直距离为2-5mm。

一种用于现场评测超疏水涂层耐磨性的装置，包括注射器和磨损装置，所述注射器用于向试样上滴水，所述磨损装置用于对试样进行磨损处理。

所述磨损装置包括砝码、砝码固定装置、支架和支架底座；所述砝码的重量为50-500g，所述砝码和砝码固定装置通过连接线相连接；所述连接线是无弹性的，其与砝码、砝码固定装置之间可拆卸连接，且与待处理试样平行；所述砝码固定装置安装在支架上，用于在磨损过程中固定砝码；所述支架横跨试样，与设置在试样两侧的支架底座固定连接，所述支架和支架底座用于在磨损过程中保持整个装置的稳定性。该装置通过恒定砝码的质量，保证每次磨损测试的施加力相同。

在所述磨损处理过程中，将砝码放置在试样上，且连接线呈绷紧状态，将试样向保持连接线绷紧状态的方向拉动，然后重复上述过程。每次磨损处理过程中，所述试样被拉动的距离相同且做匀速直线运动。

为减小误差，每个试样均测量多次，最后取平均值，利用滚动角θ值的平均值大小去评测超疏水涂层的耐磨性。