疏水性指的是一個分子（疏水物）與水互相排斥的物理性質。疏水性分子偏向于非極性，并因此較會溶解在中性和非極性溶液（如有機溶劑）。疏水性分子在水里通常會聚成一團，而水在疏水性溶液的表面時則會形成一個很大的接觸角而成水滴狀。水分子與不同固體材料表面之間的相互作用情況是各不相同的。在水（液相）、材料（固相）與空氣（氣相）三相的交點處，沿水滴表面的切線與水和材料接觸面所形成的夾角θ稱為接觸角。親水性的材料水接觸角小于90度。疏水性的水接觸角大于90度，小于150度，超疏水性的水接觸角大于150度,如下圖所示。

我們都知道下雨后，水滴不會粘在荷葉表面，而是像一粒粒珍珠似的在葉面上來回滾動，這便是自然界中*常見到的超疏水現象。超疏水材料由于其優異的超拒水性能，在國防、工農業生產和日常生活中有著廣泛的應用前景，例如可以廣泛應用于需要拒水防污的場景的超疏水涂層。

傳統防污涂料采用殺蟲劑、重金屬鹽類防污劑等方法處理海洋生物污損，但大都存在海洋生態環境的破壞、防污性能不穩定、長效防污能力差、成本高等問題。而超疏水防污涂料涂層是從海洋污損生物的附著機理出發其低表面能的表層使海洋生物產生的有機物黏液不能得到有效地鋪展和黏附，直接從“根本上”解決污損的附著問題。

先將正硅酸四乙酯（TEOS）溶解在在無水乙醇中后加入適量氨水的方法制備二氧化硅溶膠凝膠；之后用TEOS和甲基**氧基硅烷（MTMS）在無水乙醇環境下反應，而后加入氨水的方法制備得到硅氧烷改性溶膠凝膠；按一定比例混合硅氧烷改性溶膠凝膠和十三氟辛基**氧基硅烷（FAS-13），室溫下攪拌后在超聲機中超聲使其充分反應，制得氟化硅溶膠凝膠。

將氟化硅溶膠凝膠干燥后選用異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯（NDZ-201）對其進行處理并加入到環氧樹脂中，通過C—O—Ti鍵穩固的連接在一起，進一步提高填料分散性并保持穩定，就能制得一款防腐性強、機械性能優異的超疏水涂料。

復合改性前后SiO2的XRD分析結果如下圖所示。從圖中可以看到，未改性SiO2只有1個饅頭特征峰，在2θ=23°處符合SiO2標準卡片特征峰，且該峰強度逐漸減弱直至平滑。因此，未改性納米SiO2粉末是非晶態物質，在衍射角23°之后衍射強度起伏很小，屬于平滑區。復合改性后的SiO2的XRD譜圖仍為寬峰，說明也為非定型結構，即MTMS和FAS-13復合改性的硅溶膠并沒有改變硅溶膠的無定型結構。

溶膠粒徑越小、分散越均勻，涂膜表面微納粗糙結構越致密，結構凹陷處儲存的“氣墊”越多，疏水效果越好。從下圖a中可以看出不同氨水用量下，分布曲線都呈單峰分布，且分布范圍較窄，生成的SiO2溶膠分散性較好。從下圖b中可以看出，烷基硅烷加入反應體系中后，影響原來體系中SiO2晶核的形成，隨著硅氧烷用量的增加，體系中Si—(OH)4和CH3—Si—(OH)3的濃度增大，縮合反應速率增大，生成的SiO2晶核表面接枝有很多的—Si—CH3基團，且—Si—CH3基團的空間位阻較Si—OH基團大，阻止了SiO2晶核的繼續長大，使得粒徑減小。當TEOS與MTMS體積比1：1時，得到的改性溶膠PDI*小，分布曲線呈單峰分布且分布范圍較窄，分散性*好。

通過此方法制備的TiFSiO2-EP涂層不僅具有良好的超疏水效果，且機械性能優異、防腐性強，可長時間應用于海上施工設備、遠洋船舶等基材上，發揮疏水防污效果。

通過上述表征方法和諸如酸堿測試和綜合熱測試等方法，程、魏等得到了如下一些結論，這對于用溶膠凝膠法制備超疏水材料具有重要的借鑒意義。

(1) 納米SiO2溶膠為超疏水表面的構建提供粗糙結構，FAS-13、MTMS起到降低表面自由能的作用。通過實驗研究發現，當TEOS、MTMS、FAS-13的體積比達到1：1：2時，SiO2薄膜水接觸角超過150°，滿足超疏水性能要求。

(2) FAS-13中的Si—O鍵和C—F鍵的高鍵能、低表面能特性，顯著提升EP涂層的疏水性和耐酸堿性。

(3) 鈦酸酯偶聯劑NDZ-201的質量為粉體質量的2%時，氟硅烷粉末在環氧樹脂中分散性能*好，且離心穩定性達到1級。

(4) 鈦氟硅烷粉末質量分數為60%時，TiFSiO2-EP涂層具有優異的機械性能、疏水性和耐腐蝕性能。涂層附著力為2級，硬度為3H，柔韌性為1 mm，耐沖擊為50 cm，實部阻抗達到4.1×108 Ω?cm2，水接觸角超過150°，滿足超疏水性能要求。