一种基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料及其制备方法与流程

本发明属于超疏水材料技术领域，涉及一种超疏水材料及其制备方法，具体涉及一种耐刮擦超疏水材料及其制备方法，特别涉及一种基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料及其制备方法，尤其涉及一种基于纤维阵列的耐刮擦多级次超疏水材料及其制备方法。

背景技术：

超疏水材料通常指当水滴与其表面接触时，接触角大于150°、滚动角小于10°的材料。超疏水材料由于其特殊的表面润湿性，使其在自清洁、防冰、防雾、防腐蚀、绿色打印、传感器以及油水分离等多个领域均有重要的应用前景，如，在生产生活中具有自清洁功能的建筑外墙，大大减少了在建筑外墙清理过程中所产生的经济成本，特别是自清洁外墙在高层建筑上的应用，避免了在清理过程中产生的安全问题；又如，自清洁喷雾的使用，可以轻松方便地将其喷涂在衣服、皮鞋等物体的表面，大大减少了衣物被污染的可能，为人类的生活提供了方便；防雾材料在汽车挡风玻璃、后视镜以及眼镜上的应用，同样方便了人类的生产、生活；防冰材料在飞机、交通路面、输电线路等方面的应用也为生产生活的安全提供了保障。

cn102453465a公开了一种粘附型超疏水材料及其制备方法，该材料是一种含有有机基团的二氧化硅纳米颗粒，以该材料作为构建单元，在基体上进行沉积得到具有二重纳米粗糙度的表面；该表面不仅具有超疏水性能，接触角在140～170°之间，而且具有很强的粘附力，水滴在倾斜或者倒置的情况下不会滑落下来。该发明的制备方法操作简单，原料易得，成本低，对于水的输运、转移和分离具有广泛的应用前景。但是，该发明的粘附型超疏水材料的耐刮擦性能有待进一步提高。

cn103214690a公开了一种耐用性超疏水材料的制备方法，所述制备方法如下：一、制备纳米颗粒分散液；二、制备基体与纳米颗粒的复合材料；三、涤及干燥；四、浸泡、洗涤及干燥；即得到耐用性超疏水材料。采用该发明的制备方法制备耐用性超疏水材料不需使用专门昂贵的设备和苛刻的实验条件，降低了生产成本；制备的耐用性超疏水材料用于油水分离领域，可反复使用300次以上，具有良好的耐使用性能，但是其疏水性能和耐刮擦性能有待进一步提高。

必须注意的是，目前，对于超疏水材料的应用大多还停留在实验室阶段。限制超疏水材料应用的因素除了难以低成本、大面积且以简单的工艺制备以外，其真正的痛点还在于如何使超疏水材料的表面稳定地保持超疏水特性，即如何提高超疏水材料的耐刮擦性。由于构成超疏水表面往往需要具有微米级次、纳米级次或是微纳米多级次复合结构，这些微结构在实际应用过程中相对于外界载荷是比较脆弱的，因此如何制备具有耐刮擦特性的超疏水材料具有重要的研究价值与意义。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料及其制备方法。本发明的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料具有优异的超疏水特性，同时该材料表面具有优异的耐刮擦特性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料，所述耐刮擦超疏水材料由基底、粘合剂、短切纤维及纳米颗粒组成，

所述耐刮擦超疏水材料由基底、粘合剂、短切纤维及纳米颗粒组成，所述粘合剂涂覆于所述基底的表面，所述短切纤维的一端设置于所述涂覆有粘合剂的基底的表面，所述短切纤维的表面包覆有纳米颗粒。

本发明短切纤维在涂覆了粘合胶的基体的表面形成纤维阵列，将纤维阵列的表面包覆有纳米颗粒，制得的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料具有优异的超疏水特性，其表面接触角可高于160°，表面滚动角低于7°，同时该材料表面具有优异的耐刮擦特性。

本发明的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料是一种多级次结构，所述多级次结构是指由短切纤维构成微米级次的微观结构；以及由纳米颗粒构成纳米级次的微观结构。

本发明中，所述基底为柔性基底或刚性基底；优选地，所述柔性基底为铝箔基底或聚二甲基硅氧烷基底；优选地，所述刚性基底为环氧树脂基底或聚甲基丙烯酸甲酯基底。

所述粘合剂的粘度不低于100pa·s。

优选地，所述粘合剂的涂覆厚度为50～200μm，例如粘合剂的涂覆厚度为50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm。

优选地，所述粘合剂为丙烯酸酯胶或环氧胶。

所述短切纤维为尼龙纤维或聚丙烯纤维；优选地，所述短切纤维的直径为5～15μm，例如短切纤维的直径为5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm；所述短切纤维的长度为100～2000μm，例如短切纤维的长度为100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1000μm、1100μm、1200μm、1300μm、1400μm、1500μm、1600μm、1700μm、1800μm、1900μm、2000μm。

其中，所述纳米颗粒为无机纳米颗粒或聚合物纳米颗粒；优选地，所述无机纳米颗粒为纳米二氧化硅颗粒、纳米二氧化钛颗粒或纳米三氧化二铝颗粒；优选地，所述聚合物纳米颗粒为聚苯乙烯纳米颗粒、聚乙烯纳米颗粒或聚四氟乙烯纳米颗粒；优选地，所述纳米颗粒的直径为10～500nm，例如纳米颗粒的直径为10nm、50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm。

本发明的目的之二在于提供一种基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料的制备方法，包括如下步骤：

1)对短切纤维进行分筛；

2)在基体上涂覆粘合胶；

3)将步骤1)分筛后的短切纤维置于高压静电装置中，所述短切纤维在高压电场作用下垂直飞向步骤2)涂覆了粘合胶的基体的表面形成纤维阵列；

4)对步骤3)得到的纤维阵列进行固化和表面梳理；

5)将经步骤4)固化和表面梳理的纤维阵列用纳米颗粒溶液进行表面改性处理，经固化干燥后，得到所述基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料。

本发明中，步骤1)中，所述短切纤维是通过纤维短切机将纤维丝束切断得到的。

优选地，步骤1)的具体过程为，通过机械振动筛对短切纤维进行分筛，短切纤维依次通过不同目数的筛网将不同长度的短切纤维打散并分离，长度相近的短切纤维停留在同一目数的筛网中。

优选地，步骤1)中，所述筛网的目数为50目、100目、200目、300目和400目。

步骤2)的具体过程为，使用刮刀将粘合胶在基底的表面刮涂均匀。

其中，步骤3)的具体过程为，将步骤1)分筛后的短切纤维置于高压静电的下金属极板，将步骤2)涂覆好粘合胶的基体平整贴在上金属极板的表面，打开高压直流电源，短切纤维在高压电场作用下垂直飞向基体表面形成纤维阵列。

优选地，步骤3)中，所述通电的时间为2～20s，例如通电的时间为2s、3s、4s、5s、6s、7s、8s、9s、10s、11s、12s、13s、14s、15s、16s、17s、18s、19s、20s；所述通电的电压为10～40kv，例如通电的电压为10kv、15kv、20kv、25kv、30kv、35kv、40kv；所述上金属极板与下金属极板平行设置且间距为5～15cm，例如间距为5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm、11cm、12cm、13cm、14cm、15cm。

步骤4)的具体过程为，将步骤3)制得的纤维阵列放置于烘箱中，通过程序控温将粘合剂充分固化后取出，使用压缩空气对固化后的纤维阵列的表面进行梳理。

步骤5)的具体过程为，将经步骤4)固化和梳理后的纤维阵列通过浸涂或喷涂纳米颗粒溶液的方式进行表面处理。

优选地，所述纳米颗粒溶液是将纳米颗粒混合于溶剂中，通过机械搅拌的方法形成悬浊液后得到的；所述溶剂为石油醚、乙醇、丙酮和n,n-二甲基甲酰胺中的一种。

优选地，所述纳米颗粒溶液的浓度为0.1～20％。所述纳米颗粒溶液的浓度是指纳米颗粒溶液中溶质纳米颗粒的浓度，例如所述纳米颗粒溶液的浓度为0.1％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％。

作为本发明的优选方案，所述基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料的制备方法包括如下步骤：

1)通过纤维短切机将纤维丝束切断，制得短切纤维；通过机械振动筛对短切纤维进行1～3h的分筛，所述短切纤维依次通过不同目数的筛网将不同长度的纤维打散并分离，长度相近的短切纤维停留在同一目数的筛网中，所述筛网的目数为50目、100目、200目、300目和400目；

2)使用刮刀将粘合胶在基底的表面刮涂均匀形成厚度为50～200μm的粘合胶层；

3)将步骤1)分筛后的短切纤维置于高压静电的下金属极板，将步骤2)涂覆好粘合胶的基体平整贴在上金属极板的表面，打开高压直流电源，所述通电的时间为2～20s，所述通电的电压为10～40kv，所述上金属极板与下金属极板平行设置且间距为5～15cm，短切纤维在高压电场作用下垂直飞向基体表面形成纤维阵列；

4)将步骤3)制得的纤维阵列放置于烘箱中，通过程序控温将粘合剂充分固化后取出，使用压缩空气对固化后的纤维阵列的表面进行梳理；

5)将经步骤4)固化和梳理后的纤维阵列通过浸涂或喷涂纳米颗粒溶液的方式进行表面处理，所述纳米颗粒溶液的浓度为0.1～20％，经固化干燥后，制得所述基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料，具有优异的超疏水特性，其表面接触角可高于160°，表面滚动角低于7°；同时该材料表面具有优异的耐刮擦特性，使用240#砂纸在100g载荷下与样品表面对摩刮擦，以往复刮擦10cm作为一个刮擦循环，经过500个刮擦循环，该材料表面接触角仍维持在160°以上，显示出优异的耐刮擦特性。

(2)本发明的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料，具有高粘接强度、低放气率和优异的耐高温特性，在民用产品、航空航天和精密仪器领域均具有广阔的应用前景。

(3)本发明的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料的制备方法，操作简单、方便快捷，制备温度低，在在室温至50℃的低温范围内可以制备，可适用于各种材质的基体表面。

附图说明

图1(a)为本发明的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料的表面形貌图；

图1(b)为图1(a)的高倍表面形貌图；

图2(a)为本发明的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料的表面润湿性接触角的表征图；

图2(b)为本发明的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料的表面润湿性滚动角的表征图；

图3(a)为本发明的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料经刮擦测试后表面润湿性接触角的表征图；

图3(b)为本发明的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料经刮擦测试后表面润湿性滚动角的表征图；

图4(a)为本发明的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料经刮擦测试后的表面形貌图；

图4(b)为图4(a)的高倍表面形貌图。

具体实施方式

下面结合附图1-4，并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

本实施例中基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料制备方法如下：

(1)使用纤维短切机制得长度为300μm的尼龙绒毛；

(2)将制得的尼龙绒毛经机械振动筛筛分2h，使得短切纤维分别通过不同目数的筛网，长度相近的纤维停留在同一目数的筛网中，经过分筛处理后的短切纤维分散性较好。所述筛网目数分别为：50目、100目、200目、300目和400目；

(3)将筛分后的短切纤维5g置于底部电极板上；

(4)使用250μm刮刀将聚丙烯酸酯粘合剂刮涂在铝箔基底表面并将其粘贴到顶部电极板上，注意保持顶部电极板与底部电极板之间的距离为10cm；

(5)在顶部电极板与底部电极板之间通20kv高压直流电20s，尼龙纤维在电场作用下取向、运动，绒毛部分结构植入粘合剂内。

(6)将样品从植绒装置中取出，置于150℃烘箱中固化3min。

(7)采用高压气枪将样品表面未粘附牢固的尼龙纤维从表面吹落，即制得微米级次纤维阵列表面。

(8)取适量疏水纳米二氧化钛颗粒、聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷固化剂以及石油醚，将其在室温条件下，以500rpm的转速磁力搅拌4h，制得纳米二氧化钛颗粒溶液。过程中保持聚二甲基硅氧烷和其固化剂质量比为10:1，聚二甲基硅氧烷与纳米二氧化钛颗粒质量比为1:1，纳米二氧化钛颗粒在石油醚中的浓度为3％。

(9)通过喷枪将制得的纳米二氧化钛颗粒溶液喷涂在纤维阵列表面后，将其放置在80℃的烘箱中固化、干燥2h，即制得基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料，表面形貌图如图1(a)、图1(b)所示。

将本实施例制得的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料进行表面润湿性测试：采用kruss公司dsa100接触角测试系统对基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料样品表面的润湿性进行测试。使用5μl的液滴对样品表面的接触角进行表征，其测试结果如图2(a)所示；使用10μl的液滴对样品表面的滚动角进行表征，其测试结果如图2(b)所示。经测试，该样品接触角为164.6±0.1°，滚动角为6.5±0.3°，表现出优异的超疏水特性。

将本实施例制得的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料进行表面耐刮擦特性测试：采用砂纸打磨法对基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料样品表面的耐刮擦特性进行表征，具体方法如下。将基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料样品表面裁剪成25mm×30mm的样品，并粘在载玻片上。在100g砝码的载荷作用下，将样品表面与240#砂纸进行对磨，首先沿某一方向刮擦10cm，之后沿其垂直方向刮擦10cm，将这两步作为一个刮擦循环，经过500次刮擦循环后对样品表面的润湿性进行表征并进行耐刮擦特性的判断，经刮擦测试后表面润湿性接触角的表征图如图3(a)所示，经刮擦测试后表面润湿性滚动角的表征图如图3(b)所示。

经测试，经过500次刮擦循环后，该样品接触角为163.3±2.1°，滚动角为11.9±1.3°，仍表现出优异的超疏水特性，同时反映出该样品表面优异的耐刮擦特性。

通过jeoljsm-7500f扫描电子显微镜对刮擦后的样品进行观测，仍可观测到短切纤维表面附着的纳米二氧化钛颗粒，进一步说明该基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料样品优异的耐刮擦特性，经刮擦测试后的表面形貌图如图4(a)、图4(b)所示。

实施例2

本实施例中基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料制备方法如下：

(1)使用纤维短切机制得长度为600μm的聚丙烯短纤维；

(2)将制得的聚丙烯短纤维通过目数依次为：50目、100目、200目、300目和400目的筛网进行筛分，筛分2h；

(3)使用刮刀将粘合胶在基底的表面刮涂均匀形成厚度为100μm的粘合胶层；

(4)取出部分短纤维置于底部电极板上；将涂有100μm厚粘合剂的聚甲基丙烯酸甲酯板材粘贴于顶部电极板上，调节底部电极板与顶部电极板之间的电压为30kv并保持电压10s；短纤维在高压电场作用下垂直飞向基体表面形成纤维阵列；

(5)将制备好的纤维阵列同顶部电极板一同放入150℃烘箱中3min，使得粘合剂完全固化；使用高压气枪将粘接不牢的短纤维吹落后即制得微米级次纤维阵列表面；

(6)配置浓度为1％的纳米二氧化硅颗粒溶液，将纤维阵列浸入纳米二氧化硅颗粒溶液2min后取出，置于80℃的烘箱中固化、干燥2h，即制得基于聚丙烯纤维阵列的耐刮擦超疏水材料。

将本实施例制得的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料进行表面润湿性测试，经测试，该样品接触角为163.2±0.2°，滚动角为10.7±1.3°，表现出优异的超疏水特性。采用砂纸打磨法对基于聚丙烯纤维阵列的耐刮擦超疏水材料样品表面的耐刮擦特性进行表征，经过500次刮擦循环后，该样品接触角为

163.4±0.4°，滚动角为12.5±1.5°，仍表现出优异的超疏水特性，因此反映出该样品表面优异的耐刮擦特性。

实施例3

本实施例中基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料制备方法如下：(1)使用纤维短切机制得长度为500μm的尼龙短纤维；

(2)将制得的尼龙短纤维通过目数依次为：50目、100目、200目、300目和400目的筛网进行筛分，筛分2h；

(3)使用刮刀将粘合胶在基底的表面刮涂均匀形成厚度为150μm的粘合胶层；

(4)取出部分短纤维置于底部电极板上；将涂有150μm厚粘合剂的铝箔粘贴于顶部电极板上，调节底部电极板与顶部电极板之间的电压为30kv并保持电压15s；短纤维在高压电场作用下垂直飞向基体表面形成纤维阵列；

(5)将制备好的纤维阵列同顶部电极板一同放入150℃烘箱中3min，使得粘合剂完全固化；使用高压气枪将粘接不牢的短纤维吹落后即制得微米级次纤维阵列表面；

(6)配置浓度为10％的纳米二氧化硅颗粒溶液，将纤维阵列浸入纳米二氧化硅颗粒溶液2min后取出，置于80℃的烘箱中固化、干燥2h，即制得基于尼龙纤维阵列的耐刮擦超疏水材料。

将本实施例制得的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料进行表面润湿性测试，经测试，该样品接触角为162.4±0.7°，滚动角为13.0±1.3°，表现出优异的超疏水特性。采用砂纸打磨法对基于尼龙纤维阵列的耐刮擦超疏水材料样品表面的耐刮擦特性进行表征，经过500次刮擦循环后，该样品接触角为160.5±0.7°，滚动角为14.6±1.9°，仍表现出优异的超疏水特性，因此反映出该样品表面优异的耐刮擦特性。

实施例4

本实施例中基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料制备方法如下：

(1)使用纤维短切机制得长度为1000μm的尼龙短纤维；

(2)将制得的尼龙短纤维通过目数依次为：50目、100目、200目、300目和400目的筛网进行筛分，筛分2h；

(3)使用刮刀将粘合胶在基底的表面刮涂均匀形成厚度为50μm的粘合胶层；

(4)取出部分短纤维置于底部电极板上；将涂有50μm厚粘合剂的铝箔粘贴于顶部电极板上，调节底部电极板与顶部电极板之间的电压为15kv并保持电压20s；短纤维在高压电场作用下垂直飞向基体表面形成纤维阵列；

(5)将制备好的纤维阵列同顶部电极板一同放入150℃烘箱中3min，使得粘合剂完全固化；使用高压气枪将粘接不牢的短纤维吹落后即制得微米级次纤维阵列表面；

(6)配置浓度为15％的纳米三氧化二铝颗粒溶液，将纤维阵列浸入纳米三氧化二铝颗粒溶液2min后取出，置于80℃的烘箱中固化、干燥2h，即制得基于尼龙纤维阵列的耐刮擦超疏水材料。

将本实施例制得的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料进行表面润湿性测试，经测试，该样品接触角为163.2±01.1°，滚动角为12.8±3.1°，表现出优异的超疏水特性。采用砂纸打磨法对基于尼龙纤维阵列的耐刮擦超疏水材料样品表面的耐刮擦特性进行表征，经过500次刮擦循环后，该样品接触角为161.9±0.9°，滚动角为16.7±2.5°，仍表现出优异的超疏水特性，因此反映出该样品表面优异的耐刮擦特性。

实施例5

本实施例中基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料制备方法如下：

(1)使用纤维短切机制得长度为1500μm的聚丙烯短纤维；

(2)将制得的聚丙烯短纤维通过目数依次为：50目、100目、200目、300目和400目的筛网进行筛分，筛分2h；

(3)使用刮刀将粘合胶在基底的表面刮涂均匀形成厚度为200μm的粘合胶层；

(4)取出部分短纤维置于底部电极板上；将涂有200μm厚粘合剂的铝箔粘贴于顶部电极板上，调节底部电极板与顶部电极板之间的电压为40kv并保持电压10s；短纤维在高压电场作用下垂直飞向基体表面形成纤维阵列；

(5)将制备好的纤维阵列同顶部电极板一同放入150℃烘箱中3min，使得粘合剂完全固化；使用高压气枪将粘接不牢的短纤维吹落后即制得微米级次纤维阵列表面；

(6)配置浓度为5％的聚苯乙烯纳米颗粒溶液，将纤维阵列浸入聚乙烯纳米颗粒溶液2min后取出，置于80℃的烘箱中固化、干燥2h，即制得基于聚丙烯纤维阵列的耐刮擦超疏水材料。

将本实施例制得的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料进行表面润湿性测试，经测试，该样品接触角为165.4±0.6°，滚动角为12.1±2.6°，表现出优异的超疏水特性。采用砂纸打磨法对基于聚丙烯纤维阵列的耐刮擦超疏水材料样品表面的耐刮擦特性进行表征，经过500次刮擦循环后，该样品接触角为

161.2±0.7°，滚动角为17.0±3.4°，仍表现出优异的超疏水特性，因此反映出该样品表面优异的耐刮擦特性。

对比例1

将聚二甲基硅氧烷与其固化剂以10:1的比例加入到石油醚中，室温条件下，以500rpm的转速磁力搅拌1h，之后将适量纳米二氧化硅颗粒加入到上述溶液中，在500rpm的转速下搅拌5h，并保证聚二甲基硅氧烷与纳米二氧化硅颗粒的比例始终为1:0.8，将搅拌均匀的悬浊液用喷枪喷涂在清洗干净的铝箔表面后，将其放入80℃的烘箱中，烘干2h，即制得纳米二氧化硅颗粒/聚二甲基硅氧烷复合超疏水涂层。

此方法为常用的超疏水涂层材料制备方法，经测试该涂层表面的接触角为153.2±0.6°，滚动角为1.5±0.2°，表现出优异的超疏水特性。使用砂纸打磨法对该纳米二氧化硅颗粒/聚二甲基硅氧烷复合超疏水涂层的耐刮擦特性进行测试，发现仅经过10个刮擦循环，该复合涂层表面的超疏水特性就已经丧失，测试液滴难以从该材料表面滑落，表现出较差的耐刮擦特性。

对比例2

(1)使用纤维短切机制得长度为600μm的尼龙短纤维；

(2)将制得的尼龙短纤维通过目数依次为：50目、100目、200目、300目和400目的筛网进行筛分，筛分2h；

(3)使用刮刀将粘合胶在基底的表面刮涂均匀形成厚度为200μm的粘合胶层；

(4)取出部分短纤维置于底部电极板上；将涂有200μm厚粘合剂的铝箔粘贴于顶部电极板上，调节底部电极板与顶部电极板之间的电压为30kv并保持电压15s；短纤维在高压电场作用下垂直飞向基体表面形成纤维阵列；

(5)将制备好的纤维阵列同顶部电极板一同放入150℃烘箱中3min，使得粘合剂完全固化；使用高压气枪将粘接不牢的短纤维吹落后即制得纤维阵列表面。

本对比例制得的纤维阵列表面没有纳米颗粒所形成的次级结构，经测试，该样品接触角为161.7±0.9°，滚动角为18.2±2.3°，表现出较好的超疏水特性。采用砂纸打磨法对基于尼龙纤维阵列的耐刮擦超疏水材料样品表面的耐刮擦特性进行表征，经过500次刮擦循环后，该样品接触角为156.8±0.6°，滚动角为30.1±2.9°，仍表现出一定的超疏水特性，反映出该样品表面具有一定的耐刮擦特性。但是相较于含有纳米颗粒的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料而言，该样品滚动角更大，超疏水特性较差。

对比例3

(1)使用纤维短切机制得长度为600μm的尼龙短纤维；

(2)将制得的尼龙短纤维通过目数依次为：50目、100目、200目、300目和400目的筛网进行筛分，筛分2h；

(3)使用刮刀将粘合胶在基底的表面刮涂均匀形成厚度为200μm的粘合胶层；

(4)取出部分短纤维置于底部电极板上；将涂有200μm厚粘合剂的铝箔粘贴于顶部电极板上，调节底部电极板与顶部电极板之间的电压为5kv并保持电压2s；

(5)将制备好的样品放入150℃烘箱中3min，使得粘合剂完全固化；

(6)配置浓度为0.1％的纳米二氧化硅颗粒溶液，将纤维阵列浸入纳米二氧化硅颗粒溶液2min后取出，置于80℃的烘箱中固化、干燥2h。

本对比例中施加的电压低，加压时间短，纳米颗粒溶液浓度低，因此难以形成良好的微米级次纤维阵列结构，以及纳米颗粒构成的纳米级次结构，这使得该样品表面接触角仅为127.2±2.1°，不具备超疏水特性。

以上实施例仅用来说明本发明的详细方法，本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。