上个月在苏州某汽车零部件厂蹲了一周，就为了调一款给天窗用的自清洁涂层。
那天苏州下梅雨。
车间里的湿度85%。
之前在实验室恒温恒湿箱里，旋涂在硅片上的样件，接触角能稳在152度，水洒上去直接滚成球，连灰尘都带得干干净净。结果拿到产线，用空气喷枪喷在除油后的镀锌钢板上，刚喷完测接触角，才138度。
实验室里的“超疏水”，到了车间就“塌房”？
实验室的硅片是等离子清洗过的，表面完全洁净，产线的镀锌钢板是用碱液除油的，冲完之后表面还有肉眼看不见的残液，尤其是梅雨天气，干燥慢，残液会和涂层的树脂反应，破坏表面的低能基团。
我们带了便携接触角仪，蹲在产线边上测，每喷完10片就测一次，有一片因为前处理的磷化液没冲干净，喷完24小时后，接触角直接掉到110度，表面还发了一片花斑，用无尘布擦都擦不掉。
当时蹲在车间角落擦了半小时样件，差点把无尘布搓破。
说实话，很多论文里的自清洁数据，都是在理想条件下测出来的，真拿到车间用，变量多到你防不住。
还有湿膜厚度的问题，实验室旋涂的湿膜厚度能控制在2μm以内，产线空气喷涂的话，气压稍微变一点，湿膜厚度就飘到5μm以上，太厚的话，涂层干燥的时候会流平，原本的微纳凸起就被树脂填平了，接触角自然上不去。
别迷信“荷叶效应”，耐脏≠耐造
很多人一提到自清洁涂层，第一反应就是荷叶效应，水滚着走带脏东西。但很少有人提，荷叶的微纳结构是长出来的，而我们的涂层是喷上去的，微纳结构的机械强度，是自清洁涂层落地的第一死穴。
之前我们做过耐磨测试，用普通的无尘布蘸着酒精擦10次，超疏水涂层的接触角就掉到120度以下，因为表面的微纳凸起被磨平了，低能的氟碳基团也被擦掉了。
更麻烦的是户外的灰尘，不是那种细的黄土，而是汽车尾气带的碳颗粒，还有工业排放的油性粉尘，这些东西会卡在微纳结构的缝隙里，时间长了，水洒上去就钻到缝隙里，直接摊开，根本滚不起来。
不过话说回来，光催化型的自清洁涂层也有自己的问题，比如TiO2基的，需要紫外线照射才能分解油污，要是装在室内的窗户上，或者朝北的外墙，一年到头没多少直射紫外线，用了跟普通涂层没区别，甚至还容易发黄。
我们试了三种路线，最后选了个“妥协款”
这次给天窗做的涂层，我们前后试了三个方向。
第一种是纯氟碳超疏水涂层，用的是改性的氟硅树脂，掺了气相二氧化硅微粉，实验室数据很好，接触角能到155度，但是成本是普通汽车涂层的4倍，而且喷完之后不能碰，稍微蹭一下就留印子，根本过不了汽车厂的量产要求。
第二种是TiO2光催化涂层，便宜，耐候性也好，但是天窗是夹胶玻璃，紫外线大部分被中间的PVB膜挡住了，根本照不到涂层表面，等于白搭。
最后选的是掺了微米级二氧化硅球的氟碳改性涂层，不是把微粉浮在表面，而是把微球嵌到树脂基体里，就算表面被磨掉一层，里面的微球还能露出来，继续形成凸起。
说真的，当时测了27个配方，有12个喷出来像磨砂玻璃，根本没法看，剩下的15个里，只有3个能同时满足接触角≥130度，耐磨50次之后还能保持120度以上。
现在的这款妥协款，户外挂了半年，接触角大概降到125度，喷点水还是能滚着走，带点浮灰没问题，但要是碰到鸟粪或者酸雨，还是得人工擦。
对吧？没有完美的自清洁涂层，只有适合场景的涂层。
上周收到汽车厂的反馈，说这款涂层装在试装车上，跑了3000公里高速，天窗表面的灰尘比普通涂层少了60%，已经可以进入小批量试产了。
