第一節(jié)國內(nèi)外研究進(jìn)展

　　一、高鐵清潔技術(shù)現(xiàn)狀

為了去除污垢，各大主機(jī)廠在高級檢修時有一定的洗車周期，對清洗要求相對寬松，但是鐵路局承擔(dān)運營的任務(wù)繁重，車輛的維護(hù)時間較短，因此車輛清理準(zhǔn)備的時間比較緊張，對清洗有較高的要求。目前路局動車組的清洗要求是不留死角，裙板、排障器等都需清洗，主要采用自動洗車機(jī)清洗和仿瓷涂料人工清洗兩種方式。洗車機(jī)主要用于日常清洗維護(hù)，重點在于車體兩側(cè)的清洗，人工清洗在某些機(jī)洗達(dá)不到的情況下采用，主要針對車體端部、車頭等處。各路局所用清洗劑往往不能滿足對清洗效果、清洗維護(hù)保養(yǎng)時間等多方面的要求，特別是橡膠風(fēng)擋以及頭車擋風(fēng)玻璃的清洗以及在減輕對涂層的破壞方面更是不盡人意。

我國高鐵發(fā)展前期仿瓷涂料主要依靠技術(shù)引進(jìn)，而擁有高鐵的國家相對地域狹窄，且運營環(huán)境優(yōu)于國內(nèi)，清洗難度低，這種情況在原型車中是不可想象的，因為在國外環(huán)境污染的情況和國內(nèi)相比要低很多。因此國外對動車組清洗技術(shù)的研究和應(yīng)用多集中于自動清洗上，我國高鐵在運行過程中，如果只在國外原有技術(shù)的基礎(chǔ)上簡單復(fù)制或者“山寨”，那么這些復(fù)雜條件仿瓷涂料下的行車問題是根本不可能解決的，對于這種國內(nèi)特有的復(fù)雜運營狀況，我國還沒有開發(fā)出有效的解決辦法，長期以來動車組清洗任務(wù)艱巨，耗費大量人力物力。

針對這種狀況，我國也開發(fā)了一系列清洗劑和清洗技術(shù)，如研發(fā)了多種新型使用清洗劑，通過引進(jìn)再創(chuàng)新，也研發(fā)了多款自動清洗設(shè)備，雖然清洗設(shè)備自動化成度高、易操作，洗滌仿瓷涂料過程簡單，節(jié)省了人力物力，但由于動車大部件表面形狀復(fù)雜，體積大，給實際清洗操作帶來一定困難，清洗問題一直是困擾動車組的一大難題。但就動車組的清洗來說，仍使用大量清洗劑，這些清洗劑無疑對環(huán)境產(chǎn)生較大的影響，且成本較高；在清洗過程中使用清洗劑又會造成對環(huán)境的二次污染，且隨著細(xì)菌、污染物在材料表面的堆積，仿瓷涂料對涂層材料長期的侵蝕作用，形成污點，將嚴(yán)重降低材料的使用期限。長期在此類環(huán)境中的材料，因滲透作用、靜電作用等，細(xì)菌、塵埃等易被材料所吸收，污染材料，既影響材料清潔度、外觀、耐久性等，也威脅人們的身體健康。此外，清洗（維護(hù)）過程中清洗劑及洗滌方式和人員的素質(zhì)等均影響車輛表面涂層壽命。

目前我國鐵路專線動仿瓷涂料車組除CRH1采用不銹鋼材質(zhì)外，其它幾種型號如CRH2、CRH3與CRH5車體部分均采用鋁合金型材，碳纖維復(fù)合材料整車運行目前處于試驗階段，尚未正式運營?；诎l(fā)展現(xiàn)狀，本項目另辟蹊徑，設(shè)計通過改進(jìn)動車組表面涂層，也就是說在鋁合金表面涂覆自清潔涂層，使動車組表面不易粘附污染物，利用氣流或水流簡單沖刷就仿瓷涂料能清除污物。

　　二、自清潔涂層技術(shù)原理

自清潔涂層指材料表面在化學(xué)、物理方法的作用下形成結(jié)構(gòu)，通過清水或氣流沖刷作用達(dá)到自清潔的效果。自清潔涂層的特殊性賦予了其在簡單外力條件下就能維護(hù)材料的清潔度，降低了人力與財力的輸出，避免了維護(hù)過程中的安全隱患。鑒于自清潔這一現(xiàn)象的特殊性與實用性，近些年，自清潔涂層得仿瓷涂料到了研究人員的廣泛關(guān)注。

　　三、國內(nèi)外自清潔技術(shù)研究歷程

早在20世紀(jì)70年代，德國波恩大學(xué)的Barthlott教授和Neinhuis教授等用掃描電鏡（SEM）對荷葉表面進(jìn)行觀察，從微觀結(jié)構(gòu)方面對荷葉的自清潔作用進(jìn)行了闡述。研究發(fā)現(xiàn)，荷葉表面蠟質(zhì)層和微納米突起結(jié)構(gòu)是其具有超疏水性的根本原因。其中荷葉表面的仿瓷涂料低表面能由表面蠟質(zhì)層產(chǎn)生，而微-納米結(jié)構(gòu)則起到減少水滴和表面之間接觸面積的作用，從而實現(xiàn)了表面的自清潔能力?，F(xiàn)實生活中，除了荷葉之外，一些動植物身體的表面，如蝴蝶的翅膀、甘藍(lán)葉、水稻葉等都具有自清潔作用。原因是在其表面微觀結(jié)構(gòu)的固-液界面上形成空氣層，故表面難以被水滴潤濕。

隨著對自清潔涂層的逐步研究仿瓷涂料，自清潔涂層的制備工藝也得到了發(fā)展。目前，研究者開發(fā)出了多種自清潔涂層的制備方法，如：溶膠—凝膠法、化學(xué)蝕刻法、模板法、水熱法等。其中溶膠-凝膠法是最為優(yōu)異的技術(shù)，它是用高活性化學(xué)物質(zhì)作前驅(qū)體，在液相混勻，水解，從而在溶液中形成穩(wěn)定的溶膠體系，陳化溶膠，聚合形成凝膠。在基底上通過噴涂工藝覆蓋凝膠，再仿瓷涂料固化處理得到自清潔涂層。Appasamy等以四異丙醇鈦（TTIP）和氨為前體，利用溶膠-凝膠合成了新型氮摻雜TiO2/SWCNT光催化納米復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)涂覆的基材清潔了約99%沉積在其表面上的污垢。Eshaghi等通過溶膠-凝膠法制備了在聚碳酸酯（PC）基材上固定GPTMS-SiO2的納米混合涂層，仿瓷涂料然后用全氟辛基三氯硅烷（PFTS）改性所制備的納米混合涂層表面，表現(xiàn)出疏水性（CA=110°）。上述文獻(xiàn)通過該法成功在較低溫度下實現(xiàn)合成反應(yīng)，且分子間均勻性好，但制備所需時間較長，制備過程中可能出現(xiàn)殘留小孔洞現(xiàn)象，降低了材料的自清潔性、耐久性能等。

為了解決該問題，Lv等通過對溶膠-凝膠法和噴涂技術(shù)的仿瓷涂料結(jié)合，成功制造了基于聚苯硫醚（PPS）基體的堅固的自清潔防腐蝕超疏水涂料，并表現(xiàn)出優(yōu)異的超疏水性與耐久性能。通過多種技術(shù)的相結(jié)合，有效防止了孔洞現(xiàn)象，但其制備過程中使用的有機(jī)溶劑對人體具有一定的危害性，該法作為自清潔涂層制備的常用方法之一，在建筑防護(hù)、石材保護(hù)方面亦有所涉及。Zarzuela等用溶膠仿瓷涂料-凝膠法制備CuO/SiO2納米復(fù)合材料保護(hù)石材；Kumar等制備了端羥基PDMS復(fù)合TEOS基溶膠-凝膠的抗沖蝕自清潔涂層；Calia等通過溶膠-凝膠法制備了可用于耐用石材涂層的具有納米結(jié)構(gòu)的TiO2膠體懸浮液；Rao等報道了一種以甲基三甲氧基硅烷（MTMS）為前驅(qū)體，甲醇（MeOH）和水作為溶劑仿瓷涂料制備的超疏水自清潔涂層，通過引入納米ZnO材料，制備的涂層具有三維ZnO網(wǎng)絡(luò)，MTMS單體上的有機(jī)基團(tuán)（Si-CH3）能使表面具有很強(qiáng)的超疏水性；Syafiq等利用成本更低的無機(jī)納米碳酸鈣（CaCO3）為填料，有機(jī)聚二甲基硅氧烷（PDMS）為改性劑，采用噴涂和室溫固化的方法制備透明的自清潔涂料；Li仿瓷涂料等報道了以聚乙烯醇（PVA）和沸石為原料制備的復(fù)合涂料，通過引入沸石作為填料，提高了PVA的力學(xué)性能，為了改善PVA/沸石復(fù)合涂層的機(jī)械性能，聚多巴胺（PDA）作為涂料的粘合劑可以提高涂層與各種基板之間的附著力；Shisshodia等使用稻殼和農(nóng)業(yè)廢棄物中提取的SiO2和PDMS制備了耐用，且低成本仿瓷涂料的超疏水涂層，首先利用稻殼中提取出的SiO2納米粒子構(gòu)筑出具有微納分級粗糙結(jié)構(gòu)的納米涂層，經(jīng)PDMS改性后，該納米SiO2涂層的自清潔效果、化學(xué)穩(wěn)定性和涂層耐久性都有明顯提高；Lu等報道了用氟硅烷包覆雙尺度TiO2納米顆粒的方法制備了超疏水涂料，通過引入雙尺度微納米TiO2作填料，制備的涂料可噴涂在仿瓷涂料各種基底上，測試了微納TiO2超疏水涂料的附著能力；為改善超疏水涂料的耐久性，Li等報道了一種用層層自組裝的方法制備超疏水涂料的方法，通過引入多孔鏈狀SiO2納米粒子，二乙氧基二甲基硅烷（DEDMS）作為改性劑，制備了具有高透明度的多孔SiO2納米涂層；葉向東等以聚二甲基硅氧烷（PDMS）和疏水Si仿瓷涂料O2為基本原料，制備了可用于建筑墻體防護(hù)的自清潔涂層；Chen等合成了可用于外墻涂料的二氧化硅（SiO2）和硅烷偶聯(lián)劑KH570改性的高疏水型金紅石型TiO2納米復(fù)合材料；Wei等制備了可用于節(jié)能窗戶的多功能SiO2&TiO2/ZnO層壓涂層，其具有高透光率、自清潔性能和輻射冷卻性能。

高鐵車體用自清仿瓷涂料潔涂層不僅需要具有良好的透明特性，而且需要克服環(huán)境中灰塵和污染物，需要具有良好的自清潔能力和耐候性及耐沖刷能力。由于自清潔性能和透明及耐沖刷性能是相互抵觸的，開發(fā)和生產(chǎn)具備良好自清潔性能的高鐵車體用涂層是一件極具挑戰(zhàn)性的工程。眾多科技工作者將目光聚焦于微納米結(jié)構(gòu)材料，其由于其具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力仿瓷涂料學(xué)、熱學(xué)性質(zhì)，使得它在自清潔領(lǐng)域可大放異彩。

　　四、自清潔涂層的制備方法

　　自清潔涂層的常用制備方法有四種：模板法、溶膠凝膠、氣相沉積和靜電紡絲。

　　1、模板法

Uddin等人采用模板法，使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）在圖案化硅模板表面進(jìn)行翻模。采用剝離（光刻）和金屬輔助化學(xué)刻蝕工藝在硅襯底上制備了金字塔形和不規(guī)仿瓷涂料則褶皺形的圖案，利用該類模板將改性過的PDMS翻模，制備了有良好自清潔功能的涂層。實驗結(jié)果表明，硅片上高取向的不規(guī)則圖形的可以優(yōu)先形成高密度、均勻、粗糙的PDMS改性表面。重要的是，表面改性的PDMS通過模板處理后，可以擁有更高的表面體積比、更高的摩擦面積和優(yōu)異的疏水性，該方法為大規(guī)模制備自清潔表面仿瓷涂料提供了一種簡單快捷的方法。

Banik等人報道了一種利用膠體模板轉(zhuǎn)移陣列圖形，然后通過引導(dǎo)水熱生長納米氧化鋅，從而制備具有極低接觸角和滯后角的超疏水自清潔性能涂層的方法。首先在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）薄膜上通過旋涂法制備了六角緊密堆積的聚苯乙烯（PS）膠體單層膜。隨后通過膠體的轉(zhuǎn)移印刷法，將膠體陣仿瓷涂料列轉(zhuǎn)移到預(yù)涂有濺射氧化鋅晶層的襯底上。該自清潔涂層不僅具有良好的自清潔性能，并且滯后角小于4°。

　　圖表1：模板法制備自清潔涂層過程

　　2、溶膠凝膠

Yang等人通過溶膠-凝膠法用含氟TiO2溶膠制備了一種超疏水棉織物。用乙酸催化TiO2溶膠制備涂層，然后用自由基聚合法制備聚甲基丙烯酸六氟丁酯（PHFBMA）仿瓷涂料對涂層進(jìn)行改性。其中棉織物的接觸角達(dá)到了152.5°。此外，通過浸泡在不同pH值溶液和有機(jī)溶劑中測試了涂層織物的化學(xué)穩(wěn)定性，證明了涂層織物具有優(yōu)異的拒水性能。此外，處理后的棉織物具有優(yōu)良的自清潔性能，使其成為各種條件下大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的理想材料。Lin等人提出了一種簡便的溶膠-凝膠法制備超疏水阻燃棉織仿瓷涂料物。用氧等離子體活化棉織物，然后將棉織物浸入含有正硅酸乙酯（TEOS）、端羥基聚二甲基硅氧烷（HPDMS）和聚磷酸銨（APP）的乙醇懸浮液中。首先通過攪拌讓聚磷酸銨與纖維素之間的氫鍵作用促使APP與棉纖維結(jié)合。之后加入氨水，讓TEOS與HPDMS原位溶膠-凝膠反應(yīng)生成聚二甲基硅氧烷-二氧化硅雜化物（仿瓷涂料PDMS-silica）。采用溶膠-凝膠法在棉織物上制備了微納米復(fù)合涂層。棉織物的接觸角在160°以上，并且具有優(yōu)異的耐久性和自潔性。棉織物在PDMS-silica的物理阻隔作用和聚磷酸銨的膨脹阻燃作用下，遇火迅速生成一層致密的膨脹炭層，從而實現(xiàn)滅火的功能。

圖表2：溶膠凝膠法制備具有物理阻隔作用的超仿瓷涂料疏水微納米復(fù)合涂層

　　3、氣相沉積

Tan等人采用簡單無催化劑的化學(xué)氣相沉積方法，制備了結(jié)晶度高、石墨化程度高的新型“荔枝”層狀結(jié)構(gòu)的LDIP涂層。所制備的LDIP涂層表面具有高耐久性和高強(qiáng)度的超疏水性、自清潔性、抗水和腐蝕性液體以及油水分離性能。此外，還研究了LDIP的防污抗菌性能和生物相容性。LDIP仿瓷涂料涂層表面不僅能有效防止蛋白質(zhì)和細(xì)菌（革蘭氏陰性大腸桿菌）的粘附，而且具有良好的生物相容性。Xu等人以甲基丙烯酸十二酯（LMA）為功能單體，采用氣相沉積法制備了超疏水棉織物。采用掃描電鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）和X射線光電子能譜（XPS）分析了棉織物表面形貌和化學(xué)成分的變化。掃描電鏡和原子力仿瓷涂料顯微鏡觀察到一種隨機(jī)起皺的形貌。低表面能LMA膜與微納米結(jié)構(gòu)的結(jié)合，使改性棉織物具有超疏水性。用發(fā)射光譜法研究了LMA/Ar等離子體中的反應(yīng)情況，并根據(jù)實驗結(jié)果討論了等離子體反應(yīng)室中的反應(yīng)機(jī)理。結(jié)果表明，LMA膜是由棉纖維表面的化學(xué)鍵聚合而成的。不僅如此，經(jīng)制備所得的超疏水棉織物，在不降低織物拉伸性仿瓷涂料能的前提下，還可具備耐洗和透氣的特性。

4、靜電紡絲

Zareei等人結(jié)合靜電紡絲技術(shù)和二氯二甲基硅烷的化學(xué)氣相沉積，實現(xiàn)了具有憎水性、透氣性、吸油性和油水分離性能的超疏水/超親油電紡聚偏氟乙烯（PVDF）膜。用掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡、接觸角測量儀和傅里葉變換紅外光譜對樣品進(jìn)行了橫向表征。PVDF仿瓷涂料納米纖維膜的最大水接觸角值為152±2.5°。該膜對正己烷、煤油、原油、煎炸油和甲苯的分離效率分別為100.0%、93.7%、23.3%、35.0%和100.0%。膜具有良好的耐水性和透氣性。此外，超疏水和超親油性納米纖維膜經(jīng)過多次循環(huán)后也表現(xiàn)出良好的重復(fù)利用性。

圖表3：靜電紡絲與化學(xué)氣相沉積相結(jié)合仿瓷涂料制備改性PVDF膜的方案

第二節(jié)自清潔涂層技術(shù)SWOT分析

　一、技術(shù)優(yōu)勢

　　1、油水分離效率高

Dong等人提出了一種基于水體系的環(huán)保型織物超疏水涂層的制備方法。首先在織物表面涂覆聚多巴胺（PDA），然后用硬脂酸乳液對其進(jìn)行改性，以獲得所需的表面形態(tài)和能量。所制備的織物表面的接觸角約為162.0°和滑動角約為仿瓷涂料7.8°。不僅如此，該方法制備的織物還具有高效的油水分離性能。此外，由于PDA對紫外光的吸收和光熱轉(zhuǎn)換能力，改性后的織物表現(xiàn)出優(yōu)異的紫外光屏蔽和光致自愈性能。

Zhang等人制備了一種新型鎳鋁層狀雙金屬氫氧化物（LDHs）涂層的超疏水、超親油性不銹鋼網(wǎng)（SS-SSM）。所制備的網(wǎng)孔具有良好的超疏水性，仿瓷涂料與水的接觸角為156°、滑動角為5°，達(dá)到了自潔性能。此外，大多數(shù)樣品油的分離效率高達(dá)98%。

　　2、防腐蝕

Sun等人開發(fā)了一種簡單有效的二氧化硅無機(jī)粘合劑基噴涂涂層，用于制備具有良好機(jī)械耐久性、自愈合能力以及超耐熱的防腐蝕涂層。該涂層在高腐蝕性介質(zhì)（如98%硫酸和5%鉻酸）中長時間暴露時，表現(xiàn)出良好的仿瓷涂料化學(xué)穩(wěn)定性。此外，該涂層涂料可以大規(guī)模的在基底上涂覆。該涂層在室外環(huán)境中長時間放置不會影響其穩(wěn)定性，并且經(jīng)反復(fù)的石英砂磨損和試驗循環(huán)后，也表現(xiàn)出優(yōu)異的拒液性能。

Liu等人采用電沉積的方法在不銹鋼表面制備了Cu-Ni多層膜，并采用肉豆蔻酸改性方法降低了多層膜的表面能，得到了一種可耐酸堿鹽的超疏水防腐蝕仿瓷涂料自清潔涂層。在該涂層上，水滴保持球形，水接觸角和滑動角分別為可以達(dá)到161.27°和7.8°。因為涂層的自清潔特性，涂層表面的污染物很容易被流動的水滴沖走。此外，涂層能有效地阻止鹽溶液的沉積，對氯離子的傳輸具有很強(qiáng)的阻隔作用。不僅如此，該涂層還可長期耐酸溶液浸泡和自然放置，有效地避免鋼制品表面的腐蝕仿瓷涂料損傷。

　　3、防覆冰

Zhou等人通過水熱反應(yīng)和硬脂酸改性制備了超疏水TiO2防覆冰自清潔涂層。采用X射線衍射儀和傅里葉變換紅外光譜儀分別對超疏水TiO2薄膜的表面晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分進(jìn)行了表征。用掃描電子顯微鏡和接觸角測量儀研究了鈦源（鈦四異丙酯（TTIP））用量和反應(yīng)時間對TiO2薄膜形貌和潤濕性的影響仿瓷涂料。結(jié)果表明，隨著反應(yīng)時間和TTIP用量的增加，TiO2納米顆粒的直徑增大，薄膜的水接觸角減小。此外，超疏水二氧化鈦薄膜具有低附著力、良好的自清潔和防結(jié)冰性能。

Song等人開發(fā)了一種廉價、無氟、堅固的混凝土表面用超疏水涂層。該涂層表面的其接觸角為160.1°，滑動角為6.5°。該涂層具有較高的表面機(jī)械仿瓷涂料強(qiáng)度，在多次刮傷或砂紙磨損20次后仍保持超疏水性。除此之外涂層還具有良好的防覆冰能力和較高的耐腐蝕性。有望大規(guī)模應(yīng)用于道路、建筑物、橋梁和許多其他混凝土基礎(chǔ)設(shè)施的防冰和防腐。

　　4、防霧

Syafiq等人以有機(jī)PDMS聚合物和無機(jī)納米碳酸鈣為填料，在室溫固化條件下，采用噴涂法在玻璃板上的方法制備透明的防霧仿瓷涂料自清潔涂層。采用納米碳酸鈣和簡單的工藝制備涂層體系，有效地降低了使用成本。該納米碳酸鈣涂層體系在室外暴露4個月后依舊具有良好的自清潔性和耐久性。結(jié)果表明，納米碳酸鈣涂層的透射率與碳酸鈣的加入的含量有關(guān)，納米碳酸鈣加入的越多，透射率越差。

Chen等人制備了一種結(jié)晶度不同的二氧化鈦與空心棒狀MgF2的混仿瓷涂料合溶膠。之后采用浸拉法制備了抗反射涂料。涂層無需煅燒處理，在400-800 nm可見光范圍內(nèi)平均透光率達(dá)98.3%。同時，涂層具有優(yōu)異的自清潔性能（光催化、超親水和防霧）和機(jī)械性能（硬度、基底附著力和抗劃傷性）。不僅如此，該涂層在惡劣環(huán)境下長時間放置依舊能夠保持本身性質(zhì)，具有良好的耐久性。

二、存在的仿瓷涂料問題

　　科學(xué)家對自清潔涂層研究的日益增多，有關(guān)自清潔涂層的研發(fā)和應(yīng)用已延伸到多個領(lǐng)域。但自清潔涂層研究的發(fā)展過程中仍存在一定的問題，如自清潔涂層表面的粗糙結(jié)構(gòu)的耐久性；工藝復(fù)雜，制備原料稀少、環(huán)保性等，都對自清潔涂層的大規(guī)模生產(chǎn)造成了影響。因此，自清潔涂層的研制還需：

1、改進(jìn)工藝制備復(fù)合材料，以顯著提高仿瓷涂料疏水性能，向著節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展；

　　2、尋找新型材料和技術(shù)，降低昂貴稀少原料的使用，開發(fā)出成本低、耐久性好的自清潔涂層；

　　3、結(jié)合多種制備方法，取優(yōu)去弊，制備多功能化的自清潔材料。

　　三、發(fā)展的機(jī)遇

自清潔涂層是一種新型微納復(fù)合材料，研制成功后應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，并不局限于高鐵和運輸車輛等，可應(yīng)用于建筑材料，制備電子仿瓷涂料顯示器保護(hù)玻璃、建筑隔墻玻璃、淋浴房玻璃和燈具玻璃罩的自清潔膜材料，將促進(jìn)各類玻璃制品的升級換代，也可以應(yīng)用于紡織、防腐和污水處理等行業(yè)。隨著微納復(fù)合材料制備方法和技術(shù)的不斷更新，微納米材料在自清潔領(lǐng)域必將有更廣泛的應(yīng)用。

　　四、面臨的挑戰(zhàn)

在自清潔涂料的研究發(fā)展過程中，傳統(tǒng)的親水性涂料耐久性還有待提高。仿瓷涂料超疏水涂料使用表面改性劑改性某些優(yōu)良形貌調(diào)控材料制備超疏水涂料的方法受到了廣泛關(guān)注，成為目前最有發(fā)展前景的涂料。主要從兩方面推進(jìn)新型超疏水涂料的產(chǎn)業(yè)化：一是從原料著手降低成本，如采用廉價的納米材料如坡縷石、納米CaCO3等作為構(gòu)筑單元來制備粗糙涂層表面，以氨基硅油、氟硅烷、PDMS等具有低表面能的改仿瓷涂料性劑作為疏水材料，改善涂料與基底的粘附性、耐候性、抗刮痕性能；二是通過噴涂、浸涂或者滾涂方式來改善其制備工藝使其適合大面積的工業(yè)生產(chǎn)，來推進(jìn)低成本自清潔涂料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。另外，高鐵的特殊運營環(huán)境，對自清潔涂層的性能要求甚高，這在世界上都是空白，技術(shù)難度很高，并且高鐵的試驗嚴(yán)正要求嚴(yán)格，試驗周期長，這對仿瓷涂料自清潔涂層的研究都是一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。