目前除机械除冰外,将涂层赋予抗结冰性质的手段主要有两种,一是通过电加热的方式物理防结冰;是覆盖超疏水涂层,使水无法在涂层上停留进而防冰的方式。耐磨性则普遍采用高韧性的橡胶基底来复合得到。以下是国内外抗结冰高耐磨涂层的研究的技术进展。黄正勇利用电热涂料除冰的原理首先制备一种半导体电热涂层作为基底材料,再通过增加涂层表面的粗糙度,降低涂层的表面能,以纳米粒子的“自组装”形式在基底表面构造了具有粗糙结构的超疏水表层,制造了一种有耐磨、超疏水性质的半导体复合涂层,通过了耐磨、防冰性能测试。结果表明:在复杂曲面上采用“自组装”移动喷涂法可以获得耐磨的半导体涂层,电加热系统赋予其防结冰性。马辉等在雾化水滴冰洞条件下测试复合材料部件电加热防冰系统,通过改变结冰条件、电加热条件得出不同的抗结冰曲线,经过分析认为:采用双(多)区电加热防冰方式可以均衡热流分布,减小复合材料各区间的温度差,达到较好的防结冰效果。Wenzel 模型和Cassie-Baxter 模型是固液接触面的润湿理论模型,基于这两个模型得出的固液润湿结论为:固体表面结构及表面能对于超疏水表面的获得影响很大;越粗糙的表面越具备低的表面能性质,可达到超疏水效果;得到粗糙表面则需要构建多层级固体表面结构,根据这一理论,构建多层级固体表面结构目前常用的方法有刻蚀法、模板法、制备疏水化纳米材料涂层等。刻蚀法是采用溶液、激光、机械等方式对基体进行微加工,以期构建粗糙的微观结构表面,再复合上低表面能材料进行化学修饰,最终得到超疏水表面的方法。但是在试验中有些基体仅仅改变表面微结构即具有了超疏水性。潘俏菲等用紫外纳秒脉冲激光微纳加工不锈钢表面再用不同的低表面能化学修饰剂浸泡,比较了不同激光扫描工艺和不同化学修饰剂对涂层疏水性能的影响并得出结论:对不锈钢最佳的激光扫描工艺是能量密度为0.9J/cm2,扫描间距为50μm,刻蚀次数为7次以及用硬脂酸做化学修饰剂。模板法构建多层级固体表面是先制备表面微结构的模板,然后利用模板反向复刻制备与模板相同的基体的粗糙表面结构,其优点是多层级固体表面结构可控,且可规模生产。近年来多采用溶胶-凝胶法制备SiO2疏水增透膜制备价廉、抗结冰、耐磨、耐久性能好的纳米疏水材料。中科院兰州化物所仿生摩擦学课题组利用改性的中空SiO2 微球和氧化镁颗粒以及花瓣形状氧化锌颗粒,通过环氧树脂、酚醛树脂等有机黏合剂黏结在不同基底表面,达到增加基底表面粗糙度的目的,得到了多种超耐磨超疏水涂层,且此种涂层抗结冰性优良、施工工艺简单。
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