耐用铝基超疏水涂层的机械稳定性及抗结冰性能

作者：李天然; 卢晨光; 原子超; 刘聪; 李云单; 刘亚华^*

来源：表面技术, 2022, 51(11): 385-404.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.11.036

• 超疏水涂层
• 喷涂
• 机械稳定性
• 抗结冰

目的 通过简单的一步喷涂法，以成膜树脂和疏水纳米粒子为材料，构建具有优异机械稳定性和抗结冰性的无氟耐用超疏水涂层(RSHC)。方法 以有机硅树脂(SI)和环氧树脂(EP)为成膜物质，掺入具有疏水性的Si O2复合尺度纳米粒子，采用一步喷涂法制备涂层。采用接触角测量仪等测量涂层的表面浸润性，通过线性摩擦实验、胶带剥离实验、射流冲击实验等测定涂层的机械稳定性，通过静态结冰实验、低温弹跳和冻雨实验等测定涂层的抗结冰性能。结果 制备的涂层表现出优异的超疏水性，其接触角为158°±4°，滚动角为8°±0.6°。当有机硅树脂、环氧树脂和SiO2纳米粒子的质量比为2.8∶1.2∶1时，涂层表面在具有良好疏水性的同时仍具有极佳的力学性能。线性摩擦实验结果表明，涂层具有良好的耐磨损性能，经过100次摩擦循环后，其表面水滴接触角仍可达到157°；胶带剥离实验结果表明，涂层与基底间具有坚实的附着力，在测试20次后其表面的水滴接触角仍保持大于150°；射流冲击实验结果表明，涂层具有一定的抗冲击性，在射流冲击30 min后涂层的表面接触角未明显减小。此外，覆盖涂层的基底具有优异的静态结冰延迟性能和动态防覆冰性能。在静态结冰实验中，涂层表面液滴的结冰时间延迟了约7倍；在低温弹跳和冻雨实验中，滴落的水滴能从表面完全弹起滚落，并且在低温冻雨环境中其表面可以保持无覆冰。结论 制备的耐用超疏水涂层具有良好的疏水性、机械稳定性和抗结冰性能，对耐用超疏水涂层的研究及实际应用具有一定的参考价值。

• 单位
  大连理工大学; 中国航发沈阳发动机研究所