[发明专利]一种稳定的低冰粘附力超润滑抗冰涂层的制备方法

说明书

本发明提供一种稳定的低冰粘附力超润滑抗冰涂层的制备方法，属于涂层制备技术领域。该方法是将硅橡胶、催化剂、交联剂混合均匀，再加入润滑液硅油，在0‑180℃下剧烈搅拌，得到含有润滑液PDMS的互穿网络凝胶粒子用作涂层的润滑液；将封装剂、含有润滑液PDMS的互穿网络凝胶粒子、补强剂、稀释剂按比例投料，搅拌得到待涂液；将底涂剂刷涂于基材表面，待底涂剂干燥后，将得到的待涂液制备在待涂基材上，固化后得到稳定的低冰粘附力抗冰涂层。本发明涂层具有更优良的抗冰性能；采用在基材上涂覆底涂剂的方法，提高抗冰涂层在基材上的粘附力，有利于涂层在各种基材上应用，扩大了该涂层的应用范围。

技术领域

本发明属于涂层制备技术领域，具体涉及一种稳定的低冰粘附力超润滑抗冰涂层的制备方法。

背景技术

结冰对我们的日常生活和工业生产造成了巨大的影响，例如：2008年南方大面积雪灾，造成大面积停电；飞机表面覆冰会增加飞行阻力和燃油消耗，降低飞机的操纵性、稳定性等安全性能，威胁飞行安全。为了防止和减轻覆冰对我们生活造成的影响，降低表面覆冰造成的经济损失，已经开发出多种主动除冰技术，例如：飞机起飞前喷涂防冰液的化学除冰法、线缆两端架设直流融冰装置的电加热除冰法、汽车表面敲击除冰的机械去除法等传统除冰方法。这些方法普遍有效率低，耗能高、经济成本高、破坏基体表面、造成环境污染、危险性高等缺点。为了克服这些缺点，近年来，开发出了涂层防冰法。涂层防冰是一种施工简单、能耗低、效果良好的被动除冰技术。合适的涂层能显著降低覆冰表面和基底之间的粘附力，在外界风力、震动等条件下，使覆冰能够轻松掉落，实现防冰和除冰的效果。

常见的涂层除冰法有：超疏水涂层、光滑的润滑液注入多孔表面(SLIPS)、亲水性等。2002年，Laforte等首次证明超疏水涂层可能具有较低的冰粘附力(Proceedings ofthe international workshop on atmospheric icing of structures(IWAIS).Vol.6.2002.)，随后Kimura等采用有机-无机杂化的方法制备了丙烯酸聚氨酯-PTFE超疏水抗冰涂层(No.2007-01-3315.SAE Technical Paper,2007.)。但是在低温条件下抗冰效果有限，且表面粗糙结构容易被破坏，限制了超疏水抗冰表面的应用。基于以上缺点，研究人员将目光投向光滑的润滑液注入多孔表面(SLIPS)。2011年，JoannaAizenberg受猪笼草“光滑嘴唇”的启发(Nature477.7365(2011):443-447.)，通过用低表面能、化学惰性液体渗透功能化的多孔/纹理固体以在基材表面上形成物理光滑且化学均匀的润滑膜来制造注入光滑的润滑液注入多孔表面(SLIPS)。中国专利CN112341873A对多孔粉末进行疏水改性，将硅油吸附进多孔结构中，再通过和疏水性树脂、固化剂混合制备抗冰涂层，但多孔吸附的润滑液注入方式导致润滑液容易流失，在经过几次结冰/除冰循环后失去抗冰功能。中国专利CN111406021A发明了一种黏弹性抗冰表面。使用道康宁SYLGARD 184硅橡胶凝胶粒子固定润滑液二甲基硅油(PDMS)，并用室温硫化硅橡胶封装。但由于凝胶处理方式以及硅油和硅橡胶的存在，使其凝胶粒子粒径不均一且与基底的粘附力较小，限制了它的应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中超疏水抗冰涂层抗冰效果不理想、耐磨性不好和光滑的润滑液注入多孔表面(SLIPS)抗冰涂层的润滑液易流失缺点，而提供了一种稳定的低冰粘附力超润滑抗冰涂层的制备方法。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种稳定的低冰粘附力超润滑抗冰涂层的制备方法，该制备方法的具体步骤如下：

步骤一：将硅橡胶、催化剂、交联剂混合均匀，再加入润滑液硅油(PDMS)，在0-180℃下剧烈搅拌，得到含有润滑液PDMS的互穿网络凝胶粒子用作涂层的润滑液；

步骤二：将封装剂、含有润滑液PDMS的互穿网络凝胶粒子、补强剂、稀释剂按比例投料，搅拌得到待涂液；