翟广坤等：氟化改性硅树脂制备的超疏水涂层防覆冰性能 ·869· 350 冰形状呈条状分布，冰层厚度增加，这是由于空气流 300 速加快，单位时间内湿空气中水滴与表面碰撞范围 —3 一4 增大，结冰范围增大，且水滴撞击表面后铺展程度随 250 着速度增大递增：1和2*试验件表面几乎被冰完全 200 覆盖，4"试验件表面覆冰最少，且覆冰密度较小，仍 150 具有较好的防覆冰能力. 对比分析图6所示的不同时刻各试验件覆冰质 100 量，与5m·s1空气流速时相比，1~4试验件覆冰 50 速度明显加快，一定时间后，3"试验件覆冰质量与1 和2"差距不明显，防覆冰效果基本丢失，4"试验件覆 10 20 3040 50 60 时间/min 冰质量曲线变化较缓，且表面最终覆冰质量最少，整 图4V=5ms时不同时刻各试验件覆冰质量 个结冰过程都有很好的防覆冰能力，防覆冰效果 Fig.4 Icing quality of different test pieces at V=5ms- 稳定 (a) (c) d 图5V=15ms时不同编号试验件覆冰形态.(a)1试验件：(b)2“试验件；(c)3试验件：(d)4试验件 Fig.5 Icing morphology of different numbered test pieces at V=15ms:(a)Specimen 1;(b)Specimen2;(c)Specimen 3;(d)Specimen 450 流速15m·s-时不同时刻各试验件的防覆冰效 400 一一2 果如表4所示，与5ms时各试验件的防覆冰能力 350 ◆一3 一4 进行对比，由于空气流速的增大，同时刻各涂层覆冰 300 质量减少率均减小，随着结冰时间的延长，3和4覆 250 冰质量减少率逐步下降，且最终3件的防覆冰能力 200 下降明显，而4"件的防覆冰质量减少率下降平稳， 防覆冰效果较稳定 100 4结论 50 (1)依据水滴在固体表面浸润理论分析了材料 10 20 30 40 50 时间/min 表面疏水性影响因素，并提出利用分形结构在疏水 图6V=15ms1时不同时刻各试验件覆冰质量 表面修饰微观结构制备具有超疏水表面特性的涂层 Fig.6 Icing quality of different test picces at V=15 m.s- 方案翟广坤等: 氟化改性硅树脂制备的超疏水涂层防覆冰性能 图 4 V = 5 m·s - 1时不同时刻各试验件覆冰质量 Fig. 4 Icing quality of different test pieces at V = 5 m·s - 1 冰形状呈条状分布,冰层厚度增加,这是由于空气流 速加快,单位时间内湿空气中水滴与表面碰撞范围 增大,结冰范围增大,且水滴撞击表面后铺展程度随 着速度增大递增;1 #和 2 #试验件表面几乎被冰完全 覆盖,4 #试验件表面覆冰最少,且覆冰密度较小,仍 具有较好的防覆冰能力. 对比分析图 6 所示的不同时刻各试验件覆冰质 量,与 5 m·s - 1空气流速时相比,1 # ~ 4 #试验件覆冰 速度明显加快,一定时间后,3 #试验件覆冰质量与 1 # 和 2 #差距不明显,防覆冰效果基本丢失,4 #试验件覆 冰质量曲线变化较缓,且表面最终覆冰质量最少,整 个结冰过程都有很好的防覆冰能力,防覆冰效果 稳定. 图 5 V = 15 m·s - 1时不同编号试验件覆冰形态. (a)1 #试验件;(b)2 #试验件;(c)3 #试验件;(d)4 #试验件 Fig. 5 Icing morphology of different numbered test pieces at V = 15 m·s - 1 : (a) Specimen 1 # ; (b) Specimen 2 # ; (c) Specimen 3 # ; (d) Specimen 4 # 图 6 V = 15 m·s - 1时不同时刻各试验件覆冰质量 Fig. 6 Icing quality of different test pieces at V = 15 m·s - 1 流速 15 m·s - 1时不同时刻各试验件的防覆冰效 果如表 4 所示,与 5 m·s - 1时各试验件的防覆冰能力 进行对比,由于空气流速的增大,同时刻各涂层覆冰 质量减少率均减小,随着结冰时间的延长,3 #和 4 #覆 冰质量减少率逐步下降,且最终 3 #件的防覆冰能力 下降明显,而 4 #件的防覆冰质量减少率下降平稳, 防覆冰效果较稳定. 4 结论 (1)依据水滴在固体表面浸润理论分析了材料 表面疏水性影响因素,并提出利用分形结构在疏水 表面修饰微观结构制备具有超疏水表面特性的涂层 方案. ·869·