翟广坤等：氟化改性硅树脂制备的超疏水涂层防覆冰性能 ·867. 飞机机翼，对应2"~4"试验件，1"试验件表面不作处 3结果与讨论 理.将不同试验件放置于低速结冰风洞中进行覆冰 试验，对比不同涂层实际防覆冰效果.低速风洞中 3.1扫描电镜测试 空气流速分别设置为5m·s1和15m·s1(模拟结冰 待各涂层固化完全后，观察掺混二氧化硅颗粒 自然环境下不同的风速)，压强为1MPa,液态水密 的B和C涂层微观形貌，如图1所示，可看出掺混 度为1.0g·m-3,水滴直径约为20μm,温度设置为 微粒后涂层表面形成不规则的微凸结构，不同粒径 -7℃，气流攻角为0°.结冰时间为50min,每隔10 二氧化硅掺混的涂层在较大微凸起上生长出更小一 min对各试验件覆冰质量进行测试，并计算相比于 级的凸起，有着更好的粗糙度，这是由于不同量级微 无涂层1·件的覆冰质量减少率. 粒与树脂掺混过程中被包覆，进而形成复合微结构， 10 图1涂层表面微观形貌.(a)涂层B:(b)涂层C Fig.1 Surface morphology of coating:(a)Coating B;(b)Coating C 使得固化后涂层表面具备了类似荷叶微观形貌的分 果依次提升，不同涂层表面具体测量参数如表2所 形结构 示.可看出，经过本文氟化改性的硅树脂较普通硅 3.2疏水效果测试 树脂表面接触角提升明显，疏水效果明显改善，但接 测试A~C涂层表面接触角和接触角滞后，与 触角滞后变化相对较小，这是由于含氟硅树脂表面 普通硅树脂（编号A。)涂层进行对比，水滴在不同涂 氟-硅聚合物存在一定黏度，对水滴接触材料表面 层表面接触形态如图2所示，相比于A。涂层，水滴 部分有黏附作用：在含氟树脂中加入单一粒径二氧 在A~C涂层表面铺展程度逐渐降低，涂层疏水效 化硅颗粒后，表面粗糙度增加，表面水滴接触角增大 (a (b) (d 图2水滴在不同涂层表面接触形态.(a)涂层Ao:(b)涂层A:(c)涂层B:(d)涂层C Fig.2 Contact morphology of water droplets on different coating surfaces:(a)Coating Ao:(b)Coating A;(c)Coating B;(d)Coating C翟广坤等: 氟化改性硅树脂制备的超疏水涂层防覆冰性能 飞机机翼,对应 2 # ~ 4 #试验件,1 #试验件表面不作处 理. 将不同试验件放置于低速结冰风洞中进行覆冰 试验,对比不同涂层实际防覆冰效果. 低速风洞中 空气流速分别设置为 5 m·s - 1和 15 m·s - 1 (模拟结冰 自然环境下不同的风速),压强为 1 MPa,液态水密 度为 1郾 0 g·m - 3 ,水滴直径约为 20 滋m,温度设置为 - 7 益 ,气流攻角为 0毅. 结冰时间为 50 min,每隔 10 min 对各试验件覆冰质量进行测试,并计算相比于 无涂层 1 #件的覆冰质量减少率. 3 结果与讨论 3郾 1 扫描电镜测试 待各涂层固化完全后,观察掺混二氧化硅颗粒 的 B 和 C 涂层微观形貌,如图 1 所示,可看出掺混 微粒后涂层表面形成不规则的微凸结构,不同粒径 二氧化硅掺混的涂层在较大微凸起上生长出更小一 级的凸起,有着更好的粗糙度,这是由于不同量级微 粒与树脂掺混过程中被包覆,进而形成复合微结构, 图 1 涂层表面微观形貌. (a)涂层 B;(b)涂层 C Fig. 1 Surface morphology of coating: (a) Coating B;(b) Coating C 使得固化后涂层表面具备了类似荷叶微观形貌的分 形结构. 图 2 水滴在不同涂层表面接触形态. (a)涂层 A0 ;(b)涂层 A;(c)涂层 B;(d)涂层 C Fig. 2 Contact morphology of water droplets on different coating surfaces: (a) Coating A0 ; (b) Coating A; (c) Coating B; (d) Coating C 3郾 2 疏水效果测试 测试 A ~ C 涂层表面接触角和接触角滞后,与 普通硅树脂(编号 A0 )涂层进行对比,水滴在不同涂 层表面接触形态如图 2 所示,相比于 A0涂层,水滴 在 A ~ C 涂层表面铺展程度逐渐降低,涂层疏水效 果依次提升,不同涂层表面具体测量参数如表 2 所 示. 可看出,经过本文氟化改性的硅树脂较普通硅 树脂表面接触角提升明显,疏水效果明显改善,但接 触角滞后变化相对较小,这是由于含氟硅树脂表面 氟鄄鄄硅聚合物存在一定黏度,对水滴接触材料表面 部分有黏附作用;在含氟树脂中加入单一粒径二氧 化硅颗粒后,表面粗糙度增加,表面水滴接触角增大 ·867·