耐久性疏冰表面
2019-11-22

耐久性疏冰表面

耐久性疏冰材料在多种基底上形成防冰涂层,所述基底包括用于飞机、电力线、车辆、海洋建筑物、通信塔、户外设备等的基底。疏冰材料可包含具有低交联密度(例如,≤1,300mol/m 3 )和低初始冰粘附强度(例如,在暴露于结冰条件之前的τ 冰 ≤100kPa)的弹性体聚合物。此外,疏冰材料在10次结冰/除冰循环之后保持τ 冰 为初始τ 冰 的≥50%。引入任选的易混溶液体增强了弹性体聚合物中链的界面滑移。低τ 冰 水平使冰积累最小化,并且通过正常操作期间的被动除去而消除了除去任何积冰的必要工作。其他疏冰材料包含PDMS‑硅烷涂层或其中分布有增塑剂的线性聚合物,两者均没有表面液体的任何层。还提供了制备这样的疏冰材料的方法。

使用具有5X物镜的VISTAVISIONVWR™光学显微镜拍摄光学图像。使用VeecoInnova仪器进行敲击模式原子力显微镜(AFM)。使用VeecoTESPA尖端和HiResC探针进行成像。使用Ram^-Hart200-Fl测角仪测量接触角。通过使来自2mL微米注射器(Gilmont)的一滴液体(约10μ〇前进和后退来进行测量。报道了至少三次独立测量的平均值。

根据本公开内容的某些方面,提供了具有持续低的冰粘附强度的耐久性的稳健疏冰材料。在某些方面中,耐久性疏冰材料是制品上的表面涂层。示例性且非限制性的制品包括具有可能暴露于冰和雪条件的表面的部件或组件,包括飞机,车辆,船舶和船用设备,户外设备、结构和建筑物,除雪或除冰设备,户外娱乐设备,运动设备,风力涡轮机,电信设备,电力线,及其组合和等同物。这样的疏冰材料可以在这些表面上提供长期的耐久性疏冰特性,包括随着时间保持低的冰粘附强度。

=且低滚落角为3。(右下插图)。图8示出了在这样的表面上的2〇次连续结冰/除冰循环的冰粘附强度。所测量的冰粘附强度τ冰=26±3kPa。这样的表面通过使固-液接触面积最小化而有效地排斥液态水并且通过低Pa和界面滑移而排斥固体冰。不同的机理允许即使在表面完全结霜之后表面仍然为疏冰的。因此,这样的表面能够防止水滴和冰两者附着。

本文描述的附图仅用于所选实施方案的举例说明目的,而不是所有可能的实施方式,并且不旨在限制本公开内容的范围。

还具体地公开了包括任选地具有所列举特征(36)至(37)中的任一个或多于一个的任意组合的耐久性疏冰材料的组合。该实施方案的耐久性疏冰材料具有以下特征中的任一个或多于一个的任意组合:(36)线性聚合物选自:聚苯乙烯、聚(乙烯基)氯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚异戊二烯、聚氯丁二烯、及其组合;和/或(37)一种或更多种增塑剂选自:己二酸二异癸酯(DIDA)、中链甘油三酯(MCT)、邻苯二甲酸双(^一烷基酯(DUP)、及其组合。