一种超疏水防覆冰涂料及涂层的制备方法.pdf

本发明公开了一种超疏水防覆冰涂料及涂层的制备方法，其制备原料包括硅烷偶联剂、硅溶胶、短氟碳链取代的硅烷偶联剂以及水。其步骤包括：在氮气保护下，将硅烷偶联剂、硅溶胶、短氟碳链取代的硅烷偶联剂混合均匀，40℃~80℃下边反应边滴加水，滴加完毕继续反应3-5h，便完成了本发明的超疏水防覆冰涂料的制备；继续将该涂料通过浸渍涂层的方法涂覆至基材表面；再经过热处理，得到具有持久的低表面能和超疏水性能的涂层；进一步还包括在涂料涂覆前，将基材表面经过pH为9~11的碱性无水乙醇浸泡3~7天。本发明制得的涂层表现出良好的防覆冰性能，可用于输电通信设备、铁路、航空等领域。本发明的优点在于工艺简单，易于操作，环境友好。

权利要求书
1.  一种超疏水防覆冰涂料的制备方法，其特征在于制备步骤为：在氮气保护下，将硅烷偶联剂、硅溶胶、短氟碳链取代的硅烷偶联剂混合均匀，40℃~80℃下边反应边滴加水，滴加完毕继续反应3-5h，制得所述超疏水防覆冰涂料；且各混合物质按质量比计，硅烷偶联剂：硅溶胶：短氟碳链取代的硅烷偶联剂：水为1：0.20~0.50：0.01~0.05：1~3。

2.  根据权利要求1所述一种超疏水防覆冰涂料的制备方法，其特征在于：所述的硅烷偶联剂的结构通式为：

其中，l为1~4的整数，s为1~18的整数。

3.  根据权利要求1所述一种超疏水防覆冰涂料的制备方法，其特征在于：所述的硅溶胶是以水为溶剂、二氧化硅为溶质的酸性硅溶胶，其pH值为2~6、固含量为30%~50%、二氧化硅颗粒的粒径为10~100nm。

4.  根据权利要求1所述一种超疏水防覆冰涂料的制备方法，其特征在于：所述的短氟碳链取代的硅烷偶联剂的结构通式为：

其中，n为1~4的整数，m为2~6的整数；X为链状或环装的亚烷基、亚芳基、磺酰胺基、磺酰基、磺酰氧基、碳酰胺基和碳氧基中的一种或几种的组合。

5.  一种制备超疏水防覆冰涂层的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）在氮气保护下，将硅烷偶联剂、硅溶胶、短氟碳链取代的硅烷偶联剂混合均匀，40℃~80℃下边反应边滴加水，滴加完毕继续反应3-5h，得疏水改性的防覆冰涂料；其中所述硅烷偶联剂、硅溶胶、短氟碳链取代的硅烷偶联剂以及水的质量比为1：0.20~0.50：0.01~0.05：1~3；
（2）将步骤（1）制得的防覆冰涂料通过浸渍涂层的方法涂覆在基材表面，再在80~120℃下热处理3~5小时，制得超疏水防覆冰涂层。

6.  根据权利要求5所述的一种制备超疏水防覆冰涂层的方法，其特征在于：所述的硅烷偶联剂的结构通式为：

其中，l为1~4的整数，s为1~18的整数。

7.  根据权利要求5所述的一种制备超疏水防覆冰涂层的方法，其特征在于：所述的硅溶胶是以水为溶剂、二氧化硅为溶质的酸性硅溶胶，溶胶pH值为2~6、固含量为30%~50%、二氧化硅颗粒的粒径为10~100nm。

8.  根据权利要求5所述的一种制备超疏水防覆冰涂层的方法，其特征在于：所述的短氟碳链取代的硅烷偶联剂的结构通式为：

其中，n为1~4的整数，m为2~6的整数；X为链状或环装的亚烷基、亚芳基、磺酰胺基、磺酰基、磺酰氧基、碳酰胺基和碳氧基中的一种或其组合。

9.  根据权利要求5至8任一项所述的一种制备超疏水防覆冰涂层的方法，其特征在于：所述的超疏水防覆冰涂层的制备步骤还包括所述基材表面的处理；所述基材表面的处理为在将所述步骤（1）制得的涂料涂覆在基材表面前，将基材表面经过pH为9~11的碱性无水乙醇浸泡3~7天。

10.  根据权利要求9所述的一种制备超疏水防覆冰涂层的方法，所述的基材为玻璃、硅片、金属。

说明书一种超疏水防覆冰涂料及涂层的制备方法
技术领域
本发明具体涉及一种超疏水防覆冰涂料及涂层的制备方法，属于材料表面工程技术领域。
背景技术
2008年初，一场冰雪灾害袭击中国南方数十个省区，导致南方大部分地区输电通信设备、铁路运输设施遭受重创，群众生活受到了严重的影响，因灾害而造成的直接经济损失达1111亿元。覆冰是自然界十分普遍的现象，结构物大气覆冰，如飞机的机翼和外壳结冰、导线覆冰、军舰的甲板覆冰、桅杆和天线的覆冰、铁路轨道覆冰等，均是常见的自然现象。但这种现象严重时会使得输电通信线路中断、铁路运输受阻，给人们生产生活带来诸多不便，甚至威胁生命财产安全。因此，防覆冰技术研究意义重大。
目前的防冰技术研究主要有四种类型即溶液防冰、机械除冰、热能防冰和涂层防冰。其中涂层防冰因为能耗小、适用范围广、且属于主动型防护，因此相比其他三种方法，涂层防冰是一种很理想的防冰方法。
疏水材料是防覆冰涂层研究的主流。根据Young’s方程 [Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 1805,95:65-87]，水的静态接触角θ>90°的固体表面不能被水浸润，为疏水表面；当θ>150°且滚动接触角θr<10°时，该表面为超疏水表面 [LANGMUIR, 2007, 23(4):2169-2174]。超疏水表面较大的静态接触角有利于增大水凝固的势垒，延长结冰时间，较小的滚动角有利于液滴迅速滚落不残留。而且由于超疏水表面纳微粗糙结构所具有的气垫，使得液滴在超疏水表面形成固-液-气三相共存界面，与液体接触的气垫具有良好的绝热作用，当液滴滴到低温的界面上时，结冰速度大大降低。因此，目前超疏水防覆冰涂层已成为最活跃的研究主题和热点问题。
在超疏水防覆冰涂层研究中，有机氟材料因为具有优越的低表面能，在疏水防覆冰涂料中有广泛应用 [高等学校化学学报，2013（03）：703-707]。如：CN102660182A发明了一种利用纳米粒子的特殊结构与低表面能的含氟聚丙烯酸酯共聚物相结合，获得超疏水、低粘附、均匀的纳微粗糙结构的防覆冰材料，该涂层材料获得良好的防覆冰效果；再如CN102443326A公开了一种利用微米玻璃粉末与聚四氟乙烯结合获得疏水性能，从而制备具有较好防覆冰性能的涂层。但是这些防覆冰涂层利用的均为C>=8的氟碳链结构的有机氟材料，这种长氟碳链结构的有机材料对环境危害大、不易分解、且分解产物对环境具有长期的危害。
另外目前文献报道的超疏水防覆冰涂料或涂层的制备工艺，大多复杂多步，涂膜工艺要求苛刻，不易实际大范围应用。
发明内容
为克服现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种环境友好、且制备工艺简单、易于操作的超疏水防覆冰涂料及涂层的制备方法。
本发明提供了一种超疏水防覆冰涂料的制备方法，其制备步骤为：在氮气保护下，将硅烷偶联剂、硅溶胶、短氟碳链取代的硅烷偶联剂混合均匀，40℃~80℃下边反应边滴加水，滴加完毕继续反应3-5h，制得所述超疏水防覆冰涂料；且各混合物质按质量比计，硅烷偶联剂：硅溶胶：短氟碳链取代的硅烷偶联剂：水为1：0.20~0.50：0.01~0.05：1~3。
优选的，所述的硅烷偶联剂的结构通式为：

其中，l为1~4的整数，s为1~18的整数。
优选的，所述的硅溶胶是以水为溶剂、二氧化硅为溶质的酸性硅溶胶，其pH值为2~6、固含量为30%~50%、二氧化硅颗粒的粒径为10~100nm。
优选的，所述的短氟碳链取代的硅烷偶联剂的结构通式为：

其中，n为1~4的整数，m为2~6的整数；X为链状或环装的亚烷基、亚芳基、磺酰胺基、磺酰基、磺酰氧基、碳酰胺基和碳氧基中的一种或几种的组合。
本发明还提供了一种制备超疏水防覆冰涂层的方法，包括以下步骤：
（1）在氮气保护下，将硅烷偶联剂、硅溶胶、短氟碳链取代的硅烷偶联剂混合均匀，40℃~80℃下边反应边滴加水，滴加完毕继续反应3-5h，得疏水改性的防覆冰涂料；其中所述硅烷偶联剂、硅溶胶、短氟碳链取代的硅烷偶联剂以及水的质量比为1：0.20~0.50：0.01~0.05：1~3；
（2）将步骤（1）制得的防覆冰涂料通过浸渍涂层的方法涂覆在基材表面，再在80~120℃下热处理3~5小时，制得超疏水防覆冰涂层。
优选的，所述的硅烷偶联剂的结构通式为：

其中，l为1~4的整数，s为1~18的整数。
优选的，所述的硅溶胶是以水为溶剂、二氧化硅为溶质的酸性硅溶胶，溶胶pH值为2~6、固含量为30%~50%、二氧化硅颗粒的粒径为10~100nm。
优选的，所述的短氟碳链取代的硅烷偶联剂的结构通式为：

其中，n为1~4的整数，m为2~6的整数；X为链状或环装的亚烷基、亚芳基、磺酰胺基、磺酰基、磺酰氧基、碳酰胺基和碳氧基中的一种或其组合。
进一步地，所述的超疏水防覆冰涂层的制备步骤还包括所述基材表面的处理；所述基材表面的处理为在步骤（1）制得的涂料涂覆在基材表面前，将基材表面经过pH为9~11的碱性无水乙醇浸泡3~7天。
优选的，所述的基材为玻璃、硅片、金属。
本发明相对于现有的技术具有如下的优点和效果：
1）本发明提供的溶胶凝胶法合成超疏水防覆冰涂料、涂层的制备采用浸渍方法，工艺非常的简单，也易于操作和大范围的推广使用。
2）本发明主要用烷基基团和极少量的含氟基团实现基材的超疏水防覆冰性能，经济性好。
3）本发明采用含氟单体为短氟碳链取代的硅烷偶联剂，避免了目前防覆冰涂料中普遍使用的含长氟碳链的有机氟材料对环境的危害；且本发明使用水性溶剂；因此，本发明制备的涂料是一种环境友好的防覆冰涂料。
4）进一步的，本发明中还将涂覆基材进行处理，经过碱性无水乙醇浸泡的基材表面的羟基或羧基会与部分水解-缩合，表面含有羟基的二氧化硅颗粒发生缩合反应，形成界面化学键，使得本发明的防覆冰涂层与基材表面具有较好的粘结性。
具体实施方式
本发明主要利用有机氟材料具有的低表面能性能和含烷基材料的疏水性能，通过含氟有机基团降低涂层的表面能，通过烷基基团提高涂层的疏水性，以此为基础，制备本发明的超疏水防覆冰涂料。但是在结构组成均一的理想表面上，即使是表面能最低的基团紧密堆积，其接触角也不足120°[ Thin solid films, 2009, 517(17):5001-5005]。因此，为构造超疏水表面，本发明进一步的利用无机颗粒二氧化硅及其团聚构造纳微复合结构，增加疏水基质的表面粗糙度从而实现超疏水的性能。
具体的，本发明提供的超疏水防覆冰涂料的制备原料包括含烷基材料、有机氟材料、硅溶胶和水，前两个组分为降低涂层表面能而使用，后者为增加疏水基质的表面粗糙度而使用。其中，本发明使用的含烷基材料为硅烷偶联剂，优选硅烷偶联剂的结构通式为：

其中，l为1~4的整数，s为1~18的整数。本发明使用的有机氟材料为短氟碳链取代的硅烷偶联剂，优选该短氟碳链取代的硅烷偶联剂的结构通式为：

其中，n为1~4的整数，m为2~6的整数；X为链状或环装的亚烷基、亚芳基、磺酰胺基、磺酰基、磺酰氧基、碳酰胺基和碳氧基中的一种或几种组合。本发明使用了m为2～6的短氟碳链的有机氟材料，避免了通常防覆冰材料中使用C>=8的氟碳链结构的有机氟材料，使得本发明制得的防覆冰涂料及其涂层克服了因使用C>=8的氟碳链结构的有机氟材料难以分解、危害环境的缺点。本发明使用的硅溶胶为：以水为溶剂、二氧化硅为溶质的酸性硅溶胶，本发明优选该硅溶胶pH为2～6，固含量为30%~50%，进一步优选二氧化硅颗粒的粒径为10～100nm。本发明利用无机颗粒二氧化硅及其团聚构造纳微复合结构，增加疏水基质的表面粗糙度而达到防覆冰涂层的超疏水表面，克服了为涂覆低表面能的超疏水涂层通常使用PTFE颗粒的高成本、微粉表面涂覆不均匀等缺点。本发明提供的制备超疏水防覆冰涂料的各原料的质量比优选为硅烷偶联剂、硅溶胶、短氟碳链取代的硅烷偶联剂和水的质量比为1：0.20~0.50：0.01~0.05：1~3。
具体的，本发明利用了溶胶-凝胶法制备了本发明的超疏水防覆冰涂料，将硅溶胶、硅烷偶联剂、短氟碳链取代的硅烷偶联剂混合均匀，在40℃~80℃下边反应边缓慢滴加水，滴加完毕继续反应3-5h，得到颗粒间相互团聚和交联的表面长有烷基基团和短氟碳链基团的溶胶，即完成本发明超疏水防覆冰涂料的制备。进一步将该超疏水防覆冰涂料通过浸渍涂层的方法涂覆至基材表面，然后经过热处理后，在基材表面形成超疏水防覆冰涂层。其中，优选热处理温度为80~120℃，热处理时间为3~5小时。经过该热处理过程，可以使二氧化硅表面的含氟基团和碳链向涂层表面迁移，增强其疏水性能。进一步，本发明的超疏水防覆冰涂层的制备步骤，还包括基材表面处理；具体的，在将本发明的涂料通过浸渍涂层法涂覆在基材表面前，将基材表面经过pH为9~11的碱性无水乙醇浸泡3~7天。经过碱性无水乙醇浸泡处理的基材表面的羟基或羧基会与部分水解-缩合，表面含有羟基的二氧化硅颗粒发生缩合反应，形成界面化学键，从而增加涂层与基材表面的粘结性。
为了更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
在氮气保护下，将硅烷偶联剂组分A、硅溶胶组分B、短氟碳链取代的硅烷偶联剂组分C混合均匀，在40℃下边反应边缓慢滴加水D，滴加完毕继续反应3h，得疏水改性的防覆冰涂料，上述组分A、B、C和D的质量比为1：0.20：0.01：1；即制得超疏水防覆冰涂料。
将上述制得的疏水改性的防覆冰涂料通过浸渍涂层的方法涂覆至经过pH为9的碱性无水乙醇浸泡3天处理的载玻片表面，再在80℃下热处理3小时，即可在该载玻片表面得到超疏水防覆冰涂层。
本实施例中，硅烷偶联剂组分A为甲基三甲氧基硅烷，硅溶胶组分B为pH=2，固含量为30%，粒径为10~100nm的二氧化硅溶胶，短氟碳链取代的硅烷偶联剂组分C为全氟乙基丙基三甲氧基硅烷。本实施例所得功能涂料的超疏水与防覆冰性能检测数据如下表所示，表中“载玻片表面”是指直接在未涂覆涂层的载玻片表面进行的测试；其中表面静态水接触角和水滚动角利用表面张力仪测试，防覆冰性能即水滴在涂层表面的结冰时间测定利用表面张力仪及C203W低温测量池共同测定，低温测量池设定为-18℃。
项目 表面静态水接触角（°） 水滚动角（°） 防覆冰性能（s） 实施例1 157 6 1704 载玻片表面 33 64 107
实施例2
在氮气保护下，将硅烷偶联剂组分A、硅溶胶组分B、短氟碳链取代的硅烷偶联剂组分C混合均匀，在40℃下边反应边缓慢滴加水D，滴加完毕继续反应3h，得疏水改性的防覆冰涂料，上述组分A、B、C和D的质量比为1：0.30：0.01：1；即制得超疏水防覆冰涂料。
将上述制得的疏水改性的防覆冰涂料通过浸渍涂层的方法涂覆至经过pH为9的碱性无水乙醇浸泡3天处理的载玻片表面，再在80℃下热处理3小时，即可可在该载玻片表面得到超疏水防覆冰涂层。
此例中，硅烷偶联剂组分A为乙基三甲氧基硅烷，硅溶胶组分B为pH=2，固含量为30%，粒径为10~100nm的二氧化硅溶胶，短氟碳链取代的硅烷偶联剂组分C为全氟丁基磺酰基三乙氧基硅烷。本实施例所得功能涂料的超疏水与防覆冰性能检测数据如下表所示，其中各项目测试方法与实施例1相同。
项目 表面静态水接触角（°） 水滚动角（°） 防覆冰性能（s） 实施例2 166 6 1652 载玻片表面 33 64 107
实施例3
在氮气保护下，将硅烷偶联剂组分A、硅溶胶组分B、短氟碳链取代的硅烷偶联剂组分C混合均匀，在50℃下边反应边缓慢滴加水D，滴加完毕继续反应4h，得疏水改性的防覆冰涂料，上述组分A、B、C和D的质量比为1：0.50：0.01：1；即制得超疏水防覆冰涂料。
将上述制得的疏水改性的防覆冰涂料通过浸渍涂层的方法涂覆至经过pH为9的碱性无水乙醇浸泡3天处理的硅片表面，再在80℃下热处理4小时，即可在硅片表面得到超疏水防覆冰涂层。
此例中，硅烷偶联剂组分A为丁基三乙氧基硅烷，硅溶胶组分B为pH=4，固含量为30%，粒径为10~100nm的二氧化硅溶胶，短氟碳链取代的硅烷偶联剂组分C为全氟己基磺酰氨基三甲氧基硅烷。本实施例所得功能涂料的超疏水与防覆冰性能检测数据如下表所示，其中各项目测试方法与实施例1相同。
项目 表面静态水接触角（°） 水滚动角（°） 防覆冰性能（s） 实施例3 161 6 1711 硅片表面 38 47 82
实施例4
在氮气保护下，将硅烷偶联剂组分A、硅溶胶组分B、短氟碳链取代的硅烷偶联剂组分C混合均匀，在60℃下边反应边缓慢滴加水D，滴加完毕继续反应5h，得疏水改性的防覆冰涂料，上述组分A、B、C和D的质量比为1：0.50：0.02：2；即制得超疏水防覆冰涂料。
将上述制得的疏水改性的防覆冰涂料通过浸渍涂层的方法涂覆至经过pH为9的碱性无水乙醇浸泡7天处理的硅片表面，再在100℃下热处理5小时，即可在该硅片表面得到超疏水防覆冰涂层。
此例中，硅烷偶联剂组分A为己基三丙烷氧基硅烷，硅溶胶组分B为pH=4，固含量为30%，粒径为10~100nm的二氧化硅溶胶，短氟碳链取代的硅烷偶联剂组分C为全氟己基磺酰氨基三丙氧基硅烷。本实施例所得功能涂料的超疏水与防覆冰性能检测数据如下表所示，其中各项目测试方法与实施例1相同。
项目 表面静态水接触角（°） 水滚动角（°） 防覆冰性能（s） 实施例4 167 4 1623 硅片表面 38 47 82
实施例5
在氮气保护下，将硅烷偶联剂组分A、硅溶胶组分B、短氟碳链取代的硅烷偶联剂组分C混合均匀，在60℃下边反应边缓慢滴加水D，滴加完毕继续反应3h，得疏水改性的防覆冰涂料，上述组分A、B、C和D的质量比为1：0.50：0.03：3；即制得超疏水防覆冰涂料。
将上述制得的疏水改性的防覆冰涂料通过浸渍涂层的方法涂覆至经过pH为11的碱性无水乙醇浸泡7天处理的铁片表面，再在120℃下热处理3小时，即可该铁片表面得到超疏水防覆冰涂层。
此例中，硅烷偶联剂组分A为辛基三丁烷氧基硅烷，硅溶胶组分B为pH=6，固含量为30%，粒径为10~100nm的二氧化硅溶胶，短氟碳链取代的硅烷偶联剂组分C为全氟己基碳酰氨基三丁氧基硅烷。本实施例所得功能涂料的超疏水与防覆冰性能检测数据如下表所示，其中各项目测试方法与实施例1相同。
项目 表面静态水接触角（°） 水滚动角（°） 防覆冰性能（s） 实施例5 164 4 1475 铁片表面 35 51 47
实施例6
在氮气保护下，将硅烷偶联剂组分A、硅溶胶组分B、短氟碳链取代的硅烷偶联剂组分C混合均匀，在80℃下边反应边缓慢滴加水D，滴加完毕继续反应5h，得疏水改性的防覆冰涂料，上述组分A、B、C和D的质量比为1：0.30：0.04：2；即制得超疏水防覆冰涂料。
将上述制得的疏水改性的防覆冰涂料通过浸渍涂层的方法涂覆至经过pH为11的碱性无水乙醇浸泡7天处理的铁片表面，再在80℃下热处理5小时，即可该铁片表面得到超疏水防覆冰涂层。
此例中，硅烷偶联剂组分A为正十二烷基三甲氧基硅烷，硅溶胶组分B为pH=4，固含量为50%，粒径为10~100nm的二氧化硅溶胶，短氟碳链取代的硅烷偶联剂组分C为全氟丁基碳酰氨基三乙氧基硅烷。本实施例所得功能涂料的超疏水与防覆冰性能检测数据如下表所示，其中各项目测试方法与实施例1相同。
项目 表面静态水接触角（°） 水滚动角（°） 防覆冰性能（s） 实施例6 162 6 1615 铁片表面 35 51 47
实施例7
在氮气保护下，将硅烷偶联剂组分A、硅溶胶组分B、短氟碳链取代的硅烷偶联剂组分C混合均匀，在60℃下边反应边缓慢滴加水D，滴加完毕继续反应5h，得疏水改性的防覆冰涂料，上述组分A、B、C和D的质量比为1：0.30：0.03：1；即制得超疏水防覆冰涂料。
将上述制得的疏水改性的防覆冰涂料通过浸渍涂层的方法涂覆至经过pH为11的碱性无水乙醇浸泡5天处理的铝片表面，再在120℃下热处理3小时，即可该铝片表面得到超疏水防覆冰涂层。
此例中，硅烷偶联剂组分A为正十六烷基三乙氧基硅烷，硅溶胶组分B为pH=6，固含量为50%，粒径为10~100nm的二氧化硅溶胶，短氟碳链取代的硅烷偶联剂组分C为全氟乙基甲基三甲氧基硅烷。本实施例所得功能涂料的超疏水与防覆冰性能检测数据如下表所示，其中各项目测试方法与实施例1相同。
项目 表面静态水接触角（°） 水滚动角（°） 防覆冰性能（s） 实施例7 162 7 1617 铝片表面 33 63 79
实施例8
在氮气保护下，将硅烷偶联剂组分A、硅溶胶组分B、短氟碳链取代的硅烷偶联剂组分C混合均匀，在70℃下边反应边缓慢滴加水D，滴加完毕继续反应3h，得疏水改性的防覆冰涂料，上述组分A、B、C和D的质量比为1：0.50：0.01：2；即制得超疏水防覆冰涂料。
将上述制得的疏水改性的防覆冰涂料通过浸渍涂层的方法涂覆至经过pH为11的碱性无水乙醇浸泡7天处理的铝片表面，再在120℃下热处理5小时，即可该铝片表面得到超疏水防覆冰涂层。
此例中，硅烷偶联剂组分A为正十八烷基三丁烷氧基硅烷，硅溶胶组分B为pH=2，固含量为50%，粒径为10~100nm的二氧化硅溶胶，短氟碳链取代的硅烷偶联剂组分C为全氟丁基丙基三甲氧基硅烷。本实施例所得功能涂料的超疏水与防覆冰性能检测数据如下表所示，其中各项目测试方法与实施例1相同。
项目 表面静态水接触角（°） 水滚动角（°） 防覆冰性能（s） 实施例8 167 4 1509 铝片表面 33 63 79
由以上实施例可以看到，本发明的防覆冰涂层能够有效降低水与基材表面的接触面积及滚动角，使得液滴与基材的附着力大大降低，从而液滴能够轻易得脱离基材表面，尤其是在有外力如风存在的条件下，防止结冰；另外一方面，由于在低温的超疏水表面与过冷水之间吸留大量着的空气，液滴与表面之间形成一个三相界面，改变了热传递过程，从而有效的延缓了结冰时间，使得液滴有足够的时间从表面脱落，防止结冰。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何的未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。