[发明专利]磁敏多孔润滑的飞机防冰表面的实现方法

说明书

一种磁敏多孔润滑的飞机防冰表面的实现方法，通过聚二甲基硅氧烷预聚物及其固化剂、甲苯、糖类、磁性纳米颗粒和二甲基硅油的混合均匀和干燥固化，得到磁敏多孔防冰复合材料的前驱体；经过该前驱体与乙醇的水溶液多次进行溶剂交换并干燥，得到磁敏多孔防冰复合材料；将上述复合材料粘附在目标表面上，待粘合剂完全固化后向复合材料表面滴加磁流体直至吸附饱和，得到磁敏多孔润滑的防冰表面。本发明利用糖模板法在将磁性纳米颗粒均匀分散在具有良好弹性、疏水性、亲油性和化学稳定的聚二甲基硅氧烷的同时，获得高度多孔的结构，从而制成冰附着强度极低、防冰寿命长、可迅速修复的具有磁响应特性的磁敏多孔防冰材料，将其涂覆于飞机表面以达到辅助飞机防冰的效果。

技术领域

本发明涉及的是一种表面处理领域的技术，具体是一种磁敏多孔润滑的飞机防冰表面的实现方法。

背景技术

结冰是影响飞机飞行、导致飞行事故发生的主要天气因素之一。为了减少甚至防止结冰对飞机飞行安全的影响，绝大多数飞机都必须采取相应的防护措施。现有飞机防冰方法中的防冰表面技术具有耗能小、制造成本低、易于实现且使用范围广等优点，其中最有前景的是超疏水防冰表面和注入润滑剂的多孔防冰表面。

通过微纳米级纹理和疏水表面化学相结合而获得的超疏水表面虽然在某些环境受控的条件下表现出良好的防冰能力，但由于其设计高度复杂、制造难度大和工艺成本高，所以通常只适合尺寸较小且成本较高的部件。此外，超疏水表面所具有的微纳结构容易受损，并且容易在低温、高湿度的环境下失效。因此，对于飞机大型部件的防冰需求，更适合应用由注入润滑剂的多孔表面。

注入润滑剂的防冰表面的防冰原理是通过物理和化学限制的、不混溶的润滑剂对织构化固体基材的渗透，形成光滑的液体覆盖层，从而达到防冰的目的。利用磁流体作为润滑剂的优势在于：相对于其他润滑剂，水在磁流体表面的结冰成核温度更低，结冰延迟时间更长，冰在磁流体表面的附着强度更低；磁流体在受到水滴撞击后，能在极短的时间内回复撞击前的形貌。然而，基于磁流体的防冰表面过于依赖外加磁场，即外加磁场缺失时，磁流体容易流失而使表面失去防冰能力，尤其是某些情况，例如水流的冲击，会对磁流体表面造成不可逆的破坏作用。

与其他种类的基材相比，聚合物基多孔基材不仅具有高强度、高韧性和高弹性的优点，并且制造成本低廉、加工温度低、工艺成熟且稳定性好，高性能化(物理改性)相对简单，可以通过简单的共混实现。

发明内容

本发明针对上述现有技术的缺陷，提出一种磁敏多孔润滑的飞机防冰表面的实现方法，利用糖模板法在将磁性纳米颗粒均匀分散在具有良好弹性、疏水性、亲油性和化学稳定的聚二甲基硅氧烷的同时，获得高度多孔的结构，从而制成冰附着强度极低、防冰寿命长、可迅速修复的具有磁响应特性的磁敏多孔防冰材料，将其涂覆于飞机表面以达到辅助飞机防冰的效果。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种磁敏多孔润滑的飞机防冰表面的实现方法，通过聚二甲基硅氧烷预聚物及其固化剂、甲苯、糖类、磁性纳米颗粒和二甲基硅油的混合均匀和干燥固化，得到磁敏多孔防冰复合材料的前驱体；经过该前驱体与乙醇的水溶液多次进行溶剂交换并干燥，得到磁敏多孔防冰复合材料；将上述复合材料粘附在目标表面上，待粘合剂完全固化后向复合材料表面滴加磁流体直至吸附饱和，得到磁敏多孔润滑的防冰表面。

所述的聚二甲基硅氧烷预聚物与固化剂的质量比为(8～11):1。

所述的糖类优选为葡萄糖和蔗糖的混合物，其中葡萄糖与蔗糖的质量比为1:(1～3)。

所述的聚二甲基硅氧烷预聚物及其固化剂、甲苯、糖类、磁性纳米颗粒与二甲基硅油的质量比为(10～12):(20～22):(52～54):(14～16):1。

所述的磁性纳米颗粒优选为经表面活性剂处理过的粒径800nm的四氧化三铁颗粒，该表面活性剂优选为油酸钠或平均分子量为2000的聚乙二醇。