[发明专利]一种有机硅高分子减阻剂涂料、缓释表面制备方法及应用

说明书

本发明一种有机硅高分子减阻剂涂料、缓释表面制备方法及应用，属于减阻技术领域；所述减阻剂涂料包括聚二甲基硅氧烷预聚体、固化剂、硅油、高聚物固体颗粒、稀释剂，各组分质量比为：聚二甲基硅氧烷预聚体、固化剂、硅油、高聚物固体颗粒＝10：1：6～10：0.1～1，稀释剂与聚二甲基硅氧烷预聚体质量比为2～5:3。减阻剂涂料以柔性有机硅的三维空间网络结构为基础，掺混高聚物固体颗粒，而后使用硅油辅助高聚物分泌与溶解，形成有机硅缓释表面。本发明解决了现有技术中减阻剂的缓释过程复杂、制作成本高的问题。将本发明缓释表面应用于航行器能够减小阻力，从而提高航行器速度、节约能耗。

技术领域

本发明属于减阻技术领域，具体涉及一种有机硅高分子减阻剂涂料、缓释表面制备方法及应用。

背景技术

由于在经济、军事、能源等上的广泛需求，减阻技术一直以来都是科学研究的热门话题。目前减阻效果最好的是高聚物减阻，在一定的减阻条件下，减阻率最高能达到80％。但是在实际工程应用中，高聚物只成功应用于管道减阻中，对于外流减阻而言，大量携带高聚物溶液或者现场配置高聚物溶液都有极大的不便，其应用技术有待进一步开发。

现有技术中采用鳞蒙皮结构进行缓释减阻，在鳞蒙皮结构的基础上设计了减阻剂的输送通道，并使用电液控制系统进行缓释控制。仿生有鳞蒙皮的设计粗糙，减阻剂的缓释过程耗能高，且制备过程复杂。

现有技术中利用硅藻土疏松多孔的特点，制备缓释表面，在减阻剂水溶液中浸湿，从而进行减阻剂的缓释功能。该技术所制作的表面吸附的减阻剂水溶液有限，减阻效果与持续时间受到限制。

现有技术中采用仿生盾鳞层结构进行水下航行器减阻，在仿生盾鳞层上设计了减阻剂的传输通道，以此进行减阻剂的缓释。该技术制作方法复杂，减阻剂的缓释过程复杂。

现有技术采用仿生鲨鱼皮结构进行减阻，利用形状记忆合金人工肌肉缓释减阻剂的仿生鲨鱼皮，利用记忆合金受自身转变温度驱使所呈现的双程记忆效应来模拟鲨鱼皮的微量泌液机制。该技术分泌的减阻剂浓度有限，分泌的减阻剂难以在表面形成鱼类表面的黏液层。同时制备方法复杂，成本较高。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提供一种有机硅高分子减阻剂涂料、缓释表面制备方法及应用，减阻剂涂料以柔性有机硅的三维空间网络结构为基础，掺混高聚物固体颗粒，而后使用硅油辅助高聚物分泌与溶解，形成有机硅缓释表面。本发明解决了现有技术中减阻剂的缓释过程复杂、制作成本高的问题。将本发明缓释表面应用于航行器能够减小阻力，从而提高航行器速度、节约能耗。

本发明的技术方案是：一种有机硅高分子减阻剂涂料，包括聚二甲基硅氧烷预聚体、固化剂、硅油、高聚物固体颗粒、稀释剂，各组分质量比为：聚二甲基硅氧烷预聚体、固化剂、硅油、高聚物固体颗粒＝10：1：6～10：0.1～1，稀释剂与聚二甲基硅氧烷预聚体质量比为2～5:3。

本发明的进一步技术方案是：所述硅油为甲基硅油、或二甲基硅油。

本发明的进一步技术方案是：所述高聚物颗粒为减阻高聚物，包括聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺、黄原胶、定优胶。

本发明的进一步技术方案是：所述稀释剂为碳原子量在4-10之间的烷烃。

一种有机硅高分子减阻剂缓释表面的制备方法，具体步骤如下:

步骤1：将聚二甲基硅氧烷预聚体和固化剂置于容器中，并进行充分搅拌，得到聚二甲基硅氧烷预聚混合物；

步骤2：将称量后的硅油和高聚物固体颗粒加入步骤1得到的聚二甲基硅氧烷预聚混合物中，进行充分搅拌，得到涂料混合液；

步骤3：将称量后的稀释剂加入步骤2中得到的涂料混合液中，进行充分搅拌，得到稀释涂料混合液；