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    张薇，刘长志，范书群北京宇航系统工程研究所，北京收稿日期：2020年1月21日；录用日期：2020年2月5日；发布日期：2020年2月12日摘要以CZ-5、CZ-7为**的我国新一代低温液体运载火箭，对箭体结构防水、防结冰功能提出了更高要求。通过介绍超疏水现象的原理及应用背景，简述我国运载火箭箭体结构防水、防结冰设计现状，并通过试验研究超疏水涂层对于运载火箭结构的防水、防结冰应用效果及环境适应性，验证了涂层对箭体表面小缝隙具有良好的防水效果，对结冰情况有一定的改善，为研制轻质、高效、多功能的运载火箭箭体结构提出了新的思路。关键词箭体结构，防水，防结冰，超疏水涂层1.引言运载火箭遇水受潮，可能引起电路短路漏电，致使电气系统工作异常，如处理不当，可能导致发射任务无法正常执行，甚至影响成败。我国长征系列运载火箭，箭体结构大多不具备防水功能，或*靠在主要缝隙处粘贴透明胶带，应对发射前数十分钟内可能遇到的短时间雨雪天气。以CZ-5、CZ-7为**的新一代运载火箭，采用液氢、液氧等低温液体推进剂，带来环保、无毒无污染好处的同时，也对箭体结构自身的防水、防结冰能力提出了更高要求。低温推进剂使得箭体表面大部分区域温度很低，加注推进剂时。荷叶的表面就覆盖着不亲水的蜡质，而很多防水面料则会用到聚四氟乙烯之类的材料（就是特氟龙）。江苏不锈钢超疏水防覆冰代理

    对提高结构防水能力有一定作用；4)超疏水材料对箭体结构表面结冰有一定减缓效果，并能使冰层更易脱落，对提高箭体结构防结冰能力有一定效果。超疏水材料可在一次程度上提高运载火箭箭体结构的防水、防结冰能力，但距离工程应用仍有较大距离，需要解决以下关键问题：1)提高耐磨性，使其对各种常见运载火箭箭体结构表面状态具有良好的附着性能；2)简化喷涂工艺，或将材料的超疏水性能与目前运载火箭表面喷涂的漆、防热涂层等相结合，实现简化防水操作的目的；3)针对运载火箭复杂的环境条件以及实际操作、使用需求，超疏水材料需要满足无毒、无污染、成分稳定等要求，并能适应运载火箭高低温、腐蚀、盐雾、霉菌、导电性等环境条件。参考文献[1]Neinhuis,.(1997)CharacterizationandDistributionofWater-Repellent,[2]刘鲜红,郝红,王斌,曹莉.自清洁超疏水涂膜的研究与应用[J].离子交换与吸附,2013,29(4):377-384.[3]杨军,张靖周,郭文,刘华.超疏水表面技术在发动机防冰部件中的应用[J].燃气涡轮试验与研究,2013,26(1):58-62.[4]钱鸿昌,李海扬,张达威.超疏水表面技术在腐蚀防护领域中的研究进展[J].表面技术,2015,44(3):15-24.[5]张德建,刘长松,张容容。贵州防雾超疏水防覆冰供应润湿就水被材料表面吸附的过程。

    引发剂为叔丁基过氧化氢。将该超疏水涂料涂敷于金属表面，经干燥固化即可形成超疏水膜。对比例1将组成为丙烯酸三氟乙酯：固化剂、丙烯酸树脂=20：10：40的涂料涂敷于金属表面，经干燥固化后得到涂料膜。对比例2将组成为式（i）所示的硅烷：固化剂、丙烯酸树脂=25：15：40的涂料涂敷于金属表面，经干燥固化后得到涂料膜。为了衡量本发明的超疏水涂料的超疏水效果和附着稳定性，分别对实施例1-4和对比例1-2的涂料膜进行静态接触角测试和附着强度测试，结果如下表所示。其中，附着稳定性测试参考国家标准gb/t9286-1998的相关规定，测试结果分为0-5六个等级，0表示附着力**优，5表示附着力**差。从上表的测试结果可知，本发明的超疏水涂料膜的超疏水性优良，其涂料膜在基体表面的附着稳定性良好。以上是本发明的超疏水涂料。需要指出的是，本发明所记载的内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的情况下所获得的其他实例均涵盖于本发明的保护范围內。

    因此目前作为疏水改性的含氟碳链一般碳原子数都≥8。但是这些长链的全氟碳链是目前已知的**难降解的有机污染物之一，加工和使用过程中会带来严重的环保压力，有可能造成污染。而且在室外的电气柜上涂覆超疏水涂料后，会在日常使用的风吹日晒环境中，超疏水的性能会逐渐降低，往往一段时间需要重新补涂，造成人力成本和涂料成本的升高。此外，一般超疏水的涂料中由于一般加入疏水改性的气象二氧化硅无机疏水填料，往往会产生掉粉的问题，即涂料的耐磨性也有待提升。**cn公开了一种耐磨超疏水涂料组合物，其为三组分涂料组合物，其中a组分为具有活性基团的超疏水硅藻土分散液，增强了卷纸树脂的亲和力，提高了涂层整体的致密性。所得疏水材料具有良好的耐磨性，在砂纸摩擦多次后仍保持优异的超疏水性能。但是该涂料应用于电气柜，特别是野外电气柜的表面防水，防凝露涂料使用，在高湿度，高盐度的空气氛围中，长时间使用超疏水性能下降较快。无法满足电气柜用涂料的实际需求。**cna公开了一种超疏水石墨烯风电叶片表面防护涂层材料，具有耐候性、耐磨性、优异的附着力、耐腐蚀性。但是使用了价格昂贵的石墨烯类材料，成本高昂，对于电气柜需要大面积施涂的涂料来说。材料分子与水分子之间的相互作用的内聚力大于水分子之间的内聚力时，水分子的能很快在材料表面铺散开来。

    特别是配网电气柜一般暴露在室外，容易受外界气候环境的影响，例如温差变化大的天气、潮湿天气及海洋性气候等均易造成配网电气柜内产生凝露，容易导致电气元器件失灵或烧毁、开关设备跳闸等严重后果。目前，针对上述问题主要是加热和通风除湿，但效果并不***。现有多采用有机硅涂层，大多采用乙烯基有机硅作为树脂，含氢硅油作为交联剂，由于固化温度较高，得到的涂层手感干硬，摩擦力大。**cna是在有机硅组合物中加入了石蜡，石蜡分子渗透出涂层表面可以降低表面粘附力，改善了有机硅涂层的可剥离性。但是加入石蜡后，材料阻燃性变差，不符合电器设备防凝露材料的安全性。而且材料容易氧化变质、颜色变深，甚至发出臭味。在电气柜的壳体涂覆有超疏水的涂料是一种可行的方法，能够有效提高电气柜的使用寿命，增加其运行的安全稳定性。一般超疏水涂料使用氟代的烷基化合物或含氟的硅材料，因为全氟的碳链具有优异的稳定性和疏水能力，***地应用于各种疏水材料，其中研究较多的是具有氟碳链中碳原子数≥8的全氟碳链来提供，刚性的全氟烷基可结晶或形成稳定的液晶结构排列，-cf2基团可紧密堆积在外层表面，获得稳定的，低的表面自由能。疏水涂层可以在环保、工业、医疗等各种你想象不到领域大展身手。陕西防水超疏水防覆冰销售公司

表面微观的粗糙度则决定了亲疏水的强度，表面越粗糙，疏水性的越强。江苏不锈钢超疏水防覆冰代理

    本发明实施例中的“份”若无特别说明，均指质量份。海因环氧树脂采购自武汉远成共创科技有限公司，环氧值。衣康酸基环氧树脂采购自中科院宁波材料眼居所，环氧值为，黏度5000mps。白炭黑采购自瓦克(wacker)，型号为n20，比表面积200m2/g。疏水重钙粉，即硬脂酸改性重钙粉采购自苏州申巴精细化工有限公司，粒度2300目，型号为nm-97，纳米级。制备例含氟丙烯酸基树脂的制备制备例1将120g丙烯酸衍生物单体甲基丙烯酸丁酯，65g丙烯酸-(十一氟戊氧基苯基)乙酯(相当于式i化合物中，n为2，m为4)和5g衣康酸基环氧树脂加入到600ml乙酸乙酯中，加入1g偶氮二异丁腈，在氮气条件下，80℃加热回流条件下搅拌反应15-20小时，反应结束后，反应液中加入500ml甲醇和水(v/v＝4:1)的沉淀剂进沉淀，抽滤，滤液再继续用300ml甲醇和水(v/v＝4:1)的沉淀剂沉淀，合并两次沉淀后，真空干燥研磨，得到含氟丙烯酸基树脂，以下称为含氟树脂1。制备例2操作和条件和制备例1相同，区别在于单体的用量变为150g甲基丙烯酸丁酯，75g丙烯酸-(十一氟戊氧基苯基)乙酯和5g衣康酸基环氧树脂，得到含氟丙烯酸基树脂，以下称为含氟树脂2。制备例3操作和条件和制备例1相同，区别在于单体的用量变为100g甲基丙烯酸丁酯。江苏不锈钢超疏水防覆冰代理

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