技术特点与优势

(1)、本发明利用表面引发‑Cu(0)催化可控自由基聚合接枝疏水聚合物法制备超 疏水防冰膜可以在铜板和基底之间的限域空间内引发单体聚合，具有使用化学溶剂少、聚 合物刷增长速率快、制备工艺简单等优点，达到了优化表面引发聚合工艺的效果；

(2)、本发明利用碳纳米管制备超疏水防冰膜不仅可以构筑有机‑无机复合结构， 明显提高超疏水防冰膜的耐磨性，还可以利用光热转换能力在近红外光的照射下生热达到除冰效果；

(3)、本发明制备的超疏水防冰膜的防冰/除冰效果明显增加；防冰效果主要是由 于超疏水防冰膜的超疏水性能，除冰效果主要是由于碳纳米管的光热转换能力； 

(4)本发明利用碳纳米管与聚二甲基硅氧烷(PDMS)构筑的有机‑无机复合结构明显提高超疏水膜的耐磨性，在1000目砂纸下施加9 .8kPa压力摩擦12米超疏水性能依旧存在。

技术背景

结冰现象会大大阻碍高速公路、飞机、船舶、电力线和电信设备等的正常运行。目 前，除冰方法主要包括物理和化学除冰法，但二者均会带来大量的能量和资源消耗。在过去 几年中，受生物材料表面超润湿性的启发，超疏水表面的防冰性能得到越来越多的科学家 们的关注。由于超疏水表面上接触角值越大，表面上的液滴与固体表面的接触面积便越小。 因此在超疏水表面上的液滴与基底表面的传热效果相较于普通表面更差，结冰时间得到延 缓，实现优异的防冰效果。

然而，超疏水材料作为防冰材料也有一些缺点。在低温高湿环境中，大量冷凝水会 破坏超疏水表面的疏水性。表面上的冷凝水冻结后，冰往往与超疏水表面形成机械联锁结 构，超疏水表面被钉在冰的表面上，以提高冰在表面上的粘附强度。因此，在除冰过程中，超 疏水表面的结构被破坏，从而影响长期耐久性。

另外，表面引发疏水单体聚合接枝疏水聚合物方法是一种常用的制备超疏水材料 的方法。但现有表面引发聚合技术在制备超疏水材料时存在以下缺点：1、利用传统的表面 引发‑原子转移自由基聚合方法接枝疏水聚合物法所制备的超疏水膜机械性能较差，不利 于长期使用，这可能是由于聚合物PFMA较差的机械强度导致的。2、在表面引发‑原子转移自 由基聚合工艺过程中，需要大量的溶剂和铜盐，容易造成资源的浪费和环境的污染，而且聚 合过程必须在无氧条件下进行，反应条件较为苛刻。

典型实施例

实施例1

在三口烧瓶中加入0 .1g氨基化碳纳米管，40mL DMF和3mL三乙胺，搅拌均匀后浸入 冰水浴中，并滴加6mL 2‑溴异丁酰溴。滴加结束后，在冰水浴下反应24h，然后将反应溶液倒 入布氏漏斗中抽滤出黑色粉末，并用乙醇洗涤3次，室温下烘干，最终得到溴化碳纳米管。

首先将PDMS预聚物(其中，PDMS前驱体和固化剂按重量比10:1混合)均匀涂覆在 65mm×25mm的石英板上，涂覆厚度为50μm，并放置在70℃加热板上。30min后待石英板上 PDMS预聚物失去流动性但表面依旧发粘时，将50mg溴化碳纳米管均匀涂敷在PDMS表面，然 后移入80℃烘箱中继续固化3h后取出，脱模得到表面粘附溴化碳纳米管的PDMS膜。如图1所 示，将DMF、FMA、PMDETA按照体积比为1:0 .05:0 .02配制成反应溶液，备用；然后将65mm× 25mm的PDMS膜平放在玻璃板上，在其表面滴10μL反应溶液，然后盖上铜板，铜板与溴化PDMS 膜之间的距离通过垫片调节至0 .5mm。静置30min后，将改性的PDMS膜放入DMF中洗涤三次， 最后室温干燥得到超疏水防冰膜。如图1所示。

超疏水防冰膜在1000目砂纸下施加9 .8kPa压力摩擦12米接触角依旧保持在161°； 在近红外光照射60s下可将超疏水防冰膜表面冰融化。