摘要
减阻是海上航行领域悠久的话题，在船舶表面涂覆减阻涂层能够实现减阻目标并且提高能源的利用率。本文通过SEM、AFM、FTIR、TG等分析测试手段对制备的改性二氧化硅颗粒以及疏水SiO2氟硅涂层进行分析表征，同时采用接触角测量仪、旋转圆盘测试装置等对样品涂层的浸润性以及减阻等性能进行了探究与分析。 采用传统st?ber法制备亲水SiO2颗粒，用十三氟辛基三乙氧基硅烷对SiO2改性，将制备成功的疏水SiO2与氟硅树脂(HLR-Si)按照一定比例制备SiO2氟硅涂层，采用一步喷涂沉积法将疏水SiO2、HLR-Si和溶剂的混合液喷涂在测试样板上，获得疏水涂层。SEM、AFM和接触角测量仪的测试结果表明涂层表面粗糙度随SiO2加入量的增加而增大，当加入量为25wt.％时，SiO2氟硅涂层表面具有明显的山脊状结构，且水接触角高达163°，滚动角为1.8°;旋转圆盘测试说明超疏水SiO2氟硅涂层在200rpm以下具有较好的减阻性能，在转速为90rpm时减阻率最大，其值为23.4％;并利用人工补气法验证了超疏水涂层表面能够捕捉空气膜，形成固气液接触模式，从而实现减阻。 利用硅油对已经制备好的水接触角为96°、123°、136°、152°、163°的SiO2氟硅涂层进行浸泡处理。五种硅油超滑涂层的保持率和储存量测试表明，163°基底涂层浸泡硅油后润滑油的保持率和储存量最大，分别为16％和24mg/cm2;通过SEM测试可知，基底涂层水接触角越大，表面亲油性越好;减阻测试表明Slips-5(超滑涂层5)在600rpm以下具有较好的减阻性能，在转速为90rpm时减阻率最大，其值为27.6％,与超疏水涂层相比，减阻性能更优异。 利用全氟聚醚润滑油(PFPE)对已经制备好的水接触角为96°、123°、136°、152°、163°的SiO2氟硅涂层进行浸泡处理。五种PFPE超滑涂层的保持率和储存量测试表明，163°基底涂层浸泡PFPE后润滑油的保持率和储存量最大，分别为22％和18.1mg/cm2,通过SEM测试可知，PFPE基本全部浸润表面，可以直接观察到基底涂层表面的微观结构，旋转圆盘测试表明Slips-10在测试范围0-1000rpm转速均具有较好的减阻性能，相比于超疏水涂层和硅油处理的涂层减阻效果具有明显的提升。
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