【正文】 85. 91988. 2 上海交通大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系高分子材料專業(yè) 獲工學(xué)碩士學(xué)位 2020. 22020. 8 上海大學(xué)材料學(xué)專業(yè) 獲博士學(xué)位 1988. 2 執(zhí)教于上?？茖W(xué)技術(shù)大學(xué)、現(xiàn)上海大學(xué) 材料學(xué)院 高分子材料系。 ⑥ 資料、印刷費(fèi) ： 5萬(wàn) 元。 ② 能源費(fèi)： 10萬(wàn)元 ——每年約 4萬(wàn)元，共計(jì) 10萬(wàn)元。 人員 費(fèi)： ——① 研究人員 ：包括高級(jí)研究人員 4人，每人年工作時(shí)間 8個(gè)月，工作時(shí)間總計(jì) 80個(gè)月，按每人每月勞務(wù)補(bǔ)貼 ，共約 4萬(wàn)元；中級(jí)研究人員 4人，每人年工作時(shí)間 6個(gè)月，工作時(shí)間總計(jì) 60個(gè)月，按每人每月勞務(wù)補(bǔ)貼約 萬(wàn)元計(jì)算，共約 ；研究生 6人，總計(jì) 工作時(shí)間約 108個(gè)月，按每人每月勞務(wù)補(bǔ)貼 ，共約 。（室溫、5℃ ） ≥120 ≥120 17 滾動(dòng)角， 176。2） ℃ ， 4h 外觀 沖擊性， cm 附著力（劃格法），級(jí) 允許輕微變色 ≥50 1 允許輕微變色 ≥50 1 9 耐水性（ 23177。 前期產(chǎn)品已與南京十四所進(jìn)行了多次洽談，有望在雷達(dá)罩上進(jìn)行噴涂 5. 任務(wù)總 要求指標(biāo)與可達(dá)到的具體技術(shù)指標(biāo)對(duì)比 （ 1）技術(shù)參數(shù)對(duì)比 表 1 是任務(wù)總要求指標(biāo)與可達(dá)到的具體技術(shù)指標(biāo)對(duì)比。一般涂料中添加納米粉體時(shí)，由于 基體與納米顆粒 間靠分子間 作用 力 相 結(jié)合，相互作用較弱，因此， 若在涂層 表面形成凹凸結(jié)構(gòu) ，滿足 了 荷葉效應(yīng)卻 經(jīng)不起碰擦，容易粉化而剝落 ，表面力學(xué)性能較差；反之，若提高表面力學(xué)性能，則表面 又變得 平整，起不到疏水抗冰性能，失去了作為抗冰涂料的意義。解 決措施：采用物理 、 化學(xué)原理 來(lái)制備抗冰添加劑 ， 并 通過(guò)分子設(shè)計(jì)，在基體樹(shù)脂與抗冰添加劑間搭橋，保證添加劑與基體樹(shù)脂間具有較強(qiáng)的相互作用力，從而 使制得的抗冰涂料 既具有優(yōu)異的抗冰能力， 又具有 優(yōu)良的力學(xué)性能。 （ 5）性能 測(cè)試 ： 采用一系列分析測(cè)試手段， 對(duì)涂料的化學(xué)結(jié)構(gòu)、表面形貌、力學(xué)性能、抗冰性能進(jìn)行表征和測(cè)試，提供完全滿足要求的產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)。重點(diǎn)在于 通過(guò)物理 、 化學(xué)基本原理 對(duì)抗冰添加劑 進(jìn)行表面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制備具有微納 米 復(fù)合結(jié)構(gòu)的改性 型抗冰 添加劑，使之在 涂料基體 樹(shù)脂中形成微觀相分離結(jié)構(gòu)，構(gòu)造表面微凹凸形貌，制造仿荷葉效應(yīng)表面，從而提高水在其表面的接觸角，降低滾動(dòng)角。 具體的技術(shù)路線和方案如下： 1. 技術(shù)路線 通過(guò)物理 、 化學(xué)基本原理進(jìn)行涂料分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和體系配方設(shè)計(jì)，制備相應(yīng)的智能型抗冰涂料體系，并優(yōu)化施工工藝。在這些突起間的凹陷部份充滿著空氣，從而使葉面表面布滿了空氣層。 除了通過(guò)材料選擇來(lái)達(dá)到防冰效果外，表面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是一種很有效的方法。 目前，在該研究方向 具有代表性 的 科技公司為 Cape cod research Lab, Seashell technology LLC 和 NuSil Technology 三家。此外，教授帶領(lǐng)的研究生將以本項(xiàng)目為主要科研方向，其中冉明浩、楊呈夏等人將全力 從事本項(xiàng)目的研究。 此外，波 平公司和克日電子公司也擁有先進(jìn)的涂料噴涂裝置以及相關(guān)設(shè)備，為產(chǎn)品涂料的放大試驗(yàn)提供了保障 。 b. 生產(chǎn)條件 ： 克日電子公司建有年產(chǎn)？？？萬(wàn)噸的涂料生產(chǎn)廠，為抗冰涂料的生產(chǎn)提供了重要的保障。 （ 2）優(yōu)勢(shì)：產(chǎn)學(xué)研 服務(wù) 一體化的優(yōu)勢(shì)。 通過(guò) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 我們已制備了和涂層有良好的相容性 和 良好 分散性的特種 抗冰添加劑 SiO2。的超疏水抗冰涂層，還需要進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 在抗冰涂料 基體樹(shù)脂 方面， 我們發(fā)現(xiàn)無(wú)論是 采用 含氟 樹(shù)脂 還是含硅樹(shù)脂，或者既含氟又含硅的樹(shù)脂，都無(wú)法獲得高接觸角、低滾動(dòng)角的涂層 （如圖所示），大量的 文獻(xiàn) 資料 數(shù)據(jù)也給出了相似的結(jié)果 ， 其中氟樹(shù)脂 可達(dá)到的 最高接觸角 僅為 122176。 一、承擔(dān)單位的能力概述 1. 承擔(dān)單位的基本情況 南大波平： 上海大學(xué)： 2. 在所從事領(lǐng)域承擔(dān)的主要科研及建設(shè)項(xiàng)目完成情況 南大波平： 上海大學(xué)： 本項(xiàng)目承擔(dān)單位上海大學(xué)具有跨學(xué)科的納米研究中心，在各種納米粉體制備和結(jié)構(gòu)表征、納米復(fù)合材料研制和超微結(jié)構(gòu)測(cè)試等方面獲得一批科研成果，已建立完備的實(shí)驗(yàn)條件，對(duì)本項(xiàng)目開(kāi)展十分有利，例如，已具備提供該申請(qǐng)項(xiàng)目中所需要的納米氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯微粒和鎢酸鋯粉體等增 強(qiáng)改性劑粉體材料的條件。 1 注意事項(xiàng)： 1. 采用現(xiàn)成蒙皮涂料進(jìn)行改進(jìn)； 2. 現(xiàn)成蒙皮涂料來(lái)源：（ 1）燈塔（ 2）上涂所，對(duì)比各自產(chǎn)品的性能指標(biāo)，是否符合軍標(biāo)； 3. 多強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)，如 14所、 4. 附：上涂所 STL7770底面漆系統(tǒng)概述 STL77701防腐蝕底漆（ BMS1079）： 漆基： 環(huán)氧 為主 的黃綠色的粘稠液體 ；固化劑：聚酰胺樹(shù)脂為主 的淺棕黃色液體 ；稀釋劑：多種溶劑混合 的無(wú)色透明液體。 I型為一般常用的磁漆； II型為高柔韌性的磁漆，用于飛機(jī)特殊部位。 3. 具備的能力、優(yōu)勢(shì) （ 1）能力： 項(xiàng)目組 綜合了 三方面資源，在 資料 調(diào)研 的能力 (分析國(guó)際最新趨勢(shì)的能力 )、產(chǎn)品研究的能力、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的能力和 產(chǎn)品生產(chǎn)的能力 方面具有相當(dāng)強(qiáng)的綜合實(shí)力，可以保證項(xiàng)目的順利進(jìn)行 ； 項(xiàng)目組 前期工作 已 有了很好的 積累 ，為本 項(xiàng)目的開(kāi)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。、 滾動(dòng)角低于 10176。（如圖 2所示） 環(huán)氧涂層 有機(jī)硅改性涂層 圖 2 改性前后 環(huán)氧 涂層接觸角的變化 此外，不僅要對(duì) 基體 樹(shù)脂進(jìn)行適當(dāng)?shù)母男?，還需要 通過(guò) 抗冰助劑 的 設(shè)計(jì) 研究，使得涂料獲得優(yōu)異的整體超疏水結(jié)構(gòu) 。因此， 通 過(guò)對(duì)蒙皮涂料的改進(jìn)型設(shè)計(jì)，可以大大簡(jiǎn)化涂料的施工工藝，同時(shí)優(yōu)化 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ，且 無(wú)需在原蒙皮涂層之上再涂覆 抗冰涂料， 便捷、有效。在涂料方面， 上海大學(xué) 高分子 材料系 于 1982年起舉辦全國(guó)涂料技術(shù)培訓(xùn)班，為全國(guó)涂料行業(yè)培養(yǎng)了數(shù)以千計(jì)的優(yōu)秀涂料人才 ；與阿克蘇 .諾貝爾化學(xué)、 巴斯夫、天津燈塔、北京紅獅、常州涂料所、上海涂料公司等國(guó)內(nèi)外知名 涂料企業(yè)有良好的合作關(guān)系，為該項(xiàng)目的順利完成提供了各方面的資源；上海大學(xué)在涂料研究方面具有深厚的底蘊(yùn) ， 具有雄厚 的 創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)，包括師資隊(duì)伍、研究人才、創(chuàng)新理念和創(chuàng)新能力，并已 建立了相關(guān) 的 合成 研究實(shí)驗(yàn)室，具有優(yōu)良的研究條件； 二是建立了相關(guān)性能測(cè)試的實(shí)驗(yàn)室，學(xué)校給予了硬件和軟件兩方面的支持。 b. 條件保障 ： 上海大學(xué)擁有先進(jìn)的分析測(cè)試平臺(tái)， 能夠進(jìn)行涂料的結(jié)構(gòu)表征、表面形貌觀察、界面性能分析以及力學(xué)性能測(cè)試等，為 涂料 產(chǎn)品的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了有效的 表征 手段和 分析 依據(jù) 。合作單位的 相關(guān)技術(shù)人員也同樣將本項(xiàng)目的研發(fā)作為今后一段時(shí)間工作的首要任務(wù)。因此，國(guó)外研究機(jī)構(gòu)都朝著第一類方向努力。從這些 研究方向和成果 來(lái)看，國(guó)外防冰涂料都是以有機(jī)硅樹(shù)脂為主，利用 有機(jī)硅的優(yōu)異的化學(xué)、物理性能從而實(shí)現(xiàn)防冰效果。而每個(gè)乳突上又有許多直徑為 200納米左右的突起。 因此，運(yùn)用仿生學(xué)原理，本項(xiàng)目 根據(jù)荷葉表面 具有 的 復(fù)雜多重納米和微米級(jí)的超微 凹凸 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 來(lái) 設(shè)計(jì)智能抗冰涂料 體系， 可獲得性能卓越的抗冰涂料， 在滿足涂料表面力學(xué)性能的同時(shí)，達(dá)到超疏水性能。 （ 2） 主要 添加劑的 制備 ： 僅靠基體樹(shù)脂單方面的作用難以達(dá)到很好的抗冰效果，應(yīng) 在 基體樹(shù)脂改性的 基礎(chǔ)上， 添加 納米二氧化硅 等抗冰助 劑 。 （ 4）施工工藝參數(shù)的選擇與優(yōu)化 ： 涂料的施工方法和技術(shù)對(duì)涂料的最終性能有著不可忽視的影響， 針對(duì)本課題組獨(dú)特的涂料體系 ，結(jié)合底漆、面漆的特點(diǎn)，在保證涂層性能的前提下尋找方便高效的施 工 工 藝 條件 ， 改進(jìn)溶劑組成，調(diào)節(jié)涂料黏度與固含量， 并針對(duì)其在無(wú)人機(jī)上應(yīng)用的特點(diǎn)，優(yōu)化施工工藝參數(shù)。 3. 技術(shù)關(guān)鍵及解決措施 本項(xiàng)目的核心技術(shù)或稱技術(shù)關(guān)鍵就在于 微觀凹凸表面形貌的構(gòu)筑 。 科學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)， 荷葉效應(yīng)的關(guān)鍵是表面凹凸結(jié)構(gòu)。 我們通過(guò) 化學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在涂層與微納顆粒間通過(guò)化學(xué)結(jié)合形成表面凹凸結(jié)構(gòu)，克服一般涂料的缺陷，形成既滿足表面抗冰作用，又滿足相應(yīng)的表面力學(xué)性能的特種抗冰涂料 ，性能滿足美軍標(biāo) MILC83286和 MILC85285。2） ℃ ，4h 漆膜不開(kāi)裂，不剝落 漆膜不開(kāi)裂，不剝落 8 耐熱性（ 120177。2） ℃ ， 24h 外觀 附著力 漆膜不起皺、不起泡、不剝落，允許輕微失光 1 漆膜不起皺、不起泡、不剝落，允許輕微失光 1 13 耐人工加速老化， 1000h 粉化，級(jí) 開(kāi)裂，級(jí) 0 0 0 0 14 與蒙皮面漆配套性 無(wú)咬起，膠帶附著力≤1級(jí) 無(wú)咬起，膠帶附著力≤1級(jí) 8 15 與冰層的結(jié)合力 剪切強(qiáng)度降低， % 拉脫強(qiáng)度降低， % ≥95 ≥95 ≥95 ≥95 16 水接觸角， 176