CN115232560A

CN115232560A - 一种室温自干型超疏水防冰涂料及其制备方法

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Publication number: CN115232560A
Application number: CN202210961949.2A
Authority: CN
Inventors: 伍席文; 王泽科; 夏朝湘; 胡超波; 金钊
Original assignee: Guodian Power Hunan Langshan Wind Power Development Co ltd
Current assignee: Guodian Power Hunan Langshan Wind Power Development Co ltd
Priority date: 2022-08-11
Filing date: 2022-08-11
Publication date: 2022-10-25
Anticipated expiration: 2042-08-11
Also published as: CN115232560B

Abstract

本发明属于超疏水防冰涂料领域，具体公开了一种室温自干型超疏水防冰涂料及其制备方法，原料组成为：100份有机无机硅溶胶、20‑50份氟改性SiO₂气凝胶、10‑15份硬脂酸钙、20‑40份疏水硅树脂、15‑25份聚四氟乙烯蜡粉、30‑65份乙醇和35‑70份乙酸丁酯。有机无机硅溶胶由正硅酸乙酯、多孔无机粒子、甲基三甲氧基硅烷等有机硅烷单体，在氨水催化下，经化学计量水解、缩聚反应制得；本发明通过原位聚合反应，将多孔无机粒子与聚硅烷连接形成有机无机复合结构，使其能与微纳米颗粒形成稳定的粗糙结构，满足超疏水防冰涂层的性能要求，还能在室温下吸收湿气而缩聚固化，无需引入外加交联剂，涂层结构更加均匀。

Description

一种室温自干型超疏水防冰涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于材料表面工程技术领域，具体涉及一种室温自干型超疏水防冰涂料及其制备方法。

背景技术

空气中的水蒸气接触固体表面时，可在固体表面张力及固-液间氢键的作用下，在固体表面润湿、铺展，并借助毛细管效应深入固体材料内部。当周围环境低于冰点时，水分子液膜结晶膨胀，遮盖原有固体表面形成覆冰层。覆冰层更强的氢键效应，加速了水汽在冰面的润湿和结晶，上述过程不断循环，最终形成严重的覆冰、挂冰现象。寒潮天气中的设备覆冰现象，严重干扰了国民经济尤其是电力系统的正常运行。输电系统中覆冰增加了输电塔和输电线的负荷，导致线路断裂和设备倒塌。发电系统中，随着我国能源结构调整的进一步深化，以风能为代表的可再生能源所占比重不断提高，风机叶片表面冬季覆冰的问题也日渐突出。风机叶片表面覆冰后可导致一系列问题：(1)降低叶片升力系数，增加叶片阻力系数，导致发电量降低；(2)机组的不平衡载荷增大，降低风机的零部件寿命；(3)引起风机叶片颤振，甚至引起整机的共振，导致机组倒塌；(4)覆冰的融化后，冰块随高速叶片甩出形成安全隐患。

针对覆冰问题的解决手段主要有：(1)涂覆低冰点防冰液；(2)热空气循环或电加热除冰；(3)机械除冰或气囊除冰；(4)疏水涂层防冰。上述方法中前三者均未改变水汽在基材表面的润湿状态，难以从根本上改变覆冰问题。通过涂覆疏水涂层，主动改变水的润湿状态，削弱水及冰的附着强度，是长效解决设备表面结冰问题的主要手段。根据Cassie-Baxter理论模型，涂层疏水性的实现，必须同时满足低表面能和高微观粗糙度两个条件。当涂层表面形成具有低表面能的固-液-气三相复合界面，可使水滴呈现静态接触角大于150°且动态滚动角小于10°的特殊润湿状态。目前，已有大量工作着力实现上述目标。

中国专利公开号CN113913087A公开了一种常温固化耐磨防腐超疏水涂层的制备方法，该方法以环氧树脂为涂料成膜物，气凝胶和氟硅烷改性的多壁碳纳米管为微观粗糙结构，制备的超疏水涂层静态水接触角为169°。中国专利公开号CN110607100A公开了一种超疏水涂料及其制备方法，该方法以环氧树脂-氟改性固化剂为成膜物，氟硅烷FAS-17为低表面能物质，氧化锌和聚四氟乙烯粉末为微观粗糙结构，制备的涂层固化后二次浸入硬脂酸溶液中，形成超疏水涂层，涂层静态水接触角为152°。中国专利公开号CN 110804395A公开了一种防覆冰涂料、防覆冰材料及其制备方法，该方法以正硅酸乙酯或丙烯酸树脂为成膜物，长氟碳链硅烷为疏水改性剂，碳化硅和疏水型气相SiO₂为粗糙结构，制备的超疏水涂层静态水接触角为157°。中国专利公开号CN104212339A公开了一种有机硅防覆冰涂料及其制备方法和应用，该方法以可交联的硅油为成膜物，非挥发性氟硅油为低表面能物质，硅藻土和活性氧化铝等为粗糙结构，该工艺制备的涂层虽然不具有超疏水特性，但是涂层中的非挥发性氟硅油可作为冰层的润滑剂，降低冰在涂层表面的附着强度。

上述都是直接将树脂与颗粒物共混制备超疏水涂层，微纳米颗粒之间的机械强度完全依赖于成膜物的黏合作用。成膜物过少时，由于表面张力和润湿性的差异，颗粒物之间只能形成松散的堆积结构，极易受到机械外力的破坏；成膜物过多时，自身的流平性又会填满颗粒物之间的空隙，破坏微观粗糙结构，导致涂层失去超疏水性。

为解决这一矛盾，现有技术采用多层涂装，或成膜物-微纳米颗粒分层涂装的方式，削弱成膜物流平性对超疏水结构的负面影响，存在工艺复杂、成膜物对低表面微纳米颗粒润湿性差、涂层结构脆弱等诸多缺陷。现有技术亦有利用原位聚合反应，在酸性催化条件下，将无机粒子与聚硅烷连接形成有机无机复合结构的方法，但该结构中的烷氧基已完全水解，酸性体系下的Si-OH需要高温烘烤方可缩聚，同时存在成膜性差、涂装后仅能形成颗粒堆积体，粗糙结构不均匀，涂层机械结构强度不足等问题。因此现有技术无法同时满足涂层结构强度与表面超疏水性的技术要求。

发明内容

解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明以化学计量水解法制备的室温自干型有机无机硅溶胶为成膜物，可通过Si-O-Si键和Si-OH键充分润湿SiO₂气凝胶颗粒表面，实现成膜物-颗粒的均匀分布状态。在制备的有机无机硅溶胶结构中保留有部分未水解的烷氧基，成膜时可吸收周围环境的湿气二次水解、缩聚形成质地坚硬的硅质涂层。相比于聚二甲基硅氧烷类成膜物(如Dow Corning 184)，该技术无需使用昂贵的铂络合物为催化剂，具有显著的成本优势。另一方面，通过将多孔无机粒子以原位缩聚的方式接入硅溶胶分子链中形成复合结构，成膜时多孔无机粒子可镶嵌于SiO₂气凝胶间隙，形成堆积空隙，减少流平过程对超疏水结构的破坏，涂层结构更加均匀。

因此本发明通过原位聚合反应，通过将多孔无机粒子与聚硅烷连接形成有机无机复合结构，使其能均匀分散并稳定附着在微纳米气凝胶颗粒表面，从而一步构造具有稳定粗糙结构的低表面能涂层，具有良好的超疏水防冰性能。以及利用有机无机硅溶胶结构中保留有部分未水解的烷氧基实现室温自干固化，无需引入异氰酸酯或聚酰胺等亲水结构，结构更加均匀和稳定。

技术方案：一种室温自干型超疏水防冰涂料，原料按质量份配比组成如下：100份有机无机硅溶胶、20-50份氟改性SiO₂气凝胶、10-15份硬脂酸钙、20-40份疏水硅树脂、15-25份聚四氟乙烯蜡粉、30-65份乙醇和35-70份乙酸丁酯组成；

其中，有机无机硅溶胶是由正硅酸乙酯、多孔无机粒子、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、长氟碳链硅烷、乙醇，在氨水催化下，经化学计量水解、缩聚反应制得，所制得的有机无机硅溶胶结构中保留的烷氧基摩尔数为原料中各硅烷的烷氧基摩尔数总和的20～40％；作为优选，所制得的有机无机硅溶胶结构中保留的烷氧基摩尔数为原料中各硅烷的烷氧基摩尔数总和的30％。

作为优选，有机无机硅溶胶原料中的正硅酸乙酯、多孔无机粒子、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、长氟碳链硅烷和乙醇的质量比例为1：(0.05～0.15)：(0.1～0.2)：(0.15～0.25)：(0.1～0.3)：(0.2～0.5)：(2～5)。

本发明将四官能度、二官能度、三官能度硅烷进行复配反应，有利于减小Si-OH自身缩聚和与无机粒子表面-OH反应时的空间位阻，有利于提高微观粗糙结构的机械稳定性。且通过硅烷比例的调配和硅氧烷结构的化学计量水解，可使得涂层在室温下固化成膜。

作为优选，多孔无机粒子为赢创AEROSIL A200、凹凸棒土和膨润土中的至少一种。选择的多孔无机粒子经超声波分散，可形成具有触变效应的胶体，以其堆积结构为骨架进行原位缩聚接枝硅溶胶才能形成具有稳定微观粗糙度的涂层。

作为优选，长氟碳链硅烷为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷中的至少一种。

作为优选，疏水硅树脂为陶熙DOWSIL MQ-1600、陶熙DOWSIL FA 4001CM、瓦克SILRES REN 50中的至少一种。

其中氟改性SiO₂气凝胶由SiO₂气凝胶、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷，在正己烷中反应制得。

作为优选，氟改性SiO₂气凝胶，其原料中的SiO₂气凝胶、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷、正己烷的质量比例为1：(0.1～0.3)：(10～20)。

作为优选，SiO₂气凝胶的粒径≤5微米，比表面积为400-700平方米/克。

上述的室温自干型超疏水防冰涂料的制备方法，步骤如下：

(1)有机无机硅溶胶的制备：在反应釜中加入正硅酸乙酯、多孔无机粒子、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、长氟碳链硅烷和乙醇，750W功率超声波分散0.5小时后，用氨水调节体系pH值至8，升温至40-60℃，缓慢滴加去离子水进行水解、缩聚反应，反应进程由加水量控制，当原料中各硅烷的烷氧基摩尔数总和的70％发生水解时，停止加水，保温反应48小时，冷却至室温即可；

(2)氟改性SiO₂气凝胶的制备：在反应釜中加入SiO₂气凝胶、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷和正己烷，室温反应48小时，80℃干燥至恒重即可；

(3)室温自干型超疏水防冰涂料的制备：将有机无机硅溶胶、氟改性SiO₂气凝胶、硬脂酸钙、疏水硅树脂、聚四氟乙烯蜡粉、乙醇和乙酸丁酯，置于砂磨机中分散至细度小于10微米，出料即得到室温自干型超疏水防冰涂料。

有益效果：

(1)通过化学计量水解法和硅烷空间结构调配制备的有机无机硅溶胶，利用结构中保留的烷氧基，室温下吸收湿气而缩聚固化，无需引入外加交联剂，无需引入异氰酸酯或聚酰胺等亲水结构，涂层结构更加均匀；通过将多孔无机粒子以原位缩聚的方式接入硅溶胶分子链中，可借助颗粒的堆积性，减弱硅溶胶的流平效应对超疏水结构的破坏。

(2)SiO₂气凝胶具有极高的孔隙率和比表面积，有利于引入Cassie-Baxter模型中的气相界面，提升微纳米粗糙结构的稳定性；SiO₂气凝胶质地较脆，引入疏水硅树脂可对其进行结构补强；通过1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷进行表面改性，引入具有低表面能的长氟碳链，有利提升颗粒的疏水性，降低冰层的附着强度。

(3)引入聚四氟乙烯蜡粉和硬脂酸钙作为粗糙结构的补充，可在降低涂层表面张力的同时，提升涂层的滑爽性和耐磨性。

附图说明

图1为实施例1制备涂层的SEM扫描电镜图；

图2为对比例1制备涂层的SEM扫描电镜图；

图3为对比例2制备涂层的SEM扫描电镜图；

图4为实施例1制备涂层的静态水接触角图片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。实施例和对比例中使用的气凝胶采购自中化学华陆新材料有限公司；1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷和1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷采购自南京全希化工有限公司；聚四氟乙烯蜡粉采购自路博润(Lubrizol)，牌号为Lanco 1799；硬脂酸钙、凹凸棒土和膨润土采购自山东昌耀新材料有限公司；正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、氨水、乙醇和乙酸丁酯均为市售分析纯试剂。

实施例1

有机无机硅溶胶的制备：在反应釜中加入100kg正硅酸乙酯、8kg赢创AEROSILA200、2kg凹凸棒土、15kg甲基三甲氧基硅烷、20kg二甲基二乙氧基硅烷、20kg二苯基二乙氧基硅烷、20kg 1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷、15kg 1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、350kg乙醇，750W功率超声波分散0.5小时后，用氨水调节体系pH值至8，升温至40-60℃，缓慢滴加去离子水进行水解、缩聚反应，当原料中各硅烷的烷氧基摩尔数总和的70％发生水解时，停止加水，保温反应48小时，冷却至室温即可；

氟改性SiO₂气凝胶的制备：在反应釜中加入100kg SiO₂气凝胶、20kg 1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷和1500kg正己烷，室温反应48小时，80℃干燥至恒重即可；

室温自干型超疏水防冰涂料的制备：将100kg有机无机硅溶胶、35kg氟改性SiO₂气凝胶、12kg硬脂酸钙、10kg陶熙DOWSIL MQ-1600、20kg瓦克SILRES REN 50、20kg聚四氟乙烯蜡粉、45kg乙醇和55kg乙酸丁酯，置于砂磨机中分散至细度小于10微米，出料即得到室温自干型超疏水防冰涂料。

实施例1中，不同硅烷水解度对硅溶胶性能的影响见表1。

表1硅烷水解度对硅溶胶的影响

由表1可知，硅烷水解度＜60％时无法固化，水解度＞80％时因过度缩聚而凝胶。硅烷水解度过低，缩聚物分子量小，大量烷氧基在成膜过程中水解和缩聚，导致涂层表干时间延长，涂层硬度下降；硅烷水解度过高，缩聚物分子量过大，超过溶剂承载能力而析出。故选择硅烷水解度为70％。

对比例1

将涂料的成膜物由自制的有机无机硅溶胶更改为Dow Corning 184聚二甲基硅氧烷；

室温自干型超疏水防冰涂料的制备：将100kg Dow Corning 184、35kg氟改性SiO₂气凝胶、12kg硬脂酸钙、10kg陶熙DOWSIL MQ-1600、20kg瓦克SILRES REN 50、20kg聚四氟乙烯蜡粉、45kg乙醇和55kg乙酸丁酯，置于砂磨机中分散至细度小于10微米，出料得到对比涂料-1。

对比例2

将配方中的氟改性SiO₂气凝胶更改为赢创AEROSIL R972疏水型气相二氧化硅；

室温自干型超疏水防冰涂料的制备：将100kg有机无机硅溶胶、35kg赢创AEROSILR972、12kg硬脂酸钙、10kg陶熙DOWSIL MQ-1600、20kg瓦克SILRES REN 50、20kg聚四氟乙烯蜡粉、45kg乙醇和55kg乙酸丁酯，置于砂磨机中分散至细度小于10微米，出料即得到对比涂料-2。

实施例2

有机无机硅溶胶的制备：在反应釜中加入100kg正硅酸乙酯、4kg赢创AEROSILA200、1kg膨润土、10kg甲基三甲氧基硅烷、15kg二甲基二乙氧基硅烷、10kg二苯基二乙氧基硅烷、10kg 1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、10kg 1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷、200kg乙醇，750W功率超声波分散0.5小时后，用氨水调节体系pH值至8，升温至40-60℃，缓慢滴加去离子水进行水解、缩聚反应，当原料中各硅烷的烷氧基摩尔数总和的70％发生水解时，停止加水，保温反应48小时，冷却至室温即可；

氟改性SiO₂气凝胶的制备：在反应釜中加入100kg SiO₂气凝胶、10kg 1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷和1000kg正己烷，室温反应48小时，80℃干燥至恒重即可；

室温自干型超疏水防冰涂料的制备：将100kg有机无机硅溶胶、20kg氟改性SiO₂气凝胶、10kg硬脂酸钙、10kg陶熙DOWSIL FA 4001CM、10kg瓦克SILRES REN 50、15kg聚四氟乙烯蜡粉、30kg乙醇和35kg乙酸丁酯，置于砂磨机中分散至细度小于10微米，出料即得到室温自干型超疏水防冰涂料。

实施例3

有机无机硅溶胶的制备：在反应釜中加入100kg正硅酸乙酯、10kg膨润土、5kg凹凸棒土、20kg甲基三甲氧基硅烷、25kg二甲基二乙氧基硅烷、30kg二苯基二乙氧基硅烷、30kg1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷、20kg 1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷、500kg乙醇，750W功率超声波分散0.5小时后，用氨水调节体系pH值至8，升温至40-60℃，缓慢滴加去离子水进行水解、缩聚反应，当原料中各硅烷的烷氧基摩尔数总和的70％发生水解时，停止加水，保温反应48小时，冷却至室温即可；

氟改性SiO₂气凝胶的制备：在反应釜中加入100kg SiO₂气凝胶、30kg 1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷和2000kg正己烷，室温反应48小时，80℃干燥至恒重即可；

室温自干型超疏水防冰涂料的制备：将100kg有机无机硅溶胶、50kg氟改性SiO₂气凝胶、15kg硬脂酸钙、15kg陶熙DOWSIL MQ-1600、25kg陶熙DOWSIL FA 4001CM、25kg聚四氟乙烯蜡粉、65kg乙醇和70kg乙酸丁酯，置于砂磨机中分散至细度小于10微米，出料即得到室温自干型超疏水防冰涂料。

将厚度为5mm的3240环氧树脂板裁切成100mm(长)×100mm(宽)的试板，2000目砂纸打磨平整后，乙醇清洗并干燥。将以上各实施例及对比例制得的涂料，喷涂于3240环氧试板表面，涂层厚度为30-50微米，室温干燥7天后进行性能测试，测试方法如下：

(1)表面形貌

通过蔡司SUPRA-55场反射扫面电镜(SEM)观察涂层的表面形貌。

(2)疏水性

通过DSA100接触角测量仪(德国克吕士科学仪器有限公司)测量涂层的水接触角和滚动角。

(3)冰黏附强度

在-10℃环境下，对中空聚四氟乙烯模具内的去离子水进行冻结，冰柱形成后在其表面沾取0℃的去离子水膜，将水膜界面与涂层试板复合，-10℃冷冻5小时后，使用剪切力测试装置测量冰柱与试板分离的剪切力，根据剪切力和冰柱截面积计算冰黏附强度。

(4)机械性能

分别参考GB/T 6739-1996《涂膜硬度测试法》和GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》测量涂层的铅笔硬度与附着力。

将试板的涂层一面置于1000目砂纸表面，试板上放置100g砝码，以10cm/s速率下移动试板20cm为一次打磨周期，经过50次打磨周期后通过测量涂层的水接触角、滚动角和冰附着强度的衰减情况来评价涂层的机械稳定性。

表2测试结果

由图1-4可知，本发明方法准备的超疏水防冰涂层，具有均匀分布的粗糙多孔结构；对比例1使用Dow Corning 184为成膜物，其流平性几乎将粗糙结构完全覆盖；对比例2未使用氟改性SiO₂气凝胶为微纳米颗粒物，涂层结构不稳定，干燥后出现了显著的开裂现象。由表2可知，本发明制备的涂层经过50次打磨循环，依然能够保持涂层的超疏水状态和较低的冰黏附强度。

Claims

1.一种室温自干型超疏水防冰涂料，其特征在于，原料按质量份配比组成如下：100份有机无机硅溶胶、20-50份氟改性SiO₂气凝胶、10-15份硬脂酸钙、20-40份疏水硅树脂、15-25份聚四氟乙烯蜡粉、30-65份乙醇和35-70份乙酸丁酯组成；

所述有机无机硅溶胶由正硅酸乙酯、多孔无机粒子、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、长氟碳链硅烷、乙醇，在氨水催化下，经化学计量水解、缩聚反应制得，所制得的有机无机硅溶胶结构中保留的烷氧基摩尔数为原料中各硅烷的烷氧基摩尔数总和的20～40％。

2.根据权利要求1所述的室温自干型超疏水防冰涂料，其特征在于，所制得的有机无机硅溶胶结构中保留的烷氧基摩尔数为原料中各硅烷的烷氧基摩尔数总和的30％。

3.根据权利要求1所述的室温自干型超疏水防冰涂料，其特征在于，所述多孔无机粒子为赢创AEROSIL A200、凹凸棒土和膨润土中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的室温自干型超疏水防冰涂料，其特征在于，所述疏水硅树脂为陶熙DOWSIL MQ-1600、陶熙DOWSIL FA 4001 CM、瓦克SILRES REN 50中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的室温自干型超疏水防冰涂料，其特征在于，所述氟改性SiO₂气凝胶由SiO₂气凝胶、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷，在正己烷中反应制得；所述SiO₂气凝胶的粒径≤5微米，比表面积为400-700平方米/克。

6.根据权利要求1所述的室温自干型超疏水防冰涂料，其特征在于，所述长氟碳链硅烷为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的室温自干型超疏水防冰涂料，其特征在于，所述有机无机硅溶胶，其原料中的正硅酸乙酯、多孔无机粒子、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、长氟碳链硅烷和乙醇的质量比例为1：(0.05～0.15)：(0.1～0.2)：(0.15～0.25)：(0.1～0.3)：(0.2～0.5)：(2～5)。

8.根据权利要求5所述的室温自干型超疏水防冰涂料，其特征在于，所述氟改性SiO₂气凝胶，其原料中的SiO₂气凝胶、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷、正己烷的质量比例为1：(0.1～0.3)：(10～20)。

9.权利要求1～8任一项所述的室温自干型超疏水防冰涂料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)有机无机硅溶胶的制备：在反应釜中加入正硅酸乙酯、多孔无机粒子、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、长氟碳链硅烷和乙醇，750W功率超声波分散后，用氨水调节体系pH值至8，升温至40-60℃，缓慢滴加去离子水进行水解、缩聚反应，反应进程由加水量控制，当原料中各硅烷的烷氧基摩尔数总和的70％发生水解时，停止加水，保温反应48小时，冷却至室温；

(2)氟改性SiO₂气凝胶的制备：在反应釜中加入SiO₂气凝胶、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷和正己烷，室温反应48小时，80℃干燥至恒重；

(3)室温自干型超疏水防冰涂料的制备：将有机无机硅溶胶、氟改性SiO₂气凝胶、硬脂酸钙、疏水硅树脂、聚四氟乙烯蜡粉、乙醇和乙酸丁酯，置于砂磨机中分散至细度小于10微米，出料，得到室温自干型超疏水防冰涂料。