结冰是一种常见的自然现象,但是冰层往往会对人类的生产生活造成许多的危害和损失。为了减少或者避免结冰带来的危害,经常会采用人力除冰,热力除冰以及化学除冰等一些传统除冰方式,但是这些除冰方式存在除冰效率较低,能源消耗较高以及普适性较差等问题。因此防冰材料的制备研究对于提高除冰效率,减少结冰带来的危害具有非常重要的意义。目前研究的防冰材料根据在冰层与基底间引入介质的不同可以分为三类:引入介质为空气层的超疏水防冰材料;引入介质为液体润滑层的液体润滑层防冰材料;引入其他介质的防冰材料。本文针对目前这三种防冰材料存在的问题,设计制备出了三种防冰材料,进一步改进了防冰材料的防冰性,力学性以及耐久性等方面的性能。1.针对超疏水表面,目前制备方法存在操作复杂、耗时较长、难以大面积制备等不足以及超疏水表面防冰适用温度范围的研究较少的问题,本文采用商品化原料氟硅树脂以及疏水SiO2纳米粒子,制备出了聚氨酯基超疏水涂层,该种制备方法具有操作简便,可大面积制备的优点。并且该聚氨酯基超疏水涂层,在-15℃时,可有效地延缓水滴结冰时间长达4400 s,并且在温度为-35℃以上时具有低冰粘附强度的效果,展现出优异的防冰性能。2.针对液体润滑层表面,基体大都采用有机硅弹性体(PDMS)作为润滑介质的载体,存在力学性能较差,有一定应用限制的问题。所以为了提高液体润滑层涂层的力学性能,本文以液体石蜡作为润滑介质,聚氨酯作为基体,设计制备出了聚氨酯基有润滑层涂层。与PDMS相比,该涂层的力学性能优异,基体的拉伸强度为18 MPa左右,约为PDMS基体的4倍。同时,该涂层表面具有较低的冰粘附强度,仅为43 kPa,防冰性能优异。3.与液体润滑层相比,类液层是由化学键连接到基体上,所以不易流失,本文将类液层的概念引入到防冰材料的研究中,将具有润滑作用的聚二甲基硅氧烷单元以共价键的方式引入基体聚氨酯中,制备出聚氨酯基类液层涂层。该涂层在30次结冰除冰循环中,冰粘附强度基本维持不变,仅为57kPa,展现出优异的防冰耐久性能。同时该涂层采用聚氨酯作为基体,具有优良的力学性能,拉伸强度为12MPa左右,约为PDMS基体的3倍,具有较大的应用前景。