4/832和826)。模板材料可W具有无机组成，例如化Si〇3 (娃酸巧）、化C〇3(碳酸巧） 或铁氧化物（例如，化2〇3、化3〇4、FeOOH)。另外，可W使用针状化C〇3颗粒或针形巧娃石 KaSi〇3)颗粒。巧娃石是可能包含痕量的其他元素的娃酸巧矿物。铁氧化物化2〇3、化3〇4、 FeOOH也可W是针状的。
[0027] 可W包含TE化ON佩聚四氣乙締（PT晒作为其他模板材料，例如，100~500纳米 (nm)TE化ON颗粒与上文列出的模板材料的混合物。具有200皿~300皿直径的DUPONT灯M) TE化ON(R)ZONYL(R)MP1000纳米颗粒是合适的。已使用TE化ON200nm颗粒来产生粗糖度 (见图8,框格816和826)。观察表明，与不具有TE化ON的涂装相比，TE化ON颗粒减少了 涂装的水渗入（见图8,框格816和818)。与不具有TE化ON的涂装相比，水渗入的减少提 高了耐久性并且增大了结冰的延迟（见图8,框格818和802)。不过，观察进一步表明，仅 使用TE化ON而不使用其他所列出的模板材料并不能获得TE化ON的基本上均匀的分布（见 图8,框格828和820)。CaC〇3或巧娃石带有使TE化ON在涂装组合物中（于是，在所得涂装 中）基本上均匀分布的效果。当不使用化C〇3或巧娃石时，TEFLON相在罐磨机中分离。
[0028] 模板材料可W进行表面处理W在并入涂装组合物之前增大疏水性。可能的表面处 理包括烷基硅烷、氣烷基硅烷、麟酸和簇酸，包括脂肪酸。
[0029] 涂装组合物中可W有疏水性纳米颗粒形式的其他颗粒。可能的纳米颗粒包括二氧 化娃、碳、石墨、含氣聚合物、氧化侣、二氧化姉、氧化错、二氧化铁和氧化锋。像模板材料一 样，纳米材料可W进行表面处理W在并入涂装组合物之前增大疏水性。可能的表面处理有 烷基硅烷和氣烷基硅烷。已观察到尺寸为约20nm的疏水性二氧化娃纳米颗粒可抑制冰成 核。
[0030] 可W领会的是，可设想多种实例来实施上文所介绍的涂装。第=颗粒的组成可W 与第一颗粒不同。因此，第一颗粒可化含有Si〇2,第S颗粒可W包含化Si〇3。含氣聚合物可 化含有聚四氣乙締。第=颗粒可W表现出大于第二颗粒的粒径，第二颗粒可W表现出大于 第一颗粒的粒径。相关的粒径可W是根据用于测试和测量适合颗粒的粒径和组成的粒径的 已知标准来确定的值。
[003。 更详细而言，第S材料可W表现出其最大维度为大于约250nm的粒径范围，例如， 大于约500nm，包括大于约500nm至约20,OOOnm。第立颗粒可W具有各向异性的粒径，从而 使最大维度为约2,OOOnm~约10,OOOnm,例如，约3,OOOnm~约6,OOOnm。最小维度可W是 约100皿~约2, 000皿，例如，约400皿~约600皿。因此，第S颗粒可W表现出至少约1. 5:1 的长径比，例如，约1. 5:1~约10:1。
[0032] 第二颗粒可W表现出约100皿~约10, 000皿的粒径范围，例如，约100皿~约 500皿，包括约200皿~约300皿。第一颗粒可W表现出小于约100皿的粒径范围，例如， 小于约50皿，包括约5皿~约50皿，如约15皿~约30皿。在涂装中，涂层可W表现出 1st: 2nd: 3rd的质量比，其中，"1st"、"化d"和"3rd"是第一颗粒、第二颗粒和第S颗粒各自 的比例，并且化d大于1st和化d。
[0033] 涂装中的聚合物对于使涂装表现出本文所述的有益性质无需是疏水性和/或疏 冰性。结果，聚合物基质可W表现出小于90°的水接触角。不过，为了使涂装延迟结冰，涂 层的外表面可W包括至少第一颗粒的表面W及聚合物基质的表面。该外表面可W还包括从 聚合物基质的顶部边缘向外延伸的第二颗粒的表面，W及可能的甚至第=颗粒的表面。
[0034] 因此，颗粒在外表面处的露出可W提供所需的性质，而无需疏水性和/或疏冰性 聚合物基质。对聚合物基质的性质的约束越少，使得配制的灵活性越大（见图8,框格836、 812和810)。因此，涂装不依靠氣化聚合物基质来延迟结冰，并且基质可W基本上不含氣， 从而提供上文所述的不含氣的基质的益处。因为第一颗粒、第二颗粒和第=颗粒各自基本 上均匀地分布在聚合物基质中，因此外表面侵蚀（如磨损或其他损耗）形成另一外表面可 W保持相似的性质。去除的聚合物基质和颗粒仅仅使起相似作用的下方颗粒外露。
[0035] 涂装可W包含多个运样的涂层，其各自具有自身的外表面。下方涂层的外表面不 一定露出，因为其可W被上方涂层的内表面覆盖。聚合物基质可W包含聚氨醋，和/或聚合 物基质可W满足航天航空规格的品质要求。聚合物基质可W满足其他应用（如风轮机叶片 上的使用）的规格的品质要求。
[0036] 与等质量的第一颗粒、第=颗粒或其组合相比，第二颗粒可W表现出减少水渗入 的性质。水渗入可W通过降低孔隙度来控制。涂层可W表现出至多70体积％ (vol%)的 固化孔隙度，如至多25体积％，包括约5体积％~25体积％。允许至少一些孔隙度可W提 供散布的空隙界面，如空气-聚合物界面，并如下文所述可促进纳米颗粒分布。聚合物和颗 粒之间的界面远大于纳米颗粒也可W促进纳米颗粒分布，如下文所述。尽管孔隙度值为至 多25体积％，但是，外表面可W表现出由模板材料诱发的约IOOnm~约5,OOOnm(200微英 寸）（如约IOOnm~约4,OOOnm)的长度尺度上的表面粗糖度。
[0037] 图IA是涂装100的层102的一部分的图示。尽管层102的外表面104清晰可见， 不过图1并非意图描绘层102的内表面或其下方涂层。可选地，涂装100的下方层104和 106如图IB所示形成在基材108上方并可W具有与层102相同的组成，并表现出与层102 相同的结构特征。层102含有在基质的整个厚度110上基本上均匀分布的第一颗粒。基质 如图IA所示为连续基质，其可W是基本上不含氣并且交联的。基质的厚度110从基质的顶 部边缘112向内延伸至基质的底部边缘（图IA中未详细示出）。层102还含有在基质的整 个厚度110上基本上均匀分布的第二颗粒。层102还含有在基质的整个厚度110上基本上 均匀分布的第=颗粒。
[0038] 将认识到的是，第一、第二和第=颗粒没有按比例绘出，不过其意图W图形描绘大 致形状和第=颗粒表现出大于第二颗粒的粒径、而第二颗粒表现出大于第一颗粒的粒径的 特征。第二颗粒可W含有含氣聚合物，并且其组成可W与第=颗粒和第一颗粒不同。另外， 第=颗粒的组成可W与第一颗粒不同。对于基质和第一、第二和第=颗粒，组成上的不同在 图IA中用不同的剖面图案表示。与已知的涂装中含氣聚合物的连续层（如现有技术中的） 相反，本文的含氣聚合物可W遍布基质W离散的颗粒存在，从而提供含氣聚合物材料的疏 水性W外的其他益处。
[0039] 层102包括外表面114,其具有从基质的顶部边缘112向外延伸的至少第一颗粒的 表面。在图IA中，外表面包括第一颗粒114a、基质114b和第二颗粒114c的表面。外表面 114中的第二颗粒114c的表面从基质的顶部边缘112c向外延伸。外表面114中的第一颗 粒114a的表面从基质的顶部边缘112a向外延伸。外表面114的基质114b的表面与基质 的顶部边缘11化重合。
[0040] 借助外表面114的粗糖度和疏水性第一颗粒和第二颗粒的存在，外表面114可W 表面处大于90°的水接触角（见图8,框格828和806)。外表面114可W包括表现出小于 约lOOnm、例如约5nm~约50nm的粒径范围的第一颗粒的表面。结果，与不具有第一颗粒 的层102相比，外表面114可W表现出延迟结冰的性质。此种性质即使在基质表现出小于 90°的水接触角（包括在外表面114的基质114b的表面）的情况下也可W提供。
[0041] 颗粒的极性（或疏水性）也可对延迟结冰做出贡献。极性较小（疏水性较 大）的颗粒可W延迟结冰，因为冰是极性的并且在非极性或极性较小的表面上形成在能 量上不太有利（见Conrad,P. ;Ewing,G.E. !Karlinsey,R.L. ;Sa化chenko,V.J.Qiem. Phys. 2005, 122, 064709)。一种表面相对于另一表面更容易实现结冰的趋势在一些情况下 已经归因于对于疏水性表面而言显著较大的接触角（见图8,框格806和808)。
[0042] 层102可W表现出至多70体积％、如至多25体积％的固化孔隙度。孔隙度可W 作为基质中的空隙（未示出）存在。第一颗粒可W与空隙形成Pickering乳液。此种乳液 可W包括其间具有界面（如气-液界面、亲水-疏水界面等）的两相。该相界面上吸附的 固体颗粒可W使乳液稳定化。在混合油和水时，最初油的小液滴可W遍布水形成，不过稍后 再结合W降低混合物的能量。不过，添加至混合物中的固体颗粒可W结合至液滴的油/水 界面的表面，并通过使油液滴的结合在能量上不太有利而使乳液稳定化。粒径、形状和疏水 性可W进一步影响稳定性。在运个意义上来说，颗粒充当"表面活性剂"。
[0043] 遍布层102的基质分散的空隙提供了第一颗粒可吸附的气-液界面。因此，均匀 分布的空隙可有助于使第一颗粒均匀分布。尽管由基质中的空隙产生的孔隙度可有助于分 布第一颗粒，但孔隙度过大将降低强度并增大涂装100的水渗透。出于此种原因，可能希望 的是有一些孔隙度，如至少5体积％~至多25体积％。
[0044] 当基质的疏水性低于第=颗粒和/或第=颗粒，或可能具有水接触角低于90° 的亲水性时，则层102中存在另一界面。第一颗粒可随后吸附至疏水性较小的基质和疏水 性较大的颗粒（其大于第一颗粒）之间的界面上。由于本文描述的涂装包括使用亲水性 聚合物基质，并且第二和第=颗粒可W进行处理W增大疏水性，因而可存在遍布基质分散 的亲水-疏水界面。分散的界面进一步有助于使第一颗粒均匀分布。在TE化ON第二颗 粒处于聚氨醋基质的情况中，第二颗粒的表面极性与聚氨醋并不良好匹配，因而第一颗粒 (如二氧化娃）可W作为表面活性剂涂布第二颗粒，从而减少第二颗粒的絮凝，如通过形成 Pickering乳液（见图 8,框格 830、822 和 820)。
[0045] 基质的顶部边缘112可W还存在气-液界面，第一颗粒可迁移至该气-液界面。 当涂覆涂装组合物并在顶部边缘112处生成气-液界面时，第一颗粒可W起到表面活性剂 的作用，从而吸附至界面上。此种行为提供了从基质的顶部边缘112向外延伸的第一颗粒。 第一颗粒既吸附至固化基质又作为层102的外表面114的一部分露出（见图8,框格830和 834)。表现出与基质的疏水性差异和约IOOnm~约500nm的粒径范围的第二颗粒也可W迁 移到顶部边缘112。第二颗粒也可W吸附至固化基质上，并从顶部边缘112向外延伸从而作 为外表面114的一部分露出（见图8,框格828和806)。
[0046] 除了第一颗粒使第二颗粒在作为乳液的基质中稳定化W外，观察表明，第=颗粒 也对第二颗粒在基质中基本上均匀分布有贡献。第二颗粒可W过大W致于不能与大得多的 第S颗粒形成Pickering乳液。而且，聚四氣乙締第二颗粒可能不会优先进入水或油相中。 也就是说，尽管它们是疏水性的，它们也可能是疏脂性的和/或疏油性的。在不存在第=颗 粒时，观察到第二颗粒与基质液相在罐磨机混合的过程中分离。不受限于任何具体理论，合 适的第=颗粒在涂装组合物中可W起到流动减速剂