CN117487455A - 一种超疏水抗冰涂层及其制备方法和应用 - Google Patents
一种超疏水抗冰涂层及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117487455A CN117487455A CN202311532469.5A CN202311532469A CN117487455A CN 117487455 A CN117487455 A CN 117487455A CN 202311532469 A CN202311532469 A CN 202311532469A CN 117487455 A CN117487455 A CN 117487455A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coating
- super
- photoinitiator
- ice
- icing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 96
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 230000003075 superhydrophobic effect Effects 0.000 title claims abstract description 67
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000003094 microcapsule Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- PSGCQDPCAWOCSH-UHFFFAOYSA-N (4,7,7-trimethyl-3-bicyclo[2.2.1]heptanyl) prop-2-enoate Chemical compound C1CC2(C)C(OC(=O)C=C)CC1C2(C)C PSGCQDPCAWOCSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 5
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 abstract description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 13
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 12
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 11
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 8
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 6
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 6
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 5
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 5
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 4
- 244000137852 Petrea volubilis Species 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 241000122205 Chamaeleonidae Species 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010063385 Intellectualisation Diseases 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- -1 carboxyl carbon nano tube Chemical compound 0.000 description 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 125000000913 palmityl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
- C09D175/14—Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
- C09D4/06—Organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond in combination with a macromolecular compound other than an unsaturated polymer of groups C09D159/00 - C09D187/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/70—Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2203/00—Applications
- C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明涉及超疏水涂层技术领域，尤其涉及一种超疏水抗冰涂层及其制备方法和应用。本发明提供了一种超疏水抗冰涂层，制备原料包括粘结剂、溶剂、光引发剂、纳米二氧化硅和热致变色微胶囊；所述粘结剂包括光固化聚氨酯和丙烯酸异冰片酯。所述超疏水抗冰涂层具有良好的延迟结冰和除冰性能，也实现了涂层的可逆热致变色。
Description
技术领域
本发明涉及超疏水涂层技术领域，尤其涉及一种超疏水抗冰涂层及其制备方法和应用。
背景技术
结冰是自然界中低温下常见的一种自然现象，白雪皑皑，银装素裹的大自然如此多娇，但覆冰的危害也随之而来，农业、交通、电力，航空航天等领域受覆冰的危害由来已久。结冰会加重电塔的负载，导致倒塔断电；在飞机尾翼的聚集冰层会破坏飞机平衡而导致飞机失事；积雪会压垮大棚的支架，致使农户辛苦的耕作付之东流，所以抗冰材料的研发刻不容缓。除冰方法分为主动法和被动法。主动法多借用外力，如机械除冰，热力融冰等，见效快但持续时间段，能耗大且适用范围有限。被动法则是设计微纳米结构的疏水涂层以延长结冰时间，优点是持续时间长，适用范围大，但涂层表面一旦被破坏就易丧失疏冰性能。超疏水表面的定义接触角＞150°，滚动角<10°，制备超疏水涂层需要微纳米结构和低表面能物质。超疏水涂层的抗冰性能来源于微纳米结构可以液体接触涂层时在表面捕捉一层空气气垫，从而降低液滴与涂层间的传热效率，延长结冰时间；而低表面能物质则提供涂层高润湿性，液滴在细微外力下可以从涂层表面滑落，减少液滴在涂层的停留时间和空间。
目前，主流的光热超疏水抗冰涂层大多选用纯黑的光热实际，优点在于可以黑色吸热快，可以迅速提升涂层温度，融解附着的冰层，作为冬天的抗冰涂层表现十分优异；但黑色涂层在高温环境下则是弊端，使得基材表面温度一直处于高温状态，同时也不利于涂层本身。研发一种在低温显现黑色，高温脱色的光热超疏水涂层则可以很好的弥补这一空白。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超疏水抗冰涂层及其制备方法和应用。所述超疏水抗冰涂层具有良好的延迟结冰和除冰性能，也实现了涂层的可逆热致变色。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种超疏水抗冰涂层，制备原料包括粘结剂、溶剂、光引发剂、纳米二氧化硅和热致变色微胶囊；
所述粘结剂包括光固化聚氨酯和丙烯酸异冰片酯。
优选的，所述光固化聚氨酯和丙烯酸异冰片酯的质量比为(10～0)：(0～10)。
优选的，所述溶剂包括乙酸乙酯和/或无水乙醇。
优选的，所述光引发剂包括光引发剂1173和/或光引发剂TPO。
优选的，所述纳米二氧化硅的粒径为7nm。
优选的，所述粘结剂、溶剂、光引发剂、纳米二氧化硅和热致变色微胶囊的质量比为2.4：9：0.12：0.6：0.3。
本发明还提供了上述技术方案所述超疏水抗冰涂层的制备方法，包括以下步骤：
将粘结剂、溶剂、光引发剂、纳米二氧化硅和热致变色微胶囊混合，得到浆料；
将所述浆料喷涂在基底表面后，进行紫外光固化，得到所述超疏水抗冰涂层。
优选的，所述紫外光固化的时间为10min。
本发明还提供了上述技术方案所述超疏水抗冰涂层或上述技术方案所述制备方法制备得到的超疏水抗冰涂层在传输电塔、飞机涂层和农用机械领域中的应用。
本发明提供了一种超疏水抗冰涂层，制备原料包括粘结剂、溶剂、光引发剂、纳米二氧化硅和热致变色微胶囊；所述粘结剂包括光固化聚氨酯和丙烯酸异冰片酯。本发明选用热致变色微胶囊作为超疏水抗冰涂层的光热试剂，微胶囊本身是由有机材料构成，本身不同于无机填料，树脂对其具有天然的包容性，无需进行有机改性使其与粘结剂的结合更加紧密；选用光固化聚氨酯能够使超疏水抗冰涂层的机械强度更高，选用丙烯酸异冰片酯作为光固化单体，提供涂层刚性和疏水性；同时热致变色微胶囊的使用与现有技术中常见光热试剂碳纳米管(在百秒内可升温到100℃)使用相比，所述热致变色微胶囊(60℃即可以除冰)制备得到的超疏水抗冰涂层具有良好的延迟结冰和除冰性能，也实现了涂层的智能化；同时选用光固化树脂制备涂层节能高效。
附图说明
图1为施例1所述超疏水抗冰涂层和对比例1所述碳纳米管超疏水抗冰涂层的光热图；
图2为实施例1所述超疏水抗冰涂层和对比例1所述碳纳米管超疏水抗冰涂层的反射图；
图3为实施例1所述超疏水抗冰涂层的结冰过程；
图4为实施例1所述超疏水抗冰涂层的融冰过程。
具体实施方式
本发明提供了一种超疏水抗冰涂层，制备原料包括粘结剂、溶剂、光引发剂、纳米二氧化硅和热致变色微胶囊；
所述粘结剂包括光固化聚氨酯和丙烯酸异冰片酯。
在本发明中，所述粘结剂包括光固化聚氨酯和丙烯酸异冰片酯；所述光固化聚氨酯优选包括脂肪族聚氨酯。在本发明中，所述光固化聚氨酯和丙烯酸异冰片酯的质量比优选为(10～0)：(0～10)，更优选为(8～6)：(2～4)，最优选为4:6或6:4。
在本发明中，所述溶剂优选包括乙酸乙酯和/或无水乙醇，更优选为乙酸乙酯；当所述溶剂为乙酸乙酯和无水乙醇时，本发明对乙酸乙酯和无水乙醇的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。
在本发明中，所述光引发剂优选包括光引发剂1173和/或光引发剂TPO，更优选为光引发剂1173；当所述光引发剂为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。
在本发明中，所述纳米二氧化硅的粒径优选为7nm。
本发明对所述热致变色微胶囊的具体种类没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的热致变色微胶囊即可。在本发明的实施例中，所述热致变色微胶囊具体为深圳市幻彩变色科技有限公司的产品型号为Chameleon TP-Black 31的热致变色微胶囊。
在本发明中，所述粘结剂、溶剂、光引发剂、纳米二氧化硅和热致变色微胶囊的质量比优选为2.4：9：0.12：0.6：0.3。
本发明还提供了上述技术方案所述超疏水抗冰涂层的制备方法，包括以下步骤：
将粘结剂、溶剂、光引发剂、纳米二氧化硅和热致变色微胶囊混合，得到浆料；
将所述浆料喷涂在基底表面后，进行紫外光固化，得到所述超疏水抗冰涂层。
本发明将粘结剂、溶剂、光引发剂、纳米二氧化硅和热致变色微胶囊混合，得到浆料。
在本发明中，所述混合优选在超声的条件下进行；所述超声的时间优选为15～30min，更优选为25～30min，最优选为30min；所述超声的频率优选为30～50kHz，更优选为40～50kHz，最优选为40kHz。
得到浆料后，本发明将所述浆料喷涂在基底表面后，进行紫外光固化，得到所述超疏水抗冰涂层。
在本发明中，所述基底优选为铝片；进行所述喷涂前，优选对所述铝片进行预处理，所述预处理的过程优选为先用400目的砂纸对所述铝片进行打磨后，在工业酒精中超声10min，取出用蘸取无水乙醇的脱脂棉进行擦拭，室温晾干。
在本发明中，所述喷涂的***压力优选为0.2～0.4MPa，更优选为0.3～0.4MPa，最优选为0.3MPa；所述喷涂采用的喷枪与基底表面之间的距离优选为15～20cm.
在本发明中，所述紫外光固化采用的紫外光的波长优选为365nm；所述紫外光固化的时间优选为8～12min，更优选为10～12min，最优选为10min。
本发明还提供了上述技术方案所述超疏水抗冰涂层或上述技术方案所述制备方法制备得到的超疏水抗冰涂层在传输电塔、飞机涂层和农用机械领域中的应用。本发明对所述应用的方法没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方法进行即可。
下面结合实施例对本发明提供的超疏水抗冰涂层及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
用400目砂纸打磨铝片，然后将打磨后的铝片超声10min，最后用蘸取无水乙醇的脱脂棉擦尽，室温晾干后得到预处理的铝片备用；
将1.08g光固化聚氨酯(种类为脂肪族聚氨酯)、072g丙烯酸异冰片酯、0.6g纳米二氧化硅(粒径为7nm)、0.3g热致变色微胶囊(购于深圳市幻彩变色科技有限公司，产品型号为ChameleonTP-Black 31)、0.12g光引发剂1173和9g乙酸乙酯超声混合30min(超声的频率为40kHz)，得到浆料；
将所述浆料用喷枪喷涂在所述预处理的铝片表面，用镊子夹取得到的喷涂片放置在光固化盒内，通高纯N23分钟，打开紫外灯光照10min，得到所述超疏水抗冰涂层(TPCoating,或对应图2中的TP/SiO2)。
对比例1
将0.2g羧基碳纳米管、60mL无水乙醇、2mL质量浓度为25％-28％的氨水和4mL去离子水于烧杯中，600r/min的条件下反应1h，然后加入0.2g十六烷基三甲氧基硅氧烷，继续搅拌11h，取反应液过滤，60mL乙醇洗涤3次，在80℃的烘箱中烘干后，在玛瑙研钵中分散，得到改性后的疏水碳纳米管；
将1.08g光固化聚氨酯(种类为脂肪族)、0.72g丙烯酸异冰片酯、0.6g纳米二氧化硅(粒径为7nm)、0.1g改性后的疏水碳纳米管、0.12g光引发剂1173和9g乙酸乙酯超声混合30min(超声的频率为40KHz)，得到浆料；
将所述浆料用喷枪喷涂在所述预处理的铝片表面，用镊子夹取得到的喷涂片放置在光固化盒内，通高纯N23分钟，打开紫外灯光照10min，得到所述碳纳米管超疏水抗冰涂层(CNT Coating，或对应图2中的CNT/SiO2)。
对比例2
用400目砂纸打磨铝片，然后将打磨后的铝片超声10min，最后用蘸取无水乙醇的脱脂棉擦尽，室温晾干后得到预处理的铝片备用；
将1.08g光固化聚氨酯(种类为脂肪族聚氨酯)、072g丙烯酸异冰片酯、0.3g热致变色微胶囊(购于深圳市幻彩变色科技有限公司，产品型号为Chameleon TP-Black 31)、0.12g光引发剂1173和9g乙酸乙酯超声混合30min(超声的频率为40kHz)，得到浆料；
将所述浆料用喷枪喷涂在所述预处理的铝片表面，用镊子夹取得到的喷涂片放置在光固化盒内，通高纯N23分钟，打开紫外灯光照10min，得到所述超疏水抗冰涂层(TP)。
对比例3
用400目砂纸打磨铝片，然后将打磨后的铝片超声10min，最后用蘸取无水乙醇的脱脂棉擦尽，室温晾干后得到预处理的铝片备用；
将1.08g光固化聚氨酯(种类为脂肪族聚氨酯)、072g丙烯酸异冰片酯、0.6g纳米二氧化硅(粒径为7nm)、0.12g光引发剂1173和9g乙酸乙酯超声混合30min(超声的频率为40kHz)，得到浆料；
将所述浆料用喷枪喷涂在所述预处理的铝片表面，用镊子夹取得到的喷涂片放置在光固化盒内，通高纯N23分钟，打开紫外灯光照10min，得到所述超疏水抗冰涂层(SiO2)。
图1为实施例1所述超疏水抗冰涂层(TP Coating)和对比例1所述碳纳米管超疏水抗冰涂层(CNT Coating)的光热图，由图1可知，仅含有0.1g碳纳米管的超疏水涂层在辐照功率1W，辐照距离30cm下，100s内可升温至100℃，而含有0.3g热致变色微胶囊的超疏水涂层升温极限在60℃左右。虽然微胶囊吸热能力较碳纳米管会差一些，但抗冰涂层不仅会在低温环境下存在，在炎炎夏日，过高的温度可能会引起所涂覆物件的温度过高而导致安全事故，造成财产损失，故选用既拥有一定吸热性能又拥有明显温度极限的热致变色微胶囊来调节涂层的温度是可行的解决办法；
图2为实施例1所述超疏水抗冰涂层和对比例1所述碳纳米管超疏水抗冰涂层的反射图，其中，TP是室温下对比例2的反射率曲线，SiO2是室温下对比例3的反射率曲线，CNT/SiO2是室温下对比例1的反射率曲线，TP/SiO2是室温下实施例1的反射率曲线，TP 40℃是对比例2在40℃的反射率曲线，TP/SiO240℃是实施例1在40℃的热反射曲线。由图2可知，碳纳米管超疏水涂层在200～2500nm全程反射率低，说明其吸光能力极强，对应的吸热能力也是极强。而恒温40℃下的微胶囊和微胶囊/二氧化硅涂层均较对应室温的涂层反射率有所升高，因为升温后微胶囊脱色，涂层整体显现白色，从而提升了涂层的反射率；
图3为实施例1所述超疏水抗冰涂层的结冰过程，图4为实施例1所述超疏水抗冰涂层的融冰过程，由图3～4可知，二氧化硅超疏水涂层较铝片延长结冰时间365s，而热致变色超疏水涂层较二氧化硅超疏水涂层延长结冰120s。超疏水涂层延长结冰能力与其表面特殊的微纳结构有关，因为微纳结构可以在水滴接触涂层表面时捕获一层空气气垫，从而降低了涂层表面与水滴间的热传导效率，使得超疏水表面可以有效延长水滴的结冰时间。热致变色超疏水涂层融冰最快，仅用70s冰球完全融化且融化后的水滴仍可以保持球形，说明涂层的超疏水性能优异，这归因于微胶囊和二氧化硅共同构建的微纳米结构稳定，气相二氧化硅的疏水性稳定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种超疏水抗冰涂层，其特征在于，制备原料包括粘结剂、溶剂、光引发剂、纳米二氧化硅和热致变色微胶囊；
所述粘结剂包括光固化聚氨酯和丙烯酸异冰片酯。
2.如权利要求1所述超疏水抗冰涂层，其特征在于，所述光固化聚氨酯和丙烯酸异冰片酯的质量比为(10～0)：(0～10)。
3.如权利要求1所述超疏水抗冰涂层，其特征在于，所述溶剂包括乙酸乙酯和/或无水乙醇。
4.如权利要求1所述超疏水抗冰涂层，其特征在于，所述光引发剂包括光引发剂1173和/或光引发剂TPO。
5.如权利要求1所述超疏水抗冰涂层，其特征在于，所述纳米二氧化硅的粒径为7nm。
6.如权利要求1～5任一项所述超疏水抗冰涂层，其特征在于，所述粘结剂、溶剂、光引发剂、纳米二氧化硅和热致变色微胶囊的质量比为2.4：9：0.12：0.6：0.3。
7.权利要求1～6任一项所述超疏水抗冰涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将粘结剂、溶剂、光引发剂、纳米二氧化硅和热致变色微胶囊混合，得到浆料；
将所述浆料喷涂在基底表面后，进行紫外光固化，得到所述超疏水抗冰涂层。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述紫外光固化的时间为8～12min。
9.权利要求1～6任一项所述超疏水抗冰涂层或权利要求7或8所述制备方法制备得到的超疏水抗冰涂层在传输电塔、飞机涂层和农用机械领域中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311532469.5A CN117487455A (zh) | 2023-11-17 | 2023-11-17 | 一种超疏水抗冰涂层及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311532469.5A CN117487455A (zh) | 2023-11-17 | 2023-11-17 | 一种超疏水抗冰涂层及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117487455A true CN117487455A (zh) | 2024-02-02 |
Family
ID=89678003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311532469.5A Pending CN117487455A (zh) | 2023-11-17 | 2023-11-17 | 一种超疏水抗冰涂层及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117487455A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014097309A1 (en) * | 2012-12-17 | 2014-06-26 | Asian Paints Ltd. | Stimuli responsive self cleaning coating |
| CN107614607A (zh) * | 2015-05-21 | 2018-01-19 | 太阳化学公司 | 超疏水性的可uv固化涂料 |
| CN112409889A (zh) * | 2019-08-21 | 2021-02-26 | 青岛海尔空调电子有限公司 | 一种uv纳米防腐涂料、所得电路板及制备方法和应用 |
| CN115710458A (zh) * | 2022-11-24 | 2023-02-24 | 中国计量大学 | 一种耐划擦、疏水性能优异的聚氨酯涂层的制备方法 |
| CN115873490A (zh) * | 2023-01-03 | 2023-03-31 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种自调控光热防冰除冰涂料及涂层 |
| CN116445036A (zh) * | 2022-09-09 | 2023-07-18 | 松井新材料研究院(广东)有限公司 | Uv固化喷墨打印绝缘墨水及uv固化涂层 |
-
2023
- 2023-11-17 CN CN202311532469.5A patent/CN117487455A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014097309A1 (en) * | 2012-12-17 | 2014-06-26 | Asian Paints Ltd. | Stimuli responsive self cleaning coating |
| CN107614607A (zh) * | 2015-05-21 | 2018-01-19 | 太阳化学公司 | 超疏水性的可uv固化涂料 |
| CN112409889A (zh) * | 2019-08-21 | 2021-02-26 | 青岛海尔空调电子有限公司 | 一种uv纳米防腐涂料、所得电路板及制备方法和应用 |
| CN116445036A (zh) * | 2022-09-09 | 2023-07-18 | 松井新材料研究院(广东)有限公司 | Uv固化喷墨打印绝缘墨水及uv固化涂层 |
| CN115710458A (zh) * | 2022-11-24 | 2023-02-24 | 中国计量大学 | 一种耐划擦、疏水性能优异的聚氨酯涂层的制备方法 |
| CN115873490A (zh) * | 2023-01-03 | 2023-03-31 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种自调控光热防冰除冰涂料及涂层 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| WANG, P. ET AL.: "Study on Preparation and Performance of Superhydrophobic Reversible Thermochromic Intelligent Temperature Sensitive Coating", 《PROCEEDINGS OF THE CHINESE SOCIETY FOR ELECTRICAL ENGINEERING 》, 5 May 2023 (2023-05-05), pages 3642 - 3650 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112852289B (zh) | 一种具有光热效应的超疏水防冰除冰涂层及其制备方法 | |
| CN104910776B (zh) | 一种透明耐磨超疏水涂料及其制备方法和涂覆工艺 | |
| CN105217640B (zh) | 一种氧化石墨烯/二氧化硅杂化气凝胶的制备方法 | |
| CN107384191B (zh) | 一种制备柔性超疏水涂层的方法及其制备的超疏水涂层 | |
| CN107108944B (zh) | 有机硅多孔体及其制造方法 | |
| CN101948574B (zh) | 含疏水纳米二氧化硅微粒的疏水性壳聚糖薄膜及其制备方法 | |
| CN101649147B (zh) | 一种水性透明隔热涂料及其制备方法 | |
| CN111607983A (zh) | 一种超疏水日间被动辐射制冷织物及其制备方法 | |
| CN114058224B (zh) | 一种光热响应超疏水防冰复合涂层及其制备方法 | |
| CN109486269A (zh) | 一种主动光热除冰的超疏水防覆冰涂料、涂层及其制备与应用 | |
| CN104846369A (zh) | 一种制备超亲疏水复合纳米阵列界面材料的方法 | |
| CN103289031A (zh) | 一种高透明度超疏水性涂层材料及其用途 | |
| CN105273518A (zh) | 具有自修复性能的耐水长效防雾抗霜聚合物涂层的制备方法 | |
| CN103524053A (zh) | 一种透明超疏水涂层的制备方法 | |
| CN115011225B (zh) | 一种仿生防除冰霜材料及其制备方法和用途 | |
| CN113861841B (zh) | 一种生物炭-氮化钛超疏水光热涂层材料及其制备方法 | |
| CN117487455A (zh) | 一种超疏水抗冰涂层及其制备方法和应用 | |
| CN109126643A (zh) | 一种自调光型透明复合气凝胶及其制备方法 | |
| CN101749926A (zh) | 一种快速制备冻干胶纳米材料的方法 | |
| Wang et al. | A method for preparing and investigating anti-/de-icing surface by integration of laser-induced graphene (LIG) with a silica sol adhesive (SMP@ M-SiO2) | |
| CN115466599B (zh) | 透明防冰涂层以及风机叶片 | |
| CN114702850B (zh) | 一种二氧化钒复合粉体控温涂料及其制备方法 | |
| CN110105871A (zh) | 一种以铁铜锰金属盐和纳米二氧化硅为原料的超疏水光热抑冰涂层的制备方法 | |
| CN115365097A (zh) | 一种有色被动辐射制冷织物及其制备方法 | |
| Xue et al. | A superhydrophobic Fe3O4/PEI nanocomposite film with active activation function for anti-icing/deicing applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |