一种具有磁热性能的超疏水防覆冰涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种涂料及其制备方法，尤其涉及一种具有磁热性的超疏水防覆冰涂 料及制备方法。
【背景技术】
[0002] 2008年初，一场冰雪灾害袭击中国南方数十个省区，导致南方大部分地区输电通 信设备、铁路运输设施遭受重创，群众生活受到了严重的影响，因灾害而造成的直接经济损 失达1111亿元。覆冰是自然界十分普遍的现象，结构物大气覆冰，如飞机的机翼和外壳 结冰、导线覆冰、军舰的甲板覆冰、桅杆和天线的覆冰、铁路轨道覆冰等，均是常见的自然现 象。但这种现象严重时会使得输电通信线路中断、铁路运输受阻，给人们生产生活带来诸多 不便，甚至威胁生命财产安全。因此，防覆冰技术研宄意义重大。
[0003] 目前的防冰技术研宄主要有四种类型即溶液防冰、机械除冰、热能防冰和涂层防 冰。其中涂层防冰因为能耗小、适用范围广、且属于主动型防护，因此相比其他三种方法，涂 层防冰是一种很理想的防冰方法。
[0004] 疏水材料是防覆冰涂层研宄的主流。超疏水表面较大的静态接触角有利于增大水 凝固的势皇，延长结冰时间，较小的滚动角有利于液滴迅速滚落不残留。而且由于超疏水表 面纳微粗糙结构所具有的气垫，使得液滴在超疏水表面形成固-液-气三相共存界面，与液 体接触的气垫具有良好的绝热作用，当液滴滴到低温的界面上时，结冰速度大大降低。因 此，目前超疏水防覆冰涂层已成为最活跃的研宄主题和热点问题。
[0005] 目前的超疏水防覆冰涂层材料，多是通过纳微粗糙结构和低表面能物质共同作用 来构建超疏水表面，来达到延缓结冰的效果。然而，在高湿低温下，空气中的水雾会渗透在 超疏水表面粗糙结构的空隙中，从而结冰；在空隙中结冰之后，会破坏涂层的粗糙结构使得 涂层失去超疏水性能，且这样的结冰由于是在粗糙的纳微结构表面，结冰后冰与基材表面 的粘附力大，非常难以去除。因此，寻找一种能够缓解结冰同时对涂层超疏水性没有危害的 防覆冰涂料十分必要。
【发明内容】
[0006] 为克服现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种既能有效缓解结冰、同时在 高湿低温下一旦结冰，也能有效除冰而不破坏涂层超疏水性的防覆冰涂料及其制备方法。
[0007] 本发明提供了一种具有磁热性能的超疏水防覆冰涂料，所述涂料的组分及其质量 百分比含量为：（1)含氟丙烯酸酯改性环氧树脂：20% -68%; (2)无机颗粒：10% -50%; (3) 有机溶剂：19% -69% ;且所述的无机颗粒仅为磁性粒子或磁性粒子与非磁性粒子的混合。
[0008] 进一步，所述非磁性粒子的含量为所述磁性粒子的质量的0% -85% ;所述磁性粒 子为四氧化三铁或三氧化二钴或该两种磁性粒子的混合；所述非磁性粒子为炭黑、二氧化 娃、ZnO中的一种或者几种；所述无机纳米颗粒的粒径优选为20nm~50 μ m。
[0009] 进一步，上面所述有机溶剂选自酯类、酮类或醚酯类溶剂，所述酯类溶剂为乙酸丁 酯或乙酸乙酯或其任意比例的混合；所述酮类溶剂为丙酮或甲基乙基酮或其任意比例的混 合；所述的醚酯类溶剂为乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯或者丙 二醇丁醚醋酸酯中一种或者几种任意比例的混合。
[0010] 本发明还提供了一种制备具有磁热性能的超疏水防覆冰涂料的方法，该方法包括 以下步骤：
[0011] (1)将制备含氟丙烯酸酯改性环氧树脂所需的引发剂分为三份，第一份为引发 剂总质量的1% -20%，第二份为引发剂总质量的50% -90%，第三份为引发剂总质量的 9% -30% ;将制备含氟丙烯酸酯改性环氧树脂所需的有机溶剂A分为两份，第一份为有机 溶剂A总质量的10% -30 %，第二份为有机溶剂A总质量的70% -90% ;
[0012] ⑵将第一份引发剂溶于第一份有机溶剂A中，预热；
[0013] (3)将氟碳链丙烯酸酯单体、碳氢链丙烯酸酯单体、含环氧基丙烯酸酯单体、链转 移剂和第二份引发剂溶于第二份有机溶剂A中，加入步骤2)的溶液中；在氮气保护下，聚合 反应，然后加入第三份引发剂，升温至60°C _105°C，保温反应；
[0014] (4)采用沉淀剂将聚合反应产物沉淀出，离心，真空干燥，得到含环氧基丙烯酸酯 聚合物；所述的沉淀剂选自甲醇、石油醚、二氯甲烷、正己烷中的一种或几种；
[0015] (5)将步骤4)制得的含环氧基丙烯酸酯聚合物、多胺类或者酸酐类物质及有机溶 剂B混合搅拌，制得含氟丙烯酸酯改性环氧树脂溶液；
[0016] (6)向步骤5)所制得的含氟丙烯酸酯改性环氧树脂溶液中加入无机颗粒，无机颗 粒的用量为涂料总质量的10% -50%，搅拌分散，制得具有磁热性能的超疏水防覆冰涂料； 其中所述的无机颗粒仅为磁性粒子或磁性粒子与非磁性粒子的混合。
[0017] 进一步的，制备过程中，引发剂选自2,2'_偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰；所述引 发剂总质量为所述氟碳链丙烯酸酯单体、碳氢链丙烯酸酯单体和含环氧基丙烯酸酯单体总 质量的〇. 5% -6%。
[0018] 进一步的，制备过程中，链转移剂为十>烷基硫醇或十八烷基硫醇；所述链转移剂 用量为所述氟碳链丙烯酸酯单体、碳氢链丙烯酸酯单体和含环氧基丙烯酸酯单体总质量的 om
[0019] 进一步的，制备过程中，所述的氟碳链丙烯酸酯单体为短氟碳链单体，其结构式 为
【主权项】
1. 一种具有磁热性能的超疏水防覆冰涂料，其特征是所述涂料的组分及其质量百分比 含量为： 含氟丙烯酸酯改性环氧树脂：20% -68% ; 无机颗粒：10 % -50% ; 有机溶剂：19 % -69% ; 所述的无机颗粒为磁性粒子或磁性粒子与非磁性粒子的混合。
2. 按照权利要求1所述的具有磁热性能的超疏水防覆冰涂料，其特征在于：所述非磁