水性超疏水抗冰涂层的制作方法

本发明属于材料领域，具体是水性超疏水抗冰涂层。

背景技术：

1、结冰结霜给人们的生活引起诸多的不便，大量的结冰甚至会引起电力网络的故障，给交通运输造成极大的障碍，不但带来重大经济损失，而且给社会稳定造成了严重的危害。传统的除冰方法成本高，效率低，且对环境有害。研究表明，防覆冰涂料能够有效地防止冰雪的附着，其具有环境友好、能耗低、适用范围广等优越的性能，能够从根本上解决设备表面覆冰的难题。

2、但大部分已制备的超疏水表面并不能持久抗结冰，尤其是当超疏水表面遇到环境温度极低和湿度很大情况时超疏水表面抗结冰的情况并不是很理想，有时甚至其表面一旦结冰更难除去。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供水性超疏水抗冰涂层，使得抗冰涂层在环境温度极低和湿度很大的恶劣条件下，具有良好的长效去冰效果。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：水性超疏水抗冰涂层，所述涂层包括以下重量份的原料：6-10份溶剂、4-7份树脂、1-3份填料、0.4-0.9份分散剂和0.5-0.8份硅烷偶联剂；

3、所述填料包括炭黑、四氧化三铁、氧化铝和二氧化硅；

4、所述树脂包括环氧树脂和酚醛树脂；

5、所述溶剂为水性环保溶剂。

6、所述填料的粒径为1.5-2μm，所述填料中的二氧化硅为经过tmcs修饰的二氧化硅，

7、作为可实施例的一种，所述涂层包括以下重量份的原料：8份溶剂、5份树脂、1.2份填料、0.6份分散剂、0.7份硅烷偶联剂。

8、作为可实施例的一种，所述炭黑、四氧化三铁、氧化铝和二氧化硅的总量比为4～7:1～3:3～5:1～3。

9、作为可实施例的一种，所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂，所述酚醛树脂为邻甲酚线性酚醛环氧树脂，所述双酚a型环氧树脂和所述邻甲酚线性酚醛环氧树脂的质量比为2：1。

10、所述的水性超疏水抗冰涂层的制备方法包括以下步骤：

11、s1、将所述溶剂、树脂和所述分散剂搅拌分散均匀；

12、s2、向步骤s1中的产物中加入所述填料并分散均匀；

13、s3、将金属基材清洗并干燥；

14、s4、随后向所述金属基材表面涂覆步骤s2中的产物，固化后得到水性超疏水抗冰涂层。

15、作为可实施例的一种，步骤s1中，分散搅拌时间为0.5-6h，分散搅拌温度为80-100℃。

16、作为可实施例的一种，步骤s2中，分散搅拌时间为2-5h，分散搅拌温度为90-110℃。

17、作为可实施例的一种，步骤s3中，所述基材经过激光表面处理。

18、作为可实施例的一种，所述激光处理的峰值功率为1300w，中心波长为1050nm，数值孔径为50μm。

19、作为可实施例的一种，步骤s4中，在30-70℃固化1-2h，随后在30-50℃下固化2-24h。

20、本发明的有益效果是：本发明通过对填料和树脂的优化，通过超疏水/自热/电热使得抗冰涂层在恶劣的条件下具有良好的抗冰、除冰性能；通过对基材表面进行处理，使得涂层与基材牢固连接，有效提高了涂层的机械强度，能够长时间保持较好的抗冰、除冰性能。

技术特征：

1.水性超疏水抗冰涂层，其特征在于，所述涂层包括以下重量份的原料：6-10份溶剂、4-7份树脂、1-3份填料、0.4-0.9份分散剂和0.5-0.8份硅烷偶联剂；

2.根据权利要求1所述的水性超疏水抗冰涂层，其特征在于：所述涂层包括以下重量份的原料：8份溶剂、5份树脂、1.2份填料、0.6份分散剂。

3.根据权利要求1所述的水性超疏水抗冰涂层，其特征在于：所述炭黑、四氧化三铁、氧化铝和二氧化硅的总量比为4~7:1~3:3~5:1~3。

4.根据权利要求1所述的水性超疏水抗冰涂层，其特征在于：所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂，所述酚醛树脂为邻甲酚线性酚醛环氧树脂，所述双酚a型环氧树脂和所述邻甲酚线性酚醛环氧树脂的质量比为2：1。

5.根据权利要求1-4任一项所述的水性超疏水抗冰涂层，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的水性超疏水抗冰涂层，其特征在于：步骤s1中，分散搅拌时间为0.5-6h，分散搅拌温度为80-100℃。

7.根据权利要求5所述的水性超疏水抗冰涂层，其特征在于：步骤s2中，分散搅拌时间为2-5h，分散搅拌温度为90-110℃。

8.根据权利要求5所述的水性超疏水抗冰涂层，其特征在于：步骤s3中，所述基材经过激光表面处理。

9.根据权利要求8所述的水性超疏水抗冰涂层，其特征在于：所述激光处理的峰值功率为1300w，中心波长为1050nm，数值孔径为50μm。

10.根据权利要求5所述的水性超疏水抗冰涂层，其特征在于：步骤s4中，在30-70℃固化1-2h，随后在30-50℃下固化2-24h。

技术总结
本发明公开了水性超疏水抗冰涂层，所述涂层包括以下重量份的原料：6‑10份溶剂、4‑7份树脂、1‑3份填料、0.4‑0.9份分散剂和0.5‑0.8份硅烷偶联剂；所述填料包括炭黑、四氧化三铁、氧化铝和二氧化硅；所述树脂包括环氧树脂和酚醛树脂。本发明通过对填料和树脂的优化，使得抗冰涂层在恶劣的条件下具有良好的抗冰、除冰性能；通过对基材表面进行处理，使得涂层与基材牢固连接，有效提高了涂层的机械强度，能够长时间保持较好的抗冰、除冰性能。

技术研发人员：周益
受保护的技术使用者：四川颜鼎水性环保漆科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4