一种超疏水防冰涂层及其制备方法

本发明涉及超疏水涂层，具体而言，涉及一种超疏水防冰涂层及其制备方法。

背景技术：

1、近年来，大量风场向高海拔、低气温的地区发展，因此，风力机在低温潮湿的环境下易发生结冰现象，结冰会导致风力机发电功率降低，影响风力机结构的安全性能。现有的除冰方法包括机械除冰、人工除冰、超声波除冰等，存在成本高、耗能大等问题。通过在风力机结构表面涂覆疏水涂层有望解决上述问题。防冰涂层除需要具有较佳的疏水性能，以确保防冰性能，还需要具有较好的耐磨性，以确保涂层的使用寿命。然而，现有的疏水涂层难以同时兼具较佳的疏水性能和较佳的耐磨性。另外，现有的疏水涂层的制备工艺复杂，制备成本较高。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是以下问题的至少一种：现有的疏水涂层难以同时兼具较佳的疏水性能和较佳的耐磨性；现有的疏水涂层的制备工艺复杂，制备成本较高。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种超疏水防冰涂层的制备方法，包括：

4、步骤s1、将疏水sio2纳米颗粒分散于聚氨酯溶液中，得到分散液；

5、步骤s2、将聚二甲基硅氧烷(pdms)与固化剂混合后，加入到所述分散液中，进行第一次分散处理，得到第一混合液；

6、步骤s3、将聚氨酯树脂加入所述第一混合液中，进行第二次分散处理，得到第二混合液；

7、步骤s4、将所述第二混合液涂覆于基材上，固化处理，得到超疏水防冰涂层。

8、较佳地，所述步骤s1中，所述将疏水sio2纳米颗粒分散于聚氨酯溶液中，得到分散液，包括：将质量为m的所述疏水sio2纳米颗粒分散于体积为v的所述聚氨酯溶液中，得到所述分散液；所述m与所述v之比为(0.6-1)：(15-25)g/ml。

9、较佳地，所述步骤s3中，所述第二混合液中所述疏水sio2纳米颗粒、所述聚二甲基硅氧烷、所述固化剂和所述聚氨酯树脂的质量之比为(0.6-1)：1：0.1：(0.6-0.8)。

10、较佳地，所述步骤s4中，所述固化处理的温度为50-100℃，时间为1-2h。

11、较佳地，所述步骤s2中，所述第一次分散处理包括超声分散30-50min和磁力搅拌30-50min。

12、较佳地，所述步骤s3中，所述第二次分散处理包括超声分散10-20min和磁力搅拌10-20min。

13、较佳地，步骤s2中，所述聚二甲基硅氧烷包括美国道康宁公司生产的型号为sylgard184的硅橡胶。

14、较佳地，步骤s4中，所述基材包括玻璃钢片和玻璃钢翼型中的一种。

15、较佳地，步骤s4中，所述超疏水防冰涂层的厚度为150-250nm。

16、本发明还提供了一种超疏水防冰涂层，采用如上所述的超疏水防冰涂层的制备方法制得。

17、与现有技术相比，本发明制得的超疏水防冰涂层，以聚氨酯为基体体系，在该体系中加入疏水sio2纳米粒子，从而使得涂层具有较佳的疏水性能；另外，疏水sio2纳米粒子具有大的比表面积，其与作为骨架材料的聚氨酯相互作用，构筑了涂层粗糙的表面结构，有利于提升涂层的强度，同时也能增强涂层的抗磨损性及疏水性；pdms具有较低的表面能，涂层中引入pdms，使得涂层表面具有较低的表面能，从而进一步提高的涂层疏水性；涂层中引入聚氨酯树脂，能够进一步增强了涂层的化学稳定性及耐磨性。另外，该超疏水防冰涂层涂覆于基材上后，可以有效降低冰层在基材上的覆冰粘附强度，有利于冰层的去除。综上，本发明所制备的超疏水防冰涂层不仅拥有优异的疏水性、耐磨性，还具有良好的化学稳定性。另外，本发明超疏水防冰涂层的制备方法具有工艺简单、污染少和成本低的优势。

技术特征：

1.一种超疏水防冰涂层的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的超疏水防冰涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述将疏水sio2纳米颗粒分散于聚氨酯溶液中，得到分散液，包括：将质量为m的所述疏水sio2纳米颗粒分散于体积为v的所述聚氨酯溶液中，得到所述分散液；所述m与所述v之比为(0.6-1)：(15-25)g/ml。

3.根据权利要求2所述的超疏水防冰涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述第二混合液中所述疏水sio2纳米颗粒、所述聚二甲基硅氧烷、所述固化剂和所述聚氨酯树脂的质量之比为(0.6-1)：1：0.1：(0.6-0.8)。

4.根据权利要求1所述的超疏水防冰涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中，所述固化处理的温度为50-100℃，时间为1-2h。

5.根据权利要求1所述的超疏水防冰涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述第一次分散处理包括超声分散30-50min和磁力搅拌30-50min。

6.根据权利要求1所述的超疏水防冰涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述第二次分散处理包括超声分散10-20min和磁力搅拌10-20min。

7.根据权利要求1所述的超疏水防冰涂层的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述聚二甲基硅氧烷包括美国道康宁公司生产的型号为sylgard184的硅橡胶。

8.根据权利要求1所述的超疏水防冰涂层的制备方法，其特征在于，步骤s4中，所述基材包括玻璃钢片和玻璃钢翼型中的一种。

9.根据权利要求1所述的超疏水防冰涂层的制备方法，其特征在于，步骤s4中，所述超疏水防冰涂层的厚度为150-250nm。

10.一种超疏水防冰涂层，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的超疏水防冰涂层的制备方法制得。

技术总结本发明涉及超疏水涂层技术领域，具体而言，涉及一种超疏水防冰涂层及其制备方法；该方法，包括：将疏水SiO<subgt;2</subgt;纳米颗粒分散于聚氨酯溶液中，得到分散液；将聚二甲基硅氧烷与固化剂混合后，加入到所述分散液中，进行第一次分散处理，得到第一混合液；将聚氨酯树脂加入所述第一混合液中，进行第二次分散处理，得到第二混合液；将所述第二混合液涂覆于基材上，固化处理，得到超疏水防冰涂层。本发明所制备的超疏水防冰涂层不仅拥有优异的疏水性、耐磨性，还具有良好的化学稳定性。技术研发人员：许智,张婷,李岩,冯放,廉洋洋,刘志远受保护的技术使用者：东北农业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18