生物基光热自愈疏冰涂层的制备方法

本发明涉及的是一种防冰除冰材料领域的技术，具体是一种生物基光热自愈疏冰涂层的制备方法。

背景技术：

1、现有光热超疏水表面(shss)需要对光热填料进行复杂的改性，使得实际应用较为繁琐，光热填料取自不可再生和不可降解的原材料，这不仅导致石油资源的枯竭；而且还会对环境保护和人类健康造成重大损害，而当前的shss不具备自愈能力，使其受损后容易丧失特性，缩短其使用寿命。

技术实现思路

1、本发明针对现有光热涂层的不可持续性和耐久性差等问题，提出一种生物基光热自愈疏冰涂层的制备方法，具有优异的超疏水性、耐腐蚀性、疏冰性能和紫外屏蔽性能；更重要的是，该生物基光热自愈疏冰涂层表现出优异的光热自愈性能和闭环可回收性，可促进光热疏冰涂层和碳基复合涂层的可持续发展，同时可有效延长涂层的使用寿命，创造更大的经济效益和环境效益。该方法简单易操作，无需使用特制的仪器设备，且可操作性强，易于工业化生产。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明涉及一种生物基光热自愈疏冰涂层的制备方法，将香草醛与二元胺加热反应制成固化剂后，与环氧大豆油在催化剂作用下反应得到环氧预聚物；将环氧预聚物溶解于有机溶剂中浇铸在基底并在固化后进一步将多壁碳纳米管分散液喷涂在固化的涂层表面，得到生物基光热自愈疏冰涂层。

4、所述的二元胺为丁二胺、己二胺、戊二胺或癸二胺。

5、所述的香草醛与二元胺的用量，按醛基与氨基摩尔比1:1。

6、所述的固化剂与环氧大豆油的用量，按羟基与环氧基摩尔比0.6:1。

7、所述的催化剂为钛酸四丁酯、1-甲基咪唑或n,n-二甲氨基吡啶，其用量为环氧大豆油与固化剂总重量的0.5～1％。

8、所述的有机溶剂为四氢呋喃。

9、所述的多壁碳纳米管分散于氯仿中，浓度为0.5mg/ml～4mg/ml。

10、所述的固化，先在60-100℃的环境下真空放置4-8h；再在130-160℃固化1.5h。

11、所述的生物基光热自愈疏冰涂层，优选在喷涂多壁碳纳米管分散液后，经130-160℃固化0.5h。

12、技术效果

13、本发明选用环氧大豆油，香草醛和生物基二元胺这三种可再生资源为原料，利用溶剂的溶解或溶胀能力，通过喷涂的方式将多壁碳纳米管喷涂在树脂表面，可以自形成微纳结构，从而赋予涂层优异的超疏水性、液滴弹跳性、耐腐蚀性和防除冰性能。与裸铝相比，本发明结冰延迟时间延长了9.4倍；冰附着强度降低了18.6倍。此外，碳纳米管的光热特性可以赋予涂层优异的光热除霜/冰性能。由于生物基动态固化剂的键交换能力和碳纳米管的光热特性可以赋予疏冰涂层优异的光热自愈特性，可以更精准更高效的实现损伤处的自愈。此外，由于动态固化剂中的亚胺特性，还可以赋予涂层优异的闭环回收性能和紫外屏蔽性能。为光热疏冰涂层以及光热材料的循环利用提供新策略。

技术特征：

1.一种生物基光热自愈疏冰涂层的制备方法，其特征在于，将香草醛与二元胺加热反应制成固化剂后，与环氧大豆油在催化剂作用下反应得到环氧预聚物；将环氧预聚物溶解于有机溶剂中浇铸在基底并在固化后进一步将多壁碳纳米管分散液喷涂在固化的涂层表面，得到生物基光热自愈疏冰涂层。

2.根据权利要求1所述的生物基光热自愈疏冰涂层的制备方法，其特征是，所述的二元胺为丁二胺、己二胺、戊二胺或癸二胺。

3.根据权利要求1所述的生物基光热自愈疏冰涂层的制备方法，其特征是，所述的香草醛与二元胺的用量，按醛基与氨基摩尔比1:1。

4.根据权利要求1所述的生物基光热自愈疏冰涂层的制备方法，其特征是，所述的固化剂与环氧大豆油的用量，按羟基与环氧基摩尔比0.6:1。

5.根据权利要求1所述的生物基光热自愈疏冰涂层的制备方法，其特征是，所述的催化剂为钛酸四丁酯、1-甲基咪唑或n,n-二甲氨基吡啶，其用量为环氧大豆油与固化剂总重量的0.5～1％。

6.根据权利要求1所述的生物基光热自愈疏冰涂层的制备方法，其特征是，所述的有机溶剂为四氢呋喃。

7.根据权利要求1所述的生物基光热自愈疏冰涂层的制备方法，其特征是，所述的多壁碳纳米管分散于氯仿中，浓度为0.5mg/ml～4mg/ml。

8.根据权利要求1所述的生物基光热自愈疏冰涂层的制备方法，其特征是，所述的固化，先在60-100℃的环境下真空放置4-8h；再在130-160℃固化1.5h。

9.根据权利要求1所述的生物基光热自愈疏冰涂层的制备方法，其特征是，所述的生物基光热自愈疏冰涂层，在喷涂多壁碳纳米管分散液后，经130-160℃固化0.5h。

10.一种生物基光热自愈疏冰涂层，其特征在于，根据权利要求1-9中任一所述方法制备得到。

技术总结一种生物基光热自愈疏冰涂层的制备方法，将香草醛与二元胺加热反应制成固化剂后，与环氧大豆油在催化剂作用下反应得到环氧预聚物；将环氧预聚物溶解于有机溶剂中浇铸在基底并在固化后进一步将多壁碳纳米管分散液喷涂在固化的涂层表面，得到生物基光热自愈疏冰涂层。本发明具有优异的超疏水性、耐腐蚀性、疏冰性能和紫外屏蔽性能；更重要的是，该生物基光热自愈疏冰涂层表现出优异的光热自愈性能和闭环可回收性，可促进光热疏冰涂层和碳基复合涂层的可持续发展，同时可有效延长涂层的使用寿命，创造更大的经济效益和环境效益。该方法简单易操作，无需使用特制的仪器设备，且可操作性强，易于工业化生产。技术研发人员：黄小彬,王祥昭,盛浩强受保护的技术使用者：上海交通大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18