一种自修复光热除冰涂料及其制备方法和应用

本发明涉及涂料或填料，尤其是涉及一种自修复光热除冰涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、结冰是一种普遍存在的自然现象，它会造成重大的经济损失，并对人类生命安全和设备的稳定性产生非常不利的影响。在真实的低于冰点的环境中，材料表面很容易结冰，并且除冰工作仍旧是现阶段难以解决的问题，目前主流的除冰方法包括机械除冰，机械除冰会使冰块在表面发生撞击摩擦等情况，难以避免，导致材料表面出现的划痕、微孔和磨损，也会对材料的安全性和使用寿命产生负面影响。

2、自润滑自修复涂层是一种新型的功能性涂层，具有自动修复表面缺陷和减少摩擦磨损的能力。其研究背景主要源于对材料表面性能提升的需求，以及对持久耐用材料的追求。涂层中的功能元素能够在受损时自动填补裂纹或缺陷，恢复涂层的完整性。同时功能元素的释放后的润滑性能至关重要，影响摩擦系数和耐磨性能。中国专利cn112962066a公开了一种氧化铬宽温域自润滑自修复涂层的制备方法，氧化铬涂层具有较好的自润滑和自修复性能，但未能起到除冰作用。

3、因此，亟需研究一种具有自润滑、自修复的除冰材料，以满足各种除冰需求。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种自修复光热除冰涂料及其制备方法和应用。制备的自修复涂层具有光热转换效率高、具备自润滑自修复功能以及减少摩擦磨损，且延长了原涂层的寿命和耐久性，且在光照条件下可起到主动除冰与被动抗冰功能。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明提供一种自修复光热除冰涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

4、s1：将聚砜溶于二氯甲烷中搅拌，得到二氯甲烷混合液，再向二氯甲烷混合液中缓慢滴加桐油并搅拌均匀，再将带有桐油的二氯甲烷混合液缓慢滴加至溶剂中水浴加热并搅拌均匀，冷却干燥后得到胶囊颗粒；

5、s2：将乙酸乙酯滴加至预热后的环氧树脂中搅拌，再将s1中得到的胶囊颗粒加入至预热的环氧树脂中搅拌均匀，随后加入导电聚合物基光热材料继续搅拌，得到自修复光热除冰涂料；

6、或，将s1中的胶囊颗粒与表面活性剂一并加入吡咯溶液中混合均匀，随后加入六水三氯化铁溶液搅拌均匀、离心干燥后得到光热胶囊颗粒，再将光热胶囊颗粒加入环氧树脂中搅拌均匀，得到自修复光热除冰涂料。

7、进一步地，s1中，所述二氯甲烷混合液中包括聚砜1份、桐油1-1.5份以及二氯甲烷20份。

8、进一步地，s1中，所述溶剂中包括pva(0.4-0.6)份、明胶或阿拉伯胶(0.4-0.6)份、去离子水50份。

9、进一步地，s1中，所述胶囊颗粒为核壳结构，包括内核和外壳，所述内核为桐油或烯烃油，所述外壳为聚砜、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种；

10、所述胶囊颗粒的粒径为10μm-120μm或400-700nm。

11、进一步地，s2中，所述环氧树脂预热至55℃-65℃。

12、进一步地，s2中，所述导电聚合物基光热材料采用导电聚合物对纳米材料进行包覆得到的；

13、所述导电聚合物包括聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺中的一种；

14、所述纳米材料选自纳米碳粉、纳米六方氮化硼、纳米碳化硼、纳米二硫化钼、纳米碳化钼中的一种。

15、进一步地，s2中，制备过程为：将乙酸乙酯滴加至预热后的环氧树脂中搅拌，再将s1中得到的胶囊颗粒加入至预热的环氧树脂中搅拌均匀，随后加入聚吡咯基光热材料继续搅拌，得到自修复光热除冰涂料。

16、进一步地，所述六水三氯化铁溶液通过氯化铁、浓盐酸溶于去离子水中搅拌均匀得到；

17、所述六水三氯化铁溶液的浓度为(0.2-0.4)m；

18、所述吡咯溶液中包括吡咯单体(0.2-0.5)份；

19、所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，所述十二烷基苯磺酸钠在吡咯单体中的质量分数为4-6％。

20、本发明还提供一种自修复光热除冰涂料。

21、本发明还提供一种自修复光热除冰涂料的应用，将自修复光热除冰涂料用于除冰剂、润滑剂的制备过程中。

22、与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

23、1、本发明通过制备核壳结构的胶囊颗粒并与聚吡咯基光热材料混合制备的自修复涂料具有光热转换效率高、具备自润滑自修复功能以及减少摩擦磨损的特点。

24、2、本发明制备的自修复光热除冰涂料延长了原涂料的寿命和耐久性，且在光照条件下可起到主动除冰与被动抗冰功能。

技术特征：

1.一种自修复光热除冰涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种自修复光热除冰涂料的制备方法，其特征在于，s1中，所述二氯甲烷混合液中包括聚砜1份、桐油1-1.5份以及二氯甲烷20份。

3.根据权利要求1所述的一种自修复光热除冰涂料的制备方法，其特征在于，s1中，所述溶剂中包括pva(0.4-0.6)份、明胶或阿拉伯胶(0.4-0.6)份、去离子水50份。

4.根据权利要求1所述的一种自修复光热除冰涂料的制备方法，其特征在于，s1中，所述胶囊颗粒为核壳结构，包括内核和外壳，所述内核为桐油或烯烃油，所述外壳为聚砜、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种；

5.根据权利要求1所述的一种自修复光热除冰涂料的制备方法，其特征在于，s2中，所述环氧树脂预热至55℃-65℃。

6.根据权利要求1所述的一种自修复光热除冰涂料的制备方法，其特征在于，s2中，所述导电聚合物基光热材料采用导电聚合物对纳米材料进行包覆得到的；

7.根据权利要求1所述的一种自修复光热除冰涂料的制备方法，其特征在于，s2中，制备过程为：将乙酸乙酯滴加至预热后的环氧树脂中搅拌，再将s1中得到的胶囊颗粒加入至预热的环氧树脂中搅拌均匀，随后加入聚吡咯基光热材料继续搅拌，得到自修复光热除冰涂料。

8.根据权利要求7所述的一种自修复光热除冰涂料的制备方法，其特征在于，所述六水三氯化铁溶液通过氯化铁、浓盐酸溶于去离子水中搅拌均匀得到；

9.一种如权利要求1-8任一所述的制备方法得到的自修复光热除冰涂料。

10.一种如权利要求9所述的自修复光热除冰涂料的应用，其特征在于，将自修复光热除冰涂料用于除冰剂、润滑剂的制备过程中。

技术总结本发明涉及一种自修复光热除冰涂料及其制备方法和应用。其中制备方法包括：将聚砜溶于二氯甲烷中并搅拌，得到二氯甲烷混合液，再向二氯甲烷混合液中缓慢滴加桐油并搅拌均匀，再将带有桐油的二氯甲烷混合液缓慢滴加至溶剂中水浴加热并搅拌均匀，冷却干燥后得到胶囊颗粒；将乙酸乙酯滴加至预热后的环氧树脂并搅拌，再将胶囊颗粒、导电聚合物基光热材料加入环氧树脂中继续搅拌，得到自修复光热除冰涂料。与现有技术相比，本发明制备的自修复涂料具有光热转换效率高、具备自润滑自修复功能以及减少摩擦磨损，且延长了原涂料的寿命和耐久性，且在光照条件下可起到主动除冰与被动抗冰功能。技术研发人员：张玉良,王斐,舒婷,秦颖,董丽华受保护的技术使用者：上海海事大学技术研发日：技术公布日：2024/6/26