一种硅氧烷树脂防覆冰涂层材料及其制备方法与流程

本发明属于化工涂料，涉及一种硅氧烷树脂防覆冰涂层材料及其制备方法。

背景技术：

1、飞机、风电设备和输电线路等结冰会影响工作效率，造成财产损失，甚至威胁生命安全。传统的防除冰措施包括热力除冰、机械除冰、化学除冰等，但存在效率低、能耗大以及维护成本高的缺点，机械除冰过程中还可能会对物体表面造成结构破坏。超疏水涂层优异的疏液性赋予涂层杰出的自清洁特性，利用超疏水涂层能够有效地遏制表面结冰现象，同时兼有低能耗、低污染等优点，使其在建筑物外表面、汽车挡风玻璃、太阳能挡板等场所都有广泛的应用前景，受到防除冰领域研究者们的青睐。

2、而现有的超疏水涂层在实际应用中，超疏水表面的微纳结构和化学涂层会因磨损老化造成疏冰性失效，超润滑表面内部的润滑液也会因重力、温度等因素有所损耗，造成疏冰性失效。且现有的仿生防冰表面大都只有在实验室的特定条件下才能展现出良好的疏冰性，在低温高湿条件下，疏冰性会大幅降低，易受环境因素的影响，因此，需要多途径增强仿生防冰表面耐久性和稳定性。

技术实现思路

1、针对现有技术问题和不足，本发明提供了一种硅氧烷树脂防覆冰涂层材料及其制备方法。

2、基于上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，一种疏水型纳米al(oh)3材料的制备方法，包括以下步骤：

4、将纳米al(oh)3粉体加入无水乙醇中，混合均匀，得到纳米al(oh)3溶胶凝胶，再将十七氟癸基三乙氧基硅烷、硬脂酸加入纳米al(oh)3溶胶凝胶中分散均匀，得到纳米al(oh)3溶胶凝胶混合液，将纳米al(oh)3溶胶凝胶混合液烘干、研磨过筛，即得疏水型纳米al(oh)3材料。

5、优选地，所述纳米al(oh)3溶胶凝胶混合液中，纳米al(oh)3的含量为31%～36%，无水乙醇的含量为60%～65%，十七氟癸基三乙氧基硅烷的含量为0.5%～1.5%，硬脂酸的含量为2%～3%。

6、进一步地，所述分散温度为255℃。

7、进一步地，所述分散速度为1200～1500r/min，时长为1.5～2h。

8、进一步地，所述烘干温度为60～100℃，时长为3～6h。

9、第二方面，本发明提供了一种由上述第一方面的制备方法制备的疏水型纳米al(oh)3材料。

10、第三方面，本发明提供了疏水型纳米al(oh)3材料在涂料中应用。

11、第四方面，本发明提供了一种硅氧烷树脂防覆冰涂层材料，以质量百分比计，由以下成分组成：硅氧烷树脂 20%～50%、疏水型纳米al(oh)315%～30%、疏水型纳米sio23%～6%、稀释剂 25%～45%、偶联剂 0.1%～5%、助剂0.7%～11.5%。

12、优选地，所述疏水型纳米al(oh)3、疏水型纳米sio2平均粒径为100nm。

13、优选地，所述硅氧烷树脂为sj-509。

14、优选地，所述稀释剂为ry306。

15、优选地，所述偶联剂为byk173。

16、优选地，所述助剂为消泡剂、分散剂、光滑剂。

17、优选地，所述硅氧烷树脂防覆冰涂层材料，以质量百分比计，由以下成分组成：硅氧烷树脂 20%～50%、疏水型纳米al(oh)315%～30%、疏水型纳米sio23%～6%、稀释剂 25%～45%、偶联剂 0.1%～5%、消泡剂 0.1%～5%、分散剂 0.1%～5%、光滑剂 0.5%～1.5%。

18、更优选地，所述消泡剂为有机硅消泡剂。

19、更优选地，所述分散剂为byk163。

20、更优选地，所述光滑剂为蜡粉。

21、第五方面，本发明提供了一种硅氧烷树脂防覆冰涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

22、（1）将硅氧烷树脂加入稀释剂中，分散均匀，得到第一混合物；

23、（2）将疏水型纳米al(oh)3、疏水型纳米sio2加入第一混合物中，分散均匀，得到第二混合物；

24、（3）将助剂、偶联剂加入第二混合物中，分散研磨后进行过滤，即得硅氧烷树脂防覆冰涂层材料。

25、进一步地，所述分散温度为255℃。

26、进一步地，步骤（1）中所述分散速度为400～600r/min，时长为10～15min。

27、进一步地，步骤（2）中所述分散速度为800～1200r/min，时长为30～60min。

28、进一步地，步骤（3）中所述分散速度为1200～1500r/min，时长为1～2h。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

30、1. 本发明对纳米al(oh)3改性的过程中，利用有机物分子中的十七氟癸基基团在纳米al(oh)3粉体表面的吸附作用以及游离基反应、螯合反应等对颗粒表面进行包覆改性，使纳米al(oh)3获得疏水性能。

31、2. 本发明的硅氧烷树脂防覆冰涂层材料，通过加入改性疏水纳米al(oh)3，以及其他组分的合理配比，大幅度提高水在涂料表面的接触角，达到了超疏水性能，从而实现防覆冰的效果，且具有良好的耐久性和稳定性。

32、3. 本发明制备过程中无需加热，环保节能，组分配比合理，节约成本，制备方法简单，易实现规模化生产。

技术特征：

1.一种疏水型纳米al(oh)3材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将纳米al(oh)3粉体加入无水乙醇中，混合均匀，得到纳米al(oh)3溶胶凝胶，再将十七氟癸基三乙氧基硅烷、硬脂酸加入纳米al(oh)3溶胶凝胶中分散均匀，得到纳米al(oh)3溶胶凝胶混合液，将纳米al(oh)3溶胶凝胶混合液烘干、研磨过筛，即得疏水型纳米al(oh)3材料。

2.如权利要求1所述的疏水型纳米al(oh)3材料的制备方法，其特征在于，所述纳米al(oh)3溶胶凝胶混合液中，纳米al(oh)3的含量为31%～36%，无水乙醇的含量为60%～65%，十七氟癸基三乙氧基硅烷的含量为0.5%～1.5%，硬脂酸的含量为2%～3%。

3.一种利用权利要求1或2所述的制备方法制备的疏水型纳米al(oh)3材料。

4.权利要求3所述疏水型纳米al(oh)3材料在涂料中的应用。

5.一种硅氧烷树脂防覆冰涂层材料，其特征在于，包含权利要3所述的疏水型纳米al(oh)3材料。

6.如权利要求5所述的硅氧烷树脂防覆冰涂层材料，其特征在于，以质量百分比计，由以下成分组成：硅氧烷树脂 20%～50%、疏水型纳米al(oh)3 15%～30%、疏水型纳米sio2 3%～6%、稀释剂 25%～45%、偶联剂 0.1%～5%、助剂0.7%～11.5%。

7.如权利要求5所述的硅氧烷树脂防覆冰涂层材料，其特征在于，所述助剂为消泡剂、分散剂、光滑剂中的至少一种。

8.如权利要求7所述的硅氧烷树脂防覆冰涂层材料，其特征在于，以质量百分比计，由以下成分组成：硅氧烷树脂 20%～50%、疏水型纳米al(oh)3 15%～30%、疏水型纳米sio2 3%～6%、稀释剂 25%～45%、偶联剂 0.1%～5%、消泡剂 0.1%～5%、分散剂 0.1%～5%、光滑剂0.5%～1.5%。

9.一种权利要求5所述的硅氧烷树脂防覆冰涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.如权利要求9所述的硅氧烷树脂防覆冰涂层材料，其特征在于，步骤（1）中所述分散速度为400～600r/min，步骤（2）中所述分散速度为800～1200r/min，步骤（3）中所述分散速度为1200～1500r/min。

技术总结本发明属于化工涂料技术领域，公开了一种硅氧烷树脂防覆冰涂层材料及其制备方法。所述防覆冰涂层材料以质量百分比计，由以下成分组成：硅氧烷树脂20%～50%、疏水型纳米Al(OH)315%～30%、疏水型纳米SiO23%～6%、稀释剂25%～45%、偶联剂0.1%～5%、助剂0.7%～11.5%。制备方法包括：制备疏水型纳米Al(OH)3材料后，将硅氧烷树脂、稀释剂、疏水型纳米Al(OH)3、疏水型纳米SiO2、助剂、偶联剂依次混合，分散研磨后进行过滤，即得防覆冰涂层材料。本发明制备过程中无需加热，环保节能，组分配比合理，节约成本，制备方法简单，易实现规模化生产。技术研发人员：王同帅,董连成,王东阳,陈淼,孙向阳,王杰,刘举受保护的技术使用者：可慧（河南）新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15