CN102153950A

CN102153950A - 金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN102153950A
Application number: CN2011100472780A
Authority: CN
Inventors: 吴仲岿; 易辉; 黄硕; 陈勇; 刘远朋; 万晓东; 蔡大池; 张锐; 王艺峰
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT; State Grid Electric Power Research Institute
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT; State Grid Electric Power Research Institute
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2031-02-28
Also published as: CN102153950B

Abstract

本发明涉及一种金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料及其制备方法。金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：1)采用电化学法制得金属醇盐，2)制备金属有机化合物溶胶，3)按照金属有机化合物溶胶∶二甲苯∶丙酮∶有机硅橡胶涂料＝1g∶1.3～3g∶0.16～0.5g∶3～5.5g，选取金属有机化合物溶胶、二甲苯、丙酮、有机硅橡胶涂料；金属有机化合物溶胶用二甲苯和丙酮溶解后加入到有机硅橡胶涂料中，搅拌混合，再用超声波震荡除去气泡，再通过搅拌或研磨使混合物分散均匀，从而制得金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料。该防覆冰涂料具有良好的防覆冰效果，该方法工艺简单。

Description

金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于有机金属化学与材料表界面技术领域，具体涉及一种金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料及其制备方法。

背景技术

冻雨对高压电缆、电线、通讯设备、航天器、桥梁、公路、机场等室外设施会造成严重的影响。近年来，随着经济的快速发展，冻雨雪对户外设施的损害也日益严重，引起世界各国相关科学工作者的密切关注。2008年1月10日以来，中国南方地区出现了历史上罕见的持续的大范围低温、雨雪冰冻极端自然灾害天气，电力设施大范围损毁，电网结构遭到严重破坏，致使中国16个省(区)的电力系统运行受到影响。此次雪灾给电网造成巨大的经济损失，仅国家电网公司系统损失就达104.5亿元，恢复预计需耗资达390亿。因此，对电力设施电线、通讯设备、航天器、桥梁、公路等进行防覆冰处理具有十分重要的开发和应用价值[涂料工业，2006，36(3)：8-9]。

目前，防冰除冰方法和技术的研究与应用已经成为在雨雪冰冻极端自然灾害环境中保证电力设施正常运行的重要措施。防冰、除冰技术不但受到电力系统关注，而且在航空、航海和交通等行业也十分关心。防冰除冰的具体方案可大体划分为五类：即热力防冰方法、机械除冰方法、自然被动法、涂料防冰方法和其它防冰方法，这些方法在工程实践中都有应用实例，并取得了一定的效果。值得注意的是，使用防覆冰涂料(即利用憎水性和憎冰性涂料)达到防覆冰目的是一种使用较为广泛的防冰除冰方法之一，特别是对高压电缆、电线等输电线路的冰雪灾害的防护具有十分重要的意义。迄今，已经有防覆冰涂料应用在飞机、汽车、火车的防覆冰防雪上，这些涂料主要以增加憎水性为目的[Advances in Polymer Technology，2005，24，(1)：51-61]，例如以有机氟、有机硅、烷烃及烯烃等类化合物为基体的丙烯酸烘漆、聚四氟乙烯及有机硅漆等[Acta Physico-Chimica Sinica，2010，26(5)：1457-1462]。虽然防覆冰涂料已有较长的研究历史，但是在电力电网设施的防覆冰实际应用仍有存在一定的局限性，例如有机硅涂料、有机氟涂料等具有低的表面能，可以降低表面水的吸附，防止覆冰的形成。然而，由于电力电网设施往往处于野外环境之中，光照、有机污染物吸附等因素长期作用，往往会使上述涂料的表面能增大，导致憎水性降低，从而大大影响其防覆冰效果和使用寿命。此外，这些防覆冰涂料直接用于高压电缆、电线等输电线路的冰雪灾害的防护还具有一定的问题，它们主要以增加憎水性为目的，但对降低冰点效果作用不大，这往往会对它的实际防覆冰效果产生较大的影响。有研究表明，现有的氟塑料、硅橡胶等憎水涂料，有较好的超疏水性能，但无明显的防覆冰性能[Langmuir，2006，22(6)：2433-2436]。也有研究表明使用低表面张力和粘合力等憎水性物质，除冰效果有限并只在湿雪条件下起作用，而且这种防冰涂料的防冰能力会随时间逐渐失去效力，防冰持久性有限[中国专利，公开号：CN 101358106A]。

发明内容

本发明主要针对我国电力系统覆冰发生率高、危害性大的特点，提供一种金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料及其制备方法，该防覆冰涂料具有良好的防覆冰效果，该方法工艺简单。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料，其特征在于它由金属有机化合物溶胶、二甲苯、丙酮和有机硅橡胶涂料制备而成，各原料配比为：金属有机化合物溶胶∶二甲苯∶丙酮∶有机硅橡胶涂料＝1g∶1.3～3g∶0.16～0.5g∶3～5.5g。

所述的金属有机化合物溶胶的化学结构式如式1；

其中M为Fe、Cu、Ti、Al、Mg或Ni等金属原子，R₁的化学结构如式2；

R₂的化学结构式如式3；

上述金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：1)采用电化学法制得金属醇盐，2)制备金属有机化合物溶胶，3)按照金属有机化合物溶胶∶二甲苯∶丙酮∶有机硅橡胶涂料＝1g∶1.3～3g∶0.16～0.5g∶3～5.5g，选取金属有机化合物溶胶、二甲苯、丙酮、有机硅橡胶涂料；金属有机化合物溶胶用二甲苯和丙酮溶解后加入到有机硅橡胶涂料中，搅拌混合，再用超声波震荡除去气泡，再通过搅拌或研磨等方法使混合物分散均匀，从而制得金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料。

所述采用电化学法制得金属醇盐的步骤为：

(1)电解液及电极的制备：

首先将异丙醇用4号分子筛除水，然后配制100～300mL的0.0015mol/L～0.005mol/L的(Bu₄N)Br的异丙醇溶液作为电解液；再取纯度为≥99wt％的金属片(金属铝片、金属铁片、金属铜片、金属钛片、金属镁片或者金属镍片)，将其裁剪成宽2～3cm、长5～7cm的长方形片材2个，再用04^#型金相砂纸对2个片材进行打磨至其表面光滑，再将2个片材浸入到40g～50g的丙酮中，浸泡9～20h进行2个片材表面活化，分别作为电解阳极和电解阴极；

(2)金属醇盐的制备：

将步骤(1)中所得的电解阳极和电解阴极分别连接到稳压电源(HYL-A型直流电源，延吉市永恒电化学仪器厂)上，浸入到用无分隔电解槽(由250mL容量瓶制成)盛装的在步骤(1)中所得的电解液100mL～300mL中，加入磁子，采用氮气保护，再调节电解阴极、电解阳极距离为4～8mm，在电源电压8～16V范围内，电流0.1～0.5A范围内，温度在25℃～60℃的条件下，电解4.5～16h，得到悬浊液；再采用旋转蒸发仪(予华旋转蒸发器)将制得的悬浊液蒸干；将蒸发瓶内的固体物质取出，真空干燥3～6h后制得金属醇盐。

所述制备金属有机化合物溶胶的步骤为：按金属醇盐∶三丙二醇∶丙三醇＝5～15g∶20g～30g∶3～5g，选取金属醇盐、三丙二醇和丙三醇，将金属醇盐与三丙二醇搅拌反应30～70min，然后再向其中加入丙三醇，继续搅拌反应2～6h，制得金属有机化合物溶胶。

步骤3)所述的搅拌混合为：用玻璃棒搅拌混合5～10min。

步骤3)所述的超声波震荡的时间为：15～30min；超声波的功率为100W，工作频率为40KHZ。

步骤3)所述的研磨为：倒入锥型磨中研磨60～80min。

本发明所述的一种具有融冰功能的：金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料，采用金属有机化合物与有机硅涂料进行物理混合复配，从而制备高性能复合防覆冰涂料。首先，本发明所述的一种具有融冰功能的金属有机化合物/有机硅复合防覆冰涂料具有良好的防覆冰与除冰功能。其次，本发明所述的复合防覆冰涂料具有融冰功能，当冰附着到涂层表面，金属有机化合物会迁移到涂层表面与冰反应，析出水溶性小分子化合物(例如醇类)和金属氧化物(例如氧化铝)，其中的水溶性小分子化合物能降低冰点，有效使冰融解，达到除冰功能，析出的金属氧化物具有良好的光谱吸热性，能够有效吸收热量，使材料表面温度升高，阻碍覆冰的产生或者提供融化覆冰的热能，进一步提高材料的防冰、除冰效能，因此，本发明的具有融冰效果的复合防覆冰涂料具有防覆冰、除冰的高效性。此外，本发明的具有融冰效果的防覆冰复合涂料利用有机硅橡胶受环境极性影响易发生相翻转的特性，使得分散在涂层中的金属有机化合物只在表面覆冰时才向界面迁移并与水分子反应，干燥环境下金属有机化合物向界面内迁移，这样金属有机化合物便不会与水分反应，并且材料表面由于有机硅处于表面，因此材料表面具有高憎水性能，能够有效防止水的附着，使涂层表面保持干燥，有效保持了本发明的具有融冰效果的防覆冰复合涂料的防冰、除冰的长效性。

本发明所述的一种具有融冰功能的金属有机化合物/有机硅复合防覆冰涂料，以高憎水有机材料底料作为涂料，降低基材的表面能，可以有效降低基材表面的水份附着；再利用以溶胶形式分散的有机底料，有机金属化合物遇水份分解，能够释放出有效降低凝固点的物质，降低冰的融冰温度从而有效促进覆冰融化，同时其所产生的金属氧化物具有良好的光谱吸热性，能够使表面温度升高，阻碍覆冰的产生或者提供融化覆冰的热能，从而实现防冰和除冰相结合以达到防覆冰涂料的高效性、长效性的目的。该防覆冰复合涂料不仅对不同的基材都具有良好的附着力、较高的热传导性、光谱吸热性，更重要的是其外层表面具有低表面张力、高憎水、憎冰性和降低融冰温度的性能，可最大限度地减少水和冰的附着力，使其极易脱落，从而达到防止覆冰和除冰的目的。

本发明所述的一种具有融冰功能的金属有机化合物/有机硅复合防覆冰涂料，能够用于防止和预防电力系统及通信网络的输电线路、导线、导线金具、杆塔、拉线、拉线固定件等电力与通信设施的覆冰，也可用于防止和预防道路、桥梁、房屋的覆冰，航天器、交通运输工具的覆冰等方面具有十分广泛的用途。该防覆冰复合涂料的使用方法简单方便，可以采用刷涂、擦涂、手工辊筒施工、空气喷枪或无空气喷枪喷涂、静电喷涂、热喷涂、辊涂、浸涂等常规的施工方法。同时，该防覆冰复合涂料的制备工艺简单，制备过程易于控制，成本低廉，并且具有良好的可重复利用性能。

本发明的有益效果是：本发明所述的一种具有融冰功能的金属有机化合物/有机硅复合防覆冰涂料具有很好的防覆冰性能，具有可降低输电导线覆冰量、快速除冰的效果，具有防污闪涂料的功能，具有良好的防污与自清洁性能，可以提高电气设备在各种恶劣气象条件下的防污性能。同时，该防覆冰复合涂料为绝缘涂料，对施涂基材表面无破坏和腐蚀作用，不影响基材的正常使用功能。

附图说明

图1是本发明实施例1得到的具有融冰功能的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料的第一次防覆冰和融冰测试效果图(防覆冰测试实验是在-3±2℃温度范围内进行的)；

其中，T曲线代表的是未涂覆任何涂料的铁片的融冰曲线，A曲线代表的是涂有普通有机硅涂料(PRTV，河北硅谷化工有限公司)的铁片的融冰曲线，Am代表的是涂有具有融冰功能的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料的铁片的融冰曲线；纵坐标为样片表面覆冰的冰层厚度，横坐标为时间。

图2是本发明实施例1得到的具有融冰功能的金属化合物有机硅防覆冰复合涂料的再次防覆冰和融冰测试效果图(防覆冰测试实验是在-3±2℃温度范围内进行的)；

其中，A曲线代表的是涂有普通有机硅涂料(PRTV，河北硅谷化工有限公司)的铁片的融冰曲线，Am代表的是涂有具有融冰功能的金属化合物有机硅防覆冰复合涂料的铁片的融冰曲线；纵坐标为样片表面覆冰的冰层厚度，横坐标为时间。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料的制备方法，它包括如下步骤：

1)采用电化学法制得金属醇盐：

(1)电解液及电极的制备：

首先将异丙醇用4号分子筛除水，然后配制180mL的0.0015mol/L的(Bu₄N)Br的异丙醇溶液作为电解液；再取纯度为99wt％金属铝片，将其裁剪成宽3cm、长6cm的长方形片材2个，再用04^#型金相砂纸对2个片材进行打磨至其表面光滑，再将2个片材浸入到40g的丙酮中，浸泡10h进行金属片表面活化，分别作为电解阳极和电解阴极；

(2)金属醇盐的制备：

将步骤(1)中所得的电解阳极和电解阴极分别连接到稳压电源(HYL-A型直流电源，延吉市永恒电化学仪器厂)上，浸入到用无分隔电解槽(由250mL容量瓶制成)盛装的在步骤(1)中所得的电解液180mL中，加入磁子，采用氮气保护，再调节电解阳极与电解阴极距离为5mm，在电源电压14V，电流0.15A，温度35℃的条件下，电解6h，得到悬浊液；再采用旋转蒸发仪(予华旋转蒸发器)将制得的悬浊液蒸干；将蒸发瓶内的固体物质取出，真空干燥3h后制得金属醇盐；

2)金属有机化合物溶胶的制备：

取10g金属醇盐，与23.08g的三丙二醇搅拌反应40min，然后再向其中加入3.68g的丙三醇，继续搅拌反应2.5h，制得金属有机化合物溶胶；

3)金属有机化合物溶胶与有机硅涂料的混合、复配：

取金属有机化合物溶胶1.0g，二甲苯1.39g，丙酮0.167g，有机硅橡胶涂料(PRTV，河北硅谷化工有限公司)4.45g，将它们置于烧杯中，用玻璃棒搅拌混合5min，再用超声波震荡20min除去气泡，再将混合物倒入锥型磨(QZM型，天津永利达材料试验机有限公司)中研磨60min，得到具有融冰功能的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料。

图1是本发明实施例1得到的具有融冰功能的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料的第一次防覆冰和融冰测试效果图。测试过程为：分别取8cm×12cm的铁片，自然晾干，再取10gPRTV有机硅涂料，用刷涂的方法涂覆于8cm×12cm的铁片上，自然晾干，最后取10g本发明复合防覆冰涂料，用刷涂的方法涂覆于8cm×12cm的铁片上，自然晾干；将3个样片呈15°角倾斜放置于改装后的冰柜内，控制温度在-3±2℃的范围内，每隔10min向样片喷水，持续2个小时之后，停止喷水，每隔30min观察样片表面情况以及冰层厚度(称量样片质量，与样片初始质量相减，可得覆冰的质量，换算为体积后，将冰的体积除以铁片表面积，可得冰层厚度)，将样片表面冰层厚度与时间的变化关系作图，即得图1。

图1中，从曲线T和曲线A的变化趋势可以看出，未涂覆任何涂料的铁片和涂有普通PRTV有机硅涂料的样片表面覆冰厚度随着时间的延长没有明显的变化，表明铁片、PRTV涂层并不具有融冰性能。曲线Am的变化趋势显示涂有具有融冰功能的金属有机化合物/有机硅复合防覆冰涂料的铁片上，冰层厚度随着时间的增长逐渐降低，当测试进行到9.7小时后，冰层厚度由原来的5.6mm下降到0.07mm，说明本发明一种具有融冰功能的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料具有良好的融冰防覆冰性能。

图2是是本发明实施例1得到的具有融冰功能的金属化合物有机硅防覆冰复合涂料的再次防覆冰和融冰测试效果图。选择第一次防覆冰和融冰测试后的样片，将其静置24h，自然晾干，再次进行防覆冰和融冰测试，测试过程同上。

图2中，曲线Am的变化趋势显示涂有具有融冰功能的金属化合物有机硅防覆冰复合涂料的铁片上，冰层厚度随着时间的增长逐渐降低，当测试进行到9.6小时后，冰层厚度从原来的0.8mm下降到0.2mm，在10小时，冰层厚度下降到1.75mm；再次覆冰和融冰测试结果表明，本发明的涂料仍具有良好的融冰防覆冰性能，说明本发明所述的一种具有融冰功能的金属化合物有机硅防覆冰复合涂料具有良好的可重复利用性能。

实施例2：

1)采用电化学法制得金属醇盐：

(1)电解液及电极的制备：

首先将异丙醇用4号分子筛除水，然后配制150mL的0.002mol/L的(Bu₄N)Br的异丙醇溶液作为电解液；再取纯度为99wt％金属铝片，将其裁剪成宽2em、长6em的长方形片材2个，再用04^#型金相砂纸对2个片材进行打磨至其表面光滑，再将2个片材浸入到45g的丙酮中，浸泡9h进行金属片表面活化，分别作为电解阳极和电解阴极；

(2)金属醇盐的制备：

将步骤(1)中所得的电解阳极和电解阴极分别连接到稳压电源(HYL-A型直流电源，延吉市永恒电化学仪器厂)上，浸入到用无分隔电解槽(由250mL容量瓶制成)盛装的在步骤(1)中所得的电解液150mL中，加入磁子，采用氮气保护，再调节电解阳极、电解阴极距离为6mm，在电源电压12V，电流0.1A，温度45℃的条件下，电解5h，得到悬浊液；再采用旋转蒸发仪(予华旋转蒸发器)将制得的悬浊液蒸干；将蒸发瓶内的固体物质取出，真空干燥4h后制得金属醇盐；

2)金属有机化合物溶胶的制备：

取9g金属醇盐，与23.12g的三丙二醇搅拌反应60min，然后再向其中加入3.45g的丙三醇，继续搅拌反应3h，制得金属有机化合物溶胶；

3)金属有机化合物溶胶与有机硅涂料的混合、复配：

取金属有机化合物溶胶0.8g，二甲苯1.20g，丙酮0.15g，有机硅橡胶涂料(PRTV，河北硅谷化工有限公司)4.2g，将它们置于烧杯中，用玻璃棒搅拌混合6min，再用超声波震荡25min除去气泡，再将混合物倒入锥型磨(QZM型，天津永利达材料试验机有限公司)中研磨65min，得到具有融冰功能的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料。

本实施例得到的具有融冰功能的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料的第一次防覆冰和融冰测试效果实验同实施例1，结果显示，本发明一种具有融冰功能的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料具有良好的融冰防覆冰性能。

实施例3：

1)采用电化学法制得金属醇盐：

(1)电解液及电极的制备：

首先将异丙醇用4号分子筛除水，然后配制200mL的0.0035mol/L的(Bu₄N)Br的异丙醇溶液作为电解液；再取纯度为99wt％金属铝片，将其裁剪成宽2.5cm、长7cm的长方形片材2个，再用04^#型金相砂纸对2个片材进行打磨至其表面光滑，再将2个片材浸入到55g的丙酮中，浸泡11h进行金属片表面活化，分别作为电解阳极和电解阴极；

(2)金属醇盐的制备：

将步骤(1)中所得的电解阳极和电解阴极分别连接到稳压电源(HYL-A型直流电源，延吉市永恒电化学仪器厂)上，浸入到用无分隔电解槽(由250mL容量瓶制成)盛装的在步骤(1)中所得的电解液200mL中，加入磁子，采用氮气保护，再调节电解阳极、电解阴极距离为7mm，在电源电压16V，电流0.2A，温度55℃的条件下，电解4.5h，得到悬浊液；再采用旋转蒸发仪(予华旋转蒸发器)将制得的悬浊液蒸干；将蒸发瓶内的固体物质取出，真空干燥4.5h后制得金属醇盐；

2)金属有机化合物溶胶的制备：

取10g金属醇盐，与24.45g的三丙二醇搅拌反应70min，然后再向其中加入3.02g的丙三醇，继续搅拌反应4h，制得金属有机化合物溶胶；

3)金属有机化合物溶胶与有机硅涂料的混合、复配：

取金属有机化合物溶胶1g，二甲苯1.40g，丙酮0.2g，有机硅橡胶涂料(PRTV，河北硅谷化工有限公司)5.5g，将它们置于烧杯中，用玻璃棒搅拌混合8min，再用超声波震荡30min除去气泡，再将混合物倒入锥型磨(QZM型，天津永利达材料试验机有限公司)中研磨80min，得到具有融冰功能的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料。

本实施例得到的具有融冰功能的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料的第一次防覆冰和融冰测试效果实验同实施例l，结果显示，本发明一种具有融冰功能的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料具有良好的融冰防覆冰性能。

实施例4：

1)采用电化学法制得金属醇盐：

(1)电解液及电极的制备：

首先将异丙醇用4号分子筛除水，然后配制100mL的0.002mol/L的(Bu₄N)Br的异丙醇溶液作为电解液；再取纯度为≥99wt％的金属铁片，将其裁剪成宽2cm、长5cm的长方形片材2个，再用04^#型金相砂纸对2个片材进行打磨至其表面光滑，再将2个片材浸入到40g的丙酮中，浸泡10h进行2个片材表面活化，分别作为电解阳极和电解阴极；

(2)金属醇盐的制备：

将步骤(1)中所得的电解阳极和电解阴极分别连接到稳压电源(HYL-A型直流电源，延吉市永恒电化学仪器厂)上，浸入到用无分隔电解槽(由250mL容量瓶制成)盛装的在步骤(1)中所得的电解液100mL中，加入磁子，采用氮气保护，再调节电解阴极、电解阳极距离为4mm，在电源电压8V范围内，电流0.1A范围内，温度在25℃的条件下，电解6h，得到悬浊液；再采用旋转蒸发仪(予华旋转蒸发器)将制得的悬浊液蒸干；将蒸发瓶内的固体物质取出，真空干燥3h后制得金属醇盐。

2)金属有机化合物溶胶的制备：按金属醇盐∶三丙二醇∶丙三醇＝5g∶20gg∶3g，选取金属醇盐、三丙二醇和丙三醇，将金属醇盐与三丙二醇搅拌反应30min，然后再向其中加入丙三醇，继续搅拌反应2h，制得金属有机化合物溶胶。

3)金属有机化合物溶胶与有机硅涂料的混合、复配：

取金属有机化合物溶胶1g，二甲苯1.5g，丙酮0.2g，有机硅橡胶涂料(PRTV，河北硅谷化工有限公司)3g，将它们置于烧杯中，用玻璃棒搅拌混合5min，再用超声波震荡15min除去气泡，再将混合物倒入锥型磨(QZM型，天津永利达材料试验机有限公司)中研磨60min，得到具有融冰功能的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料。

实施例5：

1)采用电化学法制得金属醇盐：

(1)电解液及电极的制备：

首先将异丙醇用4号分子筛除水，然后配制300mL的0.005mol/L的(Bu₄N)Br的异丙醇溶液作为电解液；再取纯度为≥99wt％的金属铜片，将其裁剪成宽3cm、长7cm的长方形片材2个，再用04^#型金相砂纸对2个片材进行打磨至其表面光滑，再将2个片材浸入到50g的丙酮中，浸泡20h进行2个片材表面活化，分别作为电解阳极和电解阴极；

(2)金属醇盐的制备：

将步骤(1)中所得的电解阳极和电解阴极分别连接到稳压电源(HYL-A型直流电源，延吉市永恒电化学仪器厂)上，浸入到用无分隔电解槽(由250mL容量瓶制成)盛装的在步骤(1)中所得的电解液300mL中，加入磁子，采用氮气保护，再调节电解阴极、电解阳极距离为8mm，在电源电压16V范围内，电流0.5A范围内，温度在60℃的条件下，电解16h，得到悬浊液；再采用旋转蒸发仪(予华旋转蒸发器)将制得的悬浊液蒸干；将蒸发瓶内的固体物质取出，真空干燥6h后制得金属醇盐。

2)金属有机化合物溶胶的制备：按金属醇盐∶三丙二醇∶丙三醇＝15g∶30g∶5g，选取金属醇盐、三丙二醇和丙三醇，将金属醇盐与三丙二醇搅拌反应60min，然后再向其中加入丙三醇，继续搅拌反应6h，制得金属有机化合物溶胶。

3)金属有机化合物溶胶与有机硅涂料的混合、复配：

取金属有机化合物溶胶1g，二甲苯3g，丙酮0.5g，有机硅橡胶涂料(PRTV，河北硅谷化工有限公司)5g，将它们置于烧杯中，用玻璃棒搅拌混合10min，再用超声波震荡30min除去气泡，再将混合物倒入锥型磨(QZM型，天津永利达材料试验机有限公司)中研磨80min，得到具有融冰功能的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料。

实施例6：

1)采用电化学法制得金属醇盐：

(1)电解液及电极的制备：

首先将异丙醇用4号分子筛除水，然后配制200mL的0.003mol/L的(Bu₄N)Br的异丙醇溶液作为电解液；再取纯度为≥99wt％的金属钛片，将其裁剪成宽2.5cm、长6cm的长方形片材2个，再用04^#型金相砂纸对2个片材进行打磨至其表面光滑，再将2个片材浸入到45g的丙酮中，浸泡15h进行2个片材表面活化，分别作为电解阳极和电解阴极；

(2)金属醇盐的制备：

将步骤(1)中所得的电解阳极和电解阴极分别连接到稳压电源(HYL-A型直流电源，延吉市永恒电化学仪器厂)上，浸入到用无分隔电解槽(由250mL容量瓶制成)盛装的在步骤(1)中所得的电解液200mL中，加入磁子，采用氮气保护，再调节电解阴极、电解阳极距离为6mm，在电源电压10V范围内，电流0.3A范围内，温度在40℃的条件下，电解10h，得到悬浊液；再采用旋转蒸发仪(予华旋转蒸发器)将制得的悬浊液蒸干；将蒸发瓶内的固体物质取出，真空干燥5h后制得金属醇盐。

2)金属有机化合物溶胶的制备：按金属醇盐∶三丙二醇∶丙三醇＝10g∶25g∶4g，选取金属醇盐、三丙二醇和丙三醇，将金属醇盐与三丙二醇搅拌反应40min，然后再向其中加入丙三醇，继续搅拌反应4h，制得金属有机化合物溶胶。

3)金属有机化合物溶胶与有机硅涂料的混合、复配：

取金属有机化合物溶胶1g，二甲苯1.3g，丙酮0.16g，有机硅橡胶涂料(PRTV，河北硅谷化工有限公司)4g，将它们置于烧杯中，用玻璃棒搅拌混合8min，再用超声波震荡20min除去气泡，再将混合物倒入锥型磨(QZM型，天津永利达材料试验机有限公司)中研磨70min，得到具有融冰功能的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料。

实施例7：

与实施例1基本相同，不同之处在于：金属铝片由金属镁片替代。

实施例8：

与实施例1基本相同，不同之处在于：金属铝片由金属镍片替代。

本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

Claims

1.金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料，其特征在于它由金属有机化合物溶胶、二甲苯、丙酮和有机硅橡胶涂料制备而成，各原料配比为：金属有机化合物溶胶∶二甲苯∶丙酮∶有机硅橡胶涂料＝1g∶1.3～3g∶0.16～0.5g∶3～5.5g。

2.根据权利要求1所述的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料，其特征在于：所述的金属有机化合物溶胶的化学结构式如式1；

其中M为Fe、Cu、Ti、Al、Mg或Ni金属原子，R₁的化学结构如式2；

R₂的化学结构式如式3；

3.如权利要求1所述的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：1)采用电化学法制得金属醇盐，2)制备金属有机化合物溶胶，3)按照金属有机化合物溶胶∶二甲苯∶丙酮∶有机硅橡胶涂料＝1g∶1.3～3g∶0.16～0.5g∶3～5.5g，选取金属有机化合物溶胶、二甲苯、丙酮、有机硅橡胶涂料；金属有机化合物溶胶用二甲苯和丙酮溶解后加入到有机硅橡胶涂料中，搅拌混合，再用超声波震荡除去气泡，再通过搅拌或研磨使混合物分散均匀，从而制得金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料。

4.根据权利要求3所述的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料的制备方法，其特征在于：所述采用电化学法制得金属醇盐的步骤为：

(1)电解液及电极的制备：首先将异丙醇用4号分子筛除水，然后配制100～300mL的0.0015mol/L～0.005mol/L的(Bu₄N)Br的异丙醇溶液作为电解液；再取纯度为≥99wt％的金属片，将其裁剪成宽2～3cm、长5～7cm的长方形片材2个，再用04^#型金相砂纸对2个片材进行打磨至其表面光滑，再将2个片材浸入到40g～50g的丙酮中，浸泡9～20h进行2个片材表面活化，分别作为电解阳极和电解阴极；

(2)金属醇盐的制备：将步骤(1)中所得的电解阳极和电解阴极分别连接到稳压电源上，浸入到用无分隔电解槽盛装的在步骤(1)中所得的电解液100mL～300mL中，加入磁子，采用氮气保护，再调节电解阴极、电解阳极距离为4～8mm，在电源电压8～16V范围内，电流0.1～0.5A范围内，温度在25℃～60℃的条件下，电解4.5～16h，得到悬浊液；再采用旋转蒸发仪将制得的悬浊液蒸干；将蒸发瓶内的固体物质取出，真空干燥3～6h后制得金属醇盐。

5.根据权利要求4所述的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料的制备方法，其特征在于：金属片为金属铝片、金属铁片、金属铜片、金属钛片、金属镁片或者金属镍片。

6.根据权利要求3所述的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料的制备方法，其特征在于：所述制备金属有机化合物溶胶的步骤为：按金属醇盐∶三丙二醇∶丙三醇＝5～15g∶20g～30g∶3～5g，选取金属醇盐、三丙二醇和丙三醇，将金属醇盐与三丙二醇搅拌反应30～70min，然后再向其中加入丙三醇，继续搅拌反应2～6h，制得金属有机化合物溶胶。

7.根据权利要求3所述的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料的制备方法，其特征在于：步骤3)所述的搅拌混合为：用玻璃棒搅拌混合5～10min。

8.根据权利要求3所述的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料的制备方法，其特征在于：步骤3)所述的超声波震荡的时间为：15～30min；超声波的功率为100W，工作频率为40KHZ。

9.根据权利要求3所述的金属有机化合物溶胶/有机硅复合防覆冰涂料的制备方法，其特征在于：步骤3)所述的研磨为：倒入锥型磨中研磨60～80min。