CN105713476B - 一种具有热能除冰性能的超光滑防覆冰涂层 - Google Patents
一种具有热能除冰性能的超光滑防覆冰涂层 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105713476B CN105713476B CN201610073429.2A CN201610073429A CN105713476B CN 105713476 B CN105713476 B CN 105713476B CN 201610073429 A CN201610073429 A CN 201610073429A CN 105713476 B CN105713476 B CN 105713476B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coating
- ultra
- heat energy
- covering
- ice
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims abstract description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims description 16
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 10
- 229940056319 ferrosoferric oxide Drugs 0.000 claims description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 8
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 claims description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 6
- NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diamine Chemical compound NCCCCCCN NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RPQRDASANLAFCM-UHFFFAOYSA-N oxiran-2-ylmethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCC1CO1 RPQRDASANLAFCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 150000002924 oxiranes Chemical class 0.000 claims description 4
- UPWOEMHINGJHOB-UHFFFAOYSA-N oxo(oxocobaltiooxy)cobalt Chemical compound O=[Co]O[Co]=O UPWOEMHINGJHOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical class NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Natural products C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002565 Polyethylene Glycol 400 Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002582 Polyethylene Glycol 600 Polymers 0.000 claims description 3
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 3
- JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N butyl 2,2-difluorocyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CCCCOC(=O)C1CC1(F)F JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JLFNLZLINWHATN-UHFFFAOYSA-N pentaethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCOCCOCCO JLFNLZLINWHATN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FDLQZKYLHJJBHD-UHFFFAOYSA-N [3-(aminomethyl)phenyl]methanamine Chemical compound NCC1=CC=CC(CN)=C1 FDLQZKYLHJJBHD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 2
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M methacrylate group Chemical group C(C(=C)C)(=O)[O-] CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 2
- FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N tetraethylenepentamine Chemical compound NCCNCCNCCNCCN FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960001124 trientine Drugs 0.000 claims description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- -1 ketone diamines Chemical class 0.000 claims 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 claims 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 abstract description 9
- 238000007710 freezing Methods 0.000 abstract description 9
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 abstract 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 abstract 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 abstract 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 15
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 9
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 7
- PIRWNASAJNPKHT-SHZATDIYSA-N pamp Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(N)=O)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC(=O)[C@H](C)N)C(C)C)C1=CC=CC=C1 PIRWNASAJNPKHT-SHZATDIYSA-N 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 7
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 6
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 6
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 6
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N monobenzene Natural products C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000208720 Nepenthes Species 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- CZZYITDELCSZES-UHFFFAOYSA-N diphenylmethane Chemical compound C=1C=CC=CC=1CC1=CC=CC=C1 CZZYITDELCSZES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- VGGRCVDNFAQIKO-UHFFFAOYSA-N formic anhydride Chemical compound O=COC=O VGGRCVDNFAQIKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- KCTAWXVAICEBSD-UHFFFAOYSA-N prop-2-enoyloxy prop-2-eneperoxoate Chemical compound C=CC(=O)OOOC(=O)C=C KCTAWXVAICEBSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D151/00—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D151/08—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/36—Silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2265—Oxides; Hydroxides of metals of iron
- C08K2003/2275—Ferroso-ferric oxide (Fe3O4)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
Abstract
本发明公开了一种具有热能除冰性能的超光滑防覆冰涂层，该涂层的质量百分含量是：20‑69重量份的聚乙二醇丙烯酸环氧树脂，1‑5重量份的交联剂；30‑75重量份的无机颗粒，且该无机粒子为磁性粒子或磁性粒子与非磁性粒子的混合；润滑液。其中，超光滑防覆冰涂层通过聚乙二醇环氧丙烯酸树脂、无机粒子、交联剂三部分的交联反应构成的两亲性涂层，然后通过润滑液浸润两亲性表面而形成的。本发明的涂料与基材具有良好的附着力，抗结冰效果持久稳定，冰与表面的附着力极低易从表面上去除，并在外加磁场或光照条件下能够被加热从而达到热能除冰的效果。制备工艺简单，操作方便，环境友好，价格低廉，适宜工业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂层，尤其涉及一种具有热能除冰性能的超光滑防覆冰涂层。
背景技术
覆冰是自然界十分普遍的现象，结构物大气覆冰，如飞机的机翼和外壳结冰、导线覆冰、道路覆冰、风机叶片覆冰、铁路轨道覆冰等，均是常见的自然现象。但这种现象严重时会给人们生产生活带来诸多不便，甚至威胁人们的生命财产安全。因此，防覆冰技术研究意义重大。防冰技术研究主要有四种类型即溶液防冰、机械除冰、热能防冰和涂层防冰。其中涂层防冰因为能耗小、适用范围广、且属于被动型防护，因此相比其他三种方法，涂层防冰是一种很理想的防冰方法。
仿猪笼草的超光滑涂层，由于液滴易从表面上滑落，而且可有效地降低冰与表面的附着力，成为了防覆冰领域的研究热点。目前的超光滑涂层，多是通过在表面上构建多孔结构，然后采用润滑油浸润表面，所得的表面具有明显的疏冰效果。然而，在使用过程中，液体润滑层会从表面脱落，冰与表面的粗糙结构铆合，从而大大增加冰与表面附着力，从而涂层失去防覆冰性能。常用的润滑液为全氟聚醚或长碳链全氟烷烃类，价格昂贵。
聚乙二醇类、甘油等常被用作抗冻剂，但是将抗冻剂直接使用，在结冰严重的情况下，会失去防覆冰性能，使用量大，污染环境。因此，在本专利有以下优点：①采用抗冻剂作为润滑层，会大大降低冰点，使得液滴不易在表面上结冰；②润滑层在表面形成连续相会极大的降低冰与表面的附着力；③采用具有磁热效应和光热效应的粒子填充，可使表面温度保持在0℃以上，从而不结冰，并当表面上结冰后可增强融冰过程。
发明内容
本发明针对覆冰的危害，提供了一种具有热能除冰性能的超光滑防覆冰涂层。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种具有热能除冰性能的超光滑防覆冰涂层，制备方法如下：
(1)交联两亲性涂层的制备：将20-69重量份的两亲性聚合物、1-5重量份的交联剂、30-75重量份的无机粒子，搅拌均匀后，在室温(20～30℃)下预交联，得到防覆冰涂料；
(2)将步骤(1)所得到的涂料涂于基材表面，然后在125-170℃下高温固化，得到两亲涂层；然后采用润滑液浸润两亲涂层表面，即在基材表面得到具有热能除冰性能的超光滑防覆冰涂层。
进一步地，所述的无机粒子由15～100重量份的磁性粒子和0～85重量份的非磁性粒子的混合组成，所述的磁性粒子由四氧化三铁、三氧化二钴中的一种或两种按照任意配比混合组成；所述非磁性粒子由炭黑、二氧化硅、ZnO中的一种或多种按照任意配比组成；无机粒子的粒径为20nm～50μm。
进一步地，所述的两亲性聚合物为环氧改性后的聚乙二醇丙烯酸酯类树脂。其中，环氧改性剂与聚乙二醇丙烯酸酯类树脂的质量比为1:5～5:1。
进一步地，所述聚乙二醇丙烯酸酯类树脂由一种或多种聚乙二醇类单体按照任意配比聚合而成，所述聚乙二醇类单体为甲基丙烯酸酯类单体、聚乙二醇丙烯酸酯类单体。
进一步地，所述环氧改性采用的改性剂由甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种按照任意配比组成。
进一步地，所述交联剂选自乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、己二胺、间苯二甲胺、异佛尔酮二胺、4，4’-二氨基二苯甲烷、邻苯二甲酸酐或马来酸酐中的一种或多种。
进一步地，所述润滑液选自水、多元醇、甘油、硅油、脂肪酸类。
进一步地，所述多元醇为乙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、PEG400、PEG600。
本发明的有益效果在于：本发明主要利用聚乙二醇丙烯酸酯类，富含羟基与水，多元醇类，甘油，硅油，油酸等都具有良好的亲和性；所添加的含环氧基丙烯酸酯类，与油类具有较好的亲和力，并且可增强涂层的机械强度。另外涂层中添加无机粒子，可为涂层构建出复合微纳结构，可增大润滑液与表面的接触面积。更重要的是，利用该无机颗粒具有磁热性能和光热性能，使得涂层在可见光或者外加交变磁场下产热，从而能够缓解结冰或者除去在涂层表面上形成的冰，并且保护涂层的微纳结构不会被破坏。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
四氧化三铁的质量75g；聚乙二醇甲基丙烯酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物以质量比为5:1制备共聚物，聚合物为20g；二亚乙基三胺的质量比为5g；搅拌均匀之后，涂膜与基材表面，室温下溶剂挥发，然后140℃，真空烘箱内固化9h，退火。最后采用乙二醇浸润表面形成光滑的液体浸润表面形成光滑的液体浸润层。
对所制的样品，接触角进行了测定，液滴在涂层表面瞬间铺展。通过DSC测试发现，降低冰点至-36℃。在温度为-18℃条件下，延长结霜时间至3000s。冰与表面附着力为0.01N。当涂层表面形成冰层后，降低融冰时间至500s。
实施例2
四氧化三铁与SiO2粒子的总质量为30g(其中SiO2粒子的质量为3.9g)；聚乙二醇甲基丙烯酸与丙烯酸缩水甘油酯以质量比为4:2制备共聚物，聚合物为19g；马来酸酐为1g；搅拌均匀之后，涂膜与基材表面，室温下溶剂挥发，然后170℃，真空烘箱内固化5h，退火。最后采用二缩三乙二醇浸润表面形成光滑的液体浸润表面形成光滑的液体浸润层。
对所制的样品，接触角进行了测定，液滴在涂层表面瞬间铺展。通过DSC测试发现，降低冰点至-40℃。在温度为-18℃条件下，延长结霜时间至3080s。冰与表面附着力为0.12N。当涂层表面形成冰层后，降低融冰时间至520s。
实施例3
四氧化三铁与炭黑粒子的总质量含量100g(其中炭黑的质量为23g)；聚乙二醇甲基丙烯酸与丙烯酸缩水甘油酯以质量比为3:3制备共聚物，聚合物为94g；己二胺为6g；搅拌均匀之后，涂膜与基材表面，室温下溶剂挥发，然后125℃，真空烘箱内固化14h，退火。最后采用PEG400浸润表面形成光滑的液体浸润表面形成光滑的液体浸润层。
对所制的样品，接触角进行了测定，液滴在涂层表面瞬间铺展。通过DSC测试发现，降低冰点至-34℃。在温度为-18℃条件下，延长结霜时间至2080s。冰与表面附着力为0.15N。当涂层表面形成冰层后，降低融冰时间至530s。
实施例4
四氧化三铁与炭黑粒子的总质量为8g(其中炭黑占四氧化三铁粒子的3.6g)；聚乙二醇甲基丙烯酸与丙烯酸缩水甘油酯的共聚物以质量比为2:4制备共聚物，聚合物为11.2g；邻苯二甲酸酐为4％；搅拌均匀之后，涂膜与基材表面，室温下溶剂挥发，然后130℃，真空烘箱内固化12h，退火。最后采用PEG600浸润表面形成光滑的液体浸润表面形成光滑的液体浸润层。
对所制的样品，接触角进行了测定，液滴在涂层表面瞬间铺展。通过DSC测试发现，降低冰点至-25℃。在温度为-18℃条件下，延长结霜时间至1080s。冰与表面附着力为0.12N。当涂层表面形成冰层后，降低融冰时间至610s。
实施例5
四氧化三铁与ZnO粒子的总质量为40.5g(其中ZnO粒子的质量为13.5g)；聚乙二醇甲基丙烯酸与丙烯酸缩水甘油酯以质量比为1:5制备共聚物，聚合物为93.15g；4，4’-二氨基二苯甲烷为1.35g；搅拌均匀之后，涂膜与基材表面，室温下溶剂挥发，然后160℃，真空烘箱内固化8h，退火。最后采用甘油浸润表面形成光滑的液体浸润表面形成光滑的液体浸润层。
对所制的样品，接触角进行了测定，液滴在涂层表面瞬间铺展。通过DSC测试发现，降低冰点至-28℃。在温度为-18℃条件下，延长结霜时间至1030s。冰与表面附着力为0.12N。当涂层表面形成冰层后，降低融冰时间至650s。
实施例6
四氧化三铁与炭黑的总质量为320g，其中炭黑的质量为120g；聚乙二醇丙烯酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯以质量比为3:3，聚合物为400g；异佛尔酮二胺为8g；搅拌均匀之后，涂膜与基材表面，室温下溶剂挥发，然后150℃，真空烘箱内固化5h，退火。最后采用水浸润表面形成光滑的液体浸润表面形成光滑的液体浸润层。
对所制的样品，接触角进行了测定，液滴在涂层表面瞬间铺展。通过DSC测试发现，降低冰点至-26℃。在温度为-18℃条件下，延长结霜时间至2080s。冰与表面附着力为0.65N。当涂层表面形成冰层后，降低融冰时间至680s。
实施例7
四氧化三铁与炭黑粒子的总质量为225g(其中炭黑的质量为51.9g)；聚乙二醇甲基丙烯酸与丙烯酸缩水甘油酯的共聚物以质量比为2:4制备共聚物，聚合物为255g；邻苯二甲酸酐为20g；搅拌均匀之后，涂膜与基材表面，室温下溶剂挥发，然后130℃，真空烘箱内固化16h，退火。最后采用硅油浸润表面形成光滑的液体浸润表面形成光滑的液体浸润层。
对所制的样品，接触角进行了测定，液滴在涂层表面的接触角为68°。通过DSC测试发现，降低冰点至-15℃。在温度为-18℃条件下，延长结霜时间至600s。冰与表面附着力为5.4N。当涂层表面形成冰层后，降低融冰时间至610s。
从以上具体实施例中的产品数据可以看出，本发明制备的涂料具有较长的抗结霜性能使得液滴在结冰之前就能被去除冰与表面附着力低使得液滴在涂层表面结冰之后也容易除去，同时，还具有很好的光热性能和磁热性能能够有效的提高表面温度，可增强表面的除冰性能。
以上内容描述了本发明的基本原理、主要特征、工艺流程和本发明的优势。本行业的技术员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述得只是说明发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (5)
1.一种具有热能除冰性能的超光滑防覆冰涂层，其特征在于，制备方法如下：
（1）交联两亲性涂层的制备：将20-69重量份的两亲性聚合物、1-5重量份的交联剂、30-75重量份的无机粒子，搅拌均匀后，在室温20~30℃下预交联，得到防覆冰涂料；
（2）将步骤1所得到的涂料涂于基材表面，然后在125-170℃下高温固化，得到两亲涂层；然后采用润滑液浸润两亲涂层表面，即在基材表面得到具有热能除冰性能的超光滑防覆冰涂层；
所述的无机粒子由15~100重量份的磁性粒子和0~85重量份的非磁性粒子的混合组成，所述的磁性粒子由四氧化三铁、三氧化二钴中的一种或两种按照任意配比混合组成；所述非磁性粒子由炭黑、二氧化硅、ZnO中的一种或多种按照任意配比组成；无机粒子的粒径为20 nm～50μm；
所述的两亲性聚合物为环氧改性后的聚乙二醇丙烯酸酯类树脂，其中，环氧改性采用的环氧改性剂与聚乙二醇丙烯酸酯类树脂的质量比为1:5~5:1；
所述润滑液选自水、多元醇、硅油、脂肪酸类。
2.根据权利要求1所述的具有热能除冰性能的超光滑防覆冰涂层，其特征在于：所述聚乙二醇丙烯酸酯类树脂由一种或多种聚乙二醇类单体按照任意配比聚合而成，所述聚乙二醇类单体为甲基丙烯酸酯类单体、聚乙二醇丙烯酸酯类单体。
3.根据权利要求1所述的具有热能除冰性能的超光滑防覆冰涂层，其特征在于：所述环氧改性剂由甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种按照任意配比组成。
4.根据权利要求1所述的具有热能除冰性能的超光滑防覆冰涂层，其特征在于：所述交联剂选自乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、己二胺、间苯二甲胺、异佛尔酮二胺、4，4’-二氨基二苯甲烷、邻苯二甲酸酐或马来酸酐中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的具有热能除冰性能的超光滑防覆冰涂层，其特征在于：所述多元醇为乙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、PEG400、PEG600。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610073429.2A CN105713476B (zh) | 2016-02-02 | 2016-02-02 | 一种具有热能除冰性能的超光滑防覆冰涂层 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610073429.2A CN105713476B (zh) | 2016-02-02 | 2016-02-02 | 一种具有热能除冰性能的超光滑防覆冰涂层 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105713476A CN105713476A (zh) | 2016-06-29 |
| CN105713476B true CN105713476B (zh) | 2017-12-26 |
Family
ID=56154694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610073429.2A Active CN105713476B (zh) | 2016-02-02 | 2016-02-02 | 一种具有热能除冰性能的超光滑防覆冰涂层 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105713476B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108546441A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-09-18 | 李涛伶 | 一种绝缘油漆及其制备方法 |
| CN109232964B (zh) * | 2018-09-11 | 2021-04-30 | 济南大学 | 一种柔性润滑涂层及其制备方法和应用 |
| CN113528010A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-10-22 | 电子科技大学 | 一种具有长效疏冰特性的超滑涂层的制备及其应用 |
| CN114231071B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-03-31 | 山东鑫合利电力科技有限公司 | 一种防覆冰雪易脱冰雪常温固化光能涂料以及制备方法 |
| CN116179079B (zh) * | 2023-03-14 | 2024-03-22 | 清华大学 | 一种抗冰涂层及其制备方法和应用 |
| CN116376430B (zh) * | 2023-03-27 | 2024-01-30 | 清华大学 | 一种基于油基磁化微针的抗冰涂层及其制备方法和应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103756550A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-04-30 | 中国科学院化学研究所 | 一种单组分杂化水性防覆冰涂料及其涂层的制备方法与应用 |
| CN104762008A (zh) * | 2014-01-06 | 2015-07-08 | 中国科学院化学研究所 | 一种双组分水性耐磨、低冰粘附防覆冰涂料、涂层及其制备方法与应用 |
| CN104804603A (zh) * | 2015-04-24 | 2015-07-29 | 浙江大学 | 一种具有磁热性能的超疏水防覆冰涂料及其制备方法 |
| CN105032731A (zh) * | 2015-08-05 | 2015-11-11 | 北京航空航天大学 | 一种超疏水涂层与加热涂层复合的节能防除冰涂层制备方法 |
-
2016
- 2016-02-02 CN CN201610073429.2A patent/CN105713476B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104762008A (zh) * | 2014-01-06 | 2015-07-08 | 中国科学院化学研究所 | 一种双组分水性耐磨、低冰粘附防覆冰涂料、涂层及其制备方法与应用 |
| CN103756550A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-04-30 | 中国科学院化学研究所 | 一种单组分杂化水性防覆冰涂料及其涂层的制备方法与应用 |
| CN104804603A (zh) * | 2015-04-24 | 2015-07-29 | 浙江大学 | 一种具有磁热性能的超疏水防覆冰涂料及其制备方法 |
| CN105032731A (zh) * | 2015-08-05 | 2015-11-11 | 北京航空航天大学 | 一种超疏水涂层与加热涂层复合的节能防除冰涂层制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105713476A (zh) | 2016-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105713476B (zh) | 一种具有热能除冰性能的超光滑防覆冰涂层 | |
| CN104804603B (zh) | 一种具有磁热性能的超疏水防覆冰涂料及其制备方法 | |
| CN104870575B (zh) | 抗污耐磨构造及其制备方法 | |
| CN104530975B (zh) | 一种防霜涂料及其制备方法与应用 | |
| CN101638159B (zh) | 液体包装复合膜及其制作方法 | |
| JP2017149906A5 (zh) | ||
| WO2015100753A1 (zh) | 一种双组分水性耐磨、低冰粘附防覆冰涂料、涂层及其制备方法与应用 | |
| CN107298906B (zh) | 一种高耐候的防结冰防护涂层及其制备方法 | |
| CN110869402A (zh) | 包含多级聚合物和(甲基)丙烯酸类聚合物的组合物、其制备方法及其用途 | |
| CN103725199A (zh) | 一种加成型氟硅橡胶纳米防冻粘涂料及其制备方法 | |
| CN107474733A (zh) | 聚硅氮烷陶瓷前驱体树脂的合成方法以及一种吸波涂料 | |
| CN102977730B (zh) | 一种以改性凹凸棒土为填料的金属防锈漆及其制备方法 | |
| CN102775936B (zh) | 一种丙烯酸酯无泡背胶的制备方法 | |
| CN106147442B (zh) | 保温涂料及其制备方法和保温涂层 | |
| CN106189848A (zh) | 一种耐高温硅树脂改性丙烯酸面漆 | |
| CN107353785A (zh) | 一种粉末涂料的常温绑定制备方法 | |
| CN108102376A (zh) | 一种可移除的导热相变材料及其制备方法 | |
| KR101615550B1 (ko) | 분리형 유/무기 하이브리드형 보호 코팅제 조성물 및 이를 피막한 코팅 제품 | |
| CN109233398A (zh) | 一种重防腐干粉涂料专用石墨烯母料及制备方法 | |
| CN102850828A (zh) | 一种活性纳米二氧化硅复合物及其制备方法 | |
| Liu et al. | Double cross-linked transparent superhydrophilic coating capable of anti-fogging even after abrasion and boiling | |
| CN107353545A (zh) | 氟树脂‑金属氧化物混合分散液及其制备方法 | |
| CN104130704A (zh) | 一种低剥离力的溶剂型纸张隔离剂及其制备方法 | |
| CN108485452B (zh) | 一种适用于木制品的水性涂料及其制备方法 | |
| CN104151961B (zh) | 一种纳米改性聚醋酸乙烯-丙烯酸建筑外墙乳胶漆 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210218 Address after: 255000 No.7 Heji Road, high tech Zone, Zibo City, Shandong Province Patentee after: SHANDONG YINGQIANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 310027 No. 38, Zhejiang Road, Hangzhou, Zhejiang, Xihu District Patentee before: ZHEJIANG University |