CN116078635A - 一种多功能复合防结冰膜的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种多功能复合防结冰膜的制备方法及应用，该制备方法以多孔柔性MWCNT基电热膜为基底，为湿法喷涂工艺的实施提供了基础；然后，选用MWCNT与疏水纳米颗粒作为纳米填料，疏水性好的树脂作为粘合剂，以允许更高的树脂含量涂层从而实现超双疏的特性。通过湿法喷涂工艺可对多孔纹理表面的基底实现均匀致密的涂覆，湿法喷涂的液滴含有大量溶剂，与基底呈“湿法”接触状态，接触后液滴浸润电热膜，并在多孔结构的毛细作用下向内部渗透，从而实现涂层对粗糙结构的均匀包覆，由于这种湿法接触的渗透和包覆作用，涂层和电热膜的结合得更加紧密。

Description

一种多功能复合防结冰膜的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及防除冰材料制备技术领域，尤其是一种多功能复合防结冰膜的制备方法及应用。
背景技术
工程部件在高纬度运行时面临结冰失效的重大安全问题。如全天候大型无人机，风电叶片等构件表面积冰可能造成气动外形恶化，升力降低、观测、传感系统失灵以及负载增大的问题。传统的液体防冰、机械除冰、热效应防冰(电热、热气)和电脉冲除冰等技术手段虽然日臻成熟，但存在结构复杂，能耗大的缺点。而新型被动防除冰表面耐久性不足，难以满足工程需求。
发明内容
本发明提供一种多功能复合防结冰膜的制备方法及应用，用于克服现有技术中防除冰表面耐久性不足等缺陷。
为实现上述目的，本发明提出一种多功能复合防结冰膜的制备方法，包括以下步骤：
S1：称取多壁碳纳米管(MWCNT)和疏水纳米颗粒，混合，得到共混颗粒；
S2：以疏水树脂作为粘合剂，按质量比1:20～50称取所述共混颗粒和疏水树脂，加入到有机溶剂中，搅拌，得到喷涂浆料；
S3：以电热膜为基底，利用喷枪将所述喷涂浆料喷涂至基底表面，烘干，固化，得到多功能复合防结冰膜；所述电热膜为多孔柔性MWCNT基电热膜。
为实现上述目的，本发明还提出一种多功能复合防结冰膜，由上述所述制备方法制备得到。
为实现上述目的，本发明还提出一种多功能复合防结冰膜的应用，将上述所述制备方法制备得到的多功能复合防结冰膜或者上述所述多功能复合防结冰膜应用于防水、防油、以及全天候低功耗防除冰器件或构件中。
与现有技术相比，本发明的有益效果有：
1、本发明提供的多功能复合防结冰膜的制备方法以多孔柔性MWCNT基电热膜为基底，这种基底具有较轻的质量、较高的耐温性以及良好的电导率可设计性，其表面具有纳米填料和多孔基体构成的纹理粗糙结构，内部为多孔结构。此外，MWCNT本身具有疏水性，可以为涂层提供精细纳米结构。而其内部多孔结构可以吸收湿法喷涂的雾化液滴，有利于实现微结构的均匀涂覆；表面纹理结构可以有效增加本征粗糙度。选择以多孔柔性MWCNT基电热膜为基底，为湿法喷涂工艺的实施提供了基础。然后，选用MWCNT与疏水纳米颗粒(均为纳米级)作为纳米填料，疏水性好的树脂作为粘合剂，以允许更高的树脂含量涂层从而实现超双疏的特性(本发明的工艺方法允许的树脂含量高达97.5wt％)。通过湿法喷涂工艺可对多孔纹理表面的基底实现均匀致密的涂覆，湿法喷涂的液滴含有大量溶剂，与基底呈“湿法”接触状态，接触后液滴浸润电热膜，并在多孔结构的毛细作用下向内部渗透，从而实现涂层对粗糙结构的均匀包覆，由于这种湿法接触的渗透和包覆作用，涂层和电热膜的结合得更加紧密。
2、本发明提供的多功能复合防结冰膜的制备方法通过湿法喷涂技术，实现了微米级致密、纳米级精细的超双疏涂层。且喷涂原料中的MWCNT具有良好的光热效应。丰富的微纳米结构的“陷光效应”有效增强了光热效应。因此，本发明制备的多功能复合防结冰膜可以利用超疏水特性和光热效应进行被动防冰，利用电热效应进行主动防除冰。同时，超双疏表面自清洁、不粘附特点可确保光热效果不受污渍或霜层的影响。超疏水效应及光热效应可以延缓结冰时间进而降低功耗，电热效应除冰可以避免超疏水微纳结构收到机械损伤，实现低功耗、高耐久性的防除冰。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为实施例1中多功能复合防结冰膜SEM照片；其中b为a的局部放大图；
图2为实施例1中多功能复合防结冰膜表面接触角侧视图；
图3实施例1中多功能复合防结冰膜表面凸起结构的SEM照片；
图4为实施例1中多功能复合防结冰膜表面放置硫酸溶液液滴(PH＝1)、氢氧化钠液滴(PH＝14)、热水(80℃)以及泥浆液滴；
图5为实施例1中多功能复合防结冰膜表面疏油照片；
图6为实施例1多功能复合防结冰膜在-20℃环境中以0.1W/cm2电热功率加热后的红外图像；
图7为实施例1中多功能复合防结冰膜在环境温度为-20℃条件下以0.1、0.2、0.3W/cm2电热功率加热下的升温曲线；
图8为实施例1中多功能复合防结冰膜在环境温度为-20℃条件下以0.5、0.7、1个太阳光照强度下的升温曲线；
图9为实施例1中多功能复合防结冰膜在环境温度为-20℃条件下局部光照下表面结霜情况照片；其中a为局部光照后的光学照片，b为霜表面微观照片，c为冷凝液滴合并过程；
图10为腐蚀液滴冲击样品表面装置示意图；
图11为实施例1和对比例5～7中制备的多功能复合防结冰膜在发生润湿性转变前反弹腐蚀液滴数和砂纸摩擦循环次数柱状图；
图12为实施例1中多功能复合防结冰膜在环境温度为-20℃条件下结冰后通过机械方式和多功能协同方式除冰后θ和θs随循环次数变化曲线；
图13为实施例2中多功能复合防结冰膜的SEM图；其中b为a的局部放大图；
图14为实施例1对比例1～4中制备的多功能复合防结冰膜接触角和滚动角随共混纳米颗粒浓度变化柱状图；
图15为对比例1～4中制备的多功能复合防结冰膜SEM图；其右上角插图为局部放大图，a为对比例1中制备的多功能复合防结冰膜SEM图，b为对比例2中制备的多功能复合防结冰膜SEM图，c为对比例3中制备的多功能复合防结冰膜SEM图，d为对比例4中制备的多功能复合防结冰膜SEM图；
图16为对比例5～7中制备的多功能复合防结冰膜SEM图；其中a为对比例5中制备的多功能复合防结冰膜SEM图，b为a的局部放大图；c为对比例6中制备的多功能复合防结冰膜SEM图，d为c的局部放大图；e为对比例7中制备的多功能复合防结冰膜SEM图，f为e的局部放大图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
无特殊说明，所使用的药品/试剂均为市售。
本发明提出一种多功能复合防结冰膜的制备方法，包括以下步骤：
S1：称取多壁碳纳米管(MWCNT)和疏水纳米颗粒，混合，得到共混颗粒。
S2：以疏水树脂作为粘合剂，按质量比1:20～50称取所述共混颗粒和疏水树脂，加入到有机溶剂中，搅拌，得到喷涂浆料。
S3：以电热膜为基底，利用喷枪将所述喷涂浆料喷涂至基底表面，烘干，固化，得到多功能复合防结冰膜；所述电热膜为多孔柔性MWCNT基电热膜。
本发明提出了高树脂含量的湿接触喷涂方法，该方法通过高树脂含量、高溶剂含量浆料进行近距离喷涂，保证雾化液滴和基材形成“湿法”接触，形成致密且稳定的结构。并采用以下三个策略提高涂层的疏水性。第一，将MWCNT与疏水纳米颗粒(均为纳米级)混合以形成精细且丰富的粗糙度。第二，采用疏水性好的树脂作为粘合剂，增强基体的疏水性。第三，选用本征多孔且具有纹理表面结构MWCNT基的电热膜，提高基材的本征粗糙度和疏水性。基于上述方法，成功构筑微米级致密、纳米级精细的微观结构，解决了传统干法喷涂工艺中树脂含量较低、颗粒结合性差的难题。
电热膜的选用须满足以下条件：表面具有纹理结构，内部多孔疏松结构且为MWCNT构筑导电网络。这种电热膜的疏松多种结构可以被湿法喷涂液滴浸润，且表面纹理结构可为涂层提供较好的粗糙度。而MWCNT保证了电热膜基体的整体疏水性。通过湿法喷涂可以得到具有良好包覆效果的涂层结构。特别地，多孔柔性MWCNT基电热膜选用MWCNT和芳纶纤维共混热压制备的多孔电热膜。
优选地，在步骤S1中，所述疏水纳米颗粒为经有机试剂疏水改性得到的纳米二氧化硅、二氧化铝和二氧化钛中的至少一种。
优选地，在步骤S1中，所述MWCNT和疏水纳米颗粒的质量比为1:0.5～2。MWCNT和疏水纳米颗粒共混作为填料以增强涂层粗糙结构。二者尺度均在几十纳米，有利于构筑丰富纳米级结构。
优选地，在步骤S2中，所述疏水树脂为聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚偏氟乙烯(PVDF)、疏水改性环氧树脂、疏水改性聚氨酯和疏水改性丙烯酸树脂中的至少一种。
环氧树脂化学改性方便，工艺溶解性好，粘接性好，有利于提升粗糙结构之间的结合性。疏水改性方法可参考专利CN109880293A所述的方法进行。PDMS具有良好的粘接性和韧性，有利于提升涂层的与柔性基底的结合，同时PDMS模量低韧性好，有利于提升涂层对机械效应的耐受性。也可以将环氧基改性的PDMS与环氧树脂共混，PDMS表面修饰的环氧基可以与环氧树脂共聚，增强二者之间结合性。
优选地，在步骤S2中，所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮和丙酮的一种；所述共混颗粒与有机溶剂的质量比为1:100～300。
优选地，在步骤S2中，所述搅拌的转速为200～500转/min，时间为20～40min。
优选地，在步骤S3中，喷涂压力对雾化液滴大小、液滴飞行速度、液滴和基体接触状态等有重要影响。采用空气压缩机产生高压气体，并通过喷枪将高压气体作用于浆料从喷嘴喷出。喷涂的压力为0.2～0.7MPa。喷涂距离为3～10cm以达到润湿接触状态，以表面存在液体光泽为宜。喷涂量为烘干基底增重1～5wt％。
优选地，在步骤S3中，所述烘干为置于60℃烘箱中保温10～30min；
所述固化的程序根据所选疏水树脂固化程序确定。
本发明还提出一种多功能复合防结冰膜，由上述所述制备方法制备得到。
所制备的多功能复合防结冰膜由多孔电热膜的表面纹理、共混纳米颗粒提供微纳二级粗糙结构，由化学改性的纳米颗粒或树脂提供低表面能，因此具备形成超疏水(超双疏)性的两个必要条件。
本发明制备的多功能复合防结冰膜具有良好的疏水性，其接触角可达到157.4°，滚动角为3°。展现出对腐蚀液(PH为1的硫酸溶液以及PH为14的氢氧化钠溶液)、热水(80℃)、泥浆的排斥性。
本发明制备的多功能复合防结冰膜可以耐受PH＝14的氢氧化钠液滴冲击35次而不发生抗润湿性退化。
本发明制备的多功能复合防结冰膜可以耐受1000目砂纸循环摩擦40次而不明显丧失超疏水特性。
本发明制备的光热超疏水电热膜具有良好的电热热特性，施加电压后表面发热均匀，且在0.1W/cm2的电热功率密度下，能快速升温至0℃以上，具有一定的防冰特性。
本发明还提出一种多功能复合防结冰膜的应用，将上述所述制备方法制备得到的多功能复合防结冰膜或者上述所述多功能复合防结冰膜应用于防水、防油、以及全天候低功耗防除冰器件或构件中。
本发明制备的多功能复合防结冰膜可以利用超疏水特性和光热效应进行被动防冰，利用电热效应进行主动防除冰。同时，超双疏表面自清洁、不粘附特点可确保光热效果不受污渍或霜层的影响。超疏水和光热、电热效应的主被动协同效应可实现低功耗、高耐久性的防除冰。超疏水效应及光热效应可以延缓结冰时间进而降低功耗，电热效应除冰可以避免超疏水微纳结构收到机械损伤，经过20次结冰-融冰循环后，仍不丧失超疏水特性。
实施例1
本实施例提出一种多功能复合防结冰膜的制备方法，包括以下步骤：
S1：称取MWCNT和疏水纳米SiO2颗粒按照1:1的质量比例混合，得到共混颗粒。
S2：将氟化改性的环氧树脂按照专利201910091634.5报道的方法进行疏水改性，并与环氧基改性的PDMS以及固化剂聚醚胺D-230按照比1:1:0.4的质量比例混合，得到疏水树脂。
以疏水树脂作为粘合剂，按质量比1:39称取所述共混颗粒和疏水树脂，加入到乙酸乙酯中，共混颗粒和乙酸乙酯的质量比为1:100，搅拌30min使原料充分均匀混合，得到喷涂浆料。
S3：选用市售的芳纶纤维和MWCNT共混制备的多孔电热膜为基底，利用高压空气将浆料喷涂至电热膜表面。喷涂压力为0.3MPa，喷涂距离为5cm，喷涂后表面呈液体光泽，置于60℃烘箱中15min后完全晾干，相比于原始基材增重2wt％。将上述喷涂后的电热膜置于100℃的烘箱中保温3h后完成固化，得到多功能复合防结冰膜。
本实施例制备的多功能复合防结冰膜SEM照片如图1所示，由图1中a和b图可知，涂层微米级较为致密平整，放大至50k倍后，可观察到丰富的纳米级结构，呈现出树脂包覆纳米颗粒和碳纳米管的形貌。
对本实施例制备的多功能复合防结冰膜测试其接触角和滚动角，将5μL的去离子水轻轻放置于样品表面，静置20s后，通过接触角仪拍摄液滴侧视图像(如图2所示)，通过仪器自带的CAST 3.0软件对图像进行分析得出接触角。改变五处不同的位置进行测量，得出平均接触角为157.4°。将5μL液滴静置于表面后，通过仪器自带的机械装置旋转样品平台达一定倾角，记录液滴刚开始发生滚落时的倾角角度为滚动角。测试五处不同位置的滚动角。经过测试本实施例的滚动角为4°。
本实施例制备的多功能复合防结冰膜微观结构被疏水树脂和疏水纳米颗粒的致密均匀地包覆。如图3所示，原始电热膜表面的本征凸起表面被包覆一层树脂和纳米颗粒的混合物，且形貌均匀致密。
本实施例制备的多功能复合防结冰膜具有良好的极端条件疏水性，如图4所示，对硫酸溶液液滴(PH＝1)、氢氧化钠溶液液滴(PH＝14)、热水(80℃)以及泥浆液滴在本实施例中制备的样品表面呈现球形，是典型的超疏水状态。
本实施例制备的多功能复合防结冰膜还具有良好的疏油特性，如图5所示。
本实施例制备的多功能复合防结冰膜具有良好的电热特性。将制备的样品裁剪成3×5cm尺寸，在样品两处对边粘贴导电铜箔作为电极，将稳压电源两端与导电铜箔电极相连，将贴片式温度传感器贴覆于制得的电热膜表面。之后将传感器导线与无纸记录仪连接用于显示和记录表面温度。将样品置于-20℃环境中20min使样品温度和环境温度平衡，调节输出电压使得发热功率密度分别为0.1、0.2、0.3W/cm2。温度逐渐升高直到达到平衡状态。此时，通过红外相机拍摄样品表面发热后的红外图像，结果如图6所示，可以看出样品整体发热均匀，适用于大面积防除冰。将温度随时间变化曲线绘制成图7曲线。从结果分析可知，0.1、0.2、0.3W/cm2的电热功率密度下，最终的平衡温度分别为6.1,22.6和40.4℃，具有良好的电热防冰效果。
本实施例制备的多功能复合防结冰膜具有良好的光热特性。将制备的样品裁剪成3×5cm尺寸，将贴片式温度传感器贴覆于制得的电热膜表面。之后将传感器导线与无纸记录仪连接用于显示和记录表面温度。将样品置于-20℃环境中20min使样品温度和环境温度平衡。将一定功率下的氙灯照射到样品表表面，通过功率计测出相应的功率，与标准的一个太阳光照强度进行对比。待温度逐渐升高直到达到平衡状态之后断开电源，将温度随时间变化曲线绘制成图8曲线。从结果分析可知，0.5、0.7、1个太阳的光照强度下，样品表面的平衡温度分别为4.5、20、35.8℃，说明样品具有良好的光热防冰效应。之后将样品置于-20℃的冷台表面，仅在在样品一小部分区域照射约为0.5个太阳强度的光照，外界环境为30℃，湿度为60％的条件下，观察表面冷凝结霜情况变化。30min后，样品表面结霜情况如图9所示，可以看出，仅有光照区域未发生结霜现象，此区域发生珠状液滴冷凝，微小液滴逐渐长大并在0.08s内发生合并。这种表面张力驱动的液滴合并现象有利于使液滴弹跳并离开样品表面，有利于表面防冰。
本实施例制备的多功能复合防结冰膜具有良好的冲击耐受性。按照图10所示实验装置测试样品耐冲击特性。将样品倾斜10°，从距样品表面30cm高度的针孔中挤出约50μL氢氧化钠溶液(pH＝14)液滴冲击样品。利用高速摄像机以1000FPS的帧率记录冲击过程，以检查润湿行为的转变。记录液滴反弹的次数，绘制于图11中。可见本实施例的样品可耐受40次腐蚀液滴的冲击而不发生粘附。
本实施例制备的多功能复合防结冰膜具有良好的摩擦耐受性，利用1000目砂纸在0.2kPa的压力下对样品表面进行摩擦。在每次摩擦循环(约2cm)后，测量θ和θs以检测表面超疏水性退化情况。如图11所示，本实施例制备的样品可耐受35次摩擦才发生润湿性转变。
本实施例制备的光热超疏水电热膜具有良好的协同除冰特性，将PTFE圆形框水平放置于样品表面，在其中加满水，由于电热膜的疏水作用，水不会浸润模具边缘造成溢出。之后将上述装置置于-20℃环境中保持2h使之完全冻结，然后将式样垂直放置。再以0.2W/cm2电热功率密度对试样进行加热，直至冰和模具在重力作用下自行脱落，视为除冰完成。作为对比，在结冰条件相同的前提下，不提供额外的电热功率而通过在平行于样品表面施加额外的推力进行除冰，在除冰测试后，测试每次循环后样品表面接触角和滚动角变化，如图12所示。由图可知，经历20次电热除冰循环后，样品表面仍保持超疏水状态不变。而机械式除冰循环2次后，样品表面即丧失超疏水性。这是因为电热效应使得试样-冰界面融化成液态水，避免了冰机械除冰破坏冰-式样表面互锁结构时对超疏水微观结构的损坏。
实施例2
本实施例提出一种多功能复合防结冰膜的制备方法，与实施例1相比，仅将疏水树脂改为同等质量的氟化改性环氧树脂，其与工艺流程和参数保持不变。
测试本实施例微观结构如图13所示，仍可以看出制得的涂层的微米级致密结构和纳米级精细结构。
对比例1～3
本对比例提供一种多功能复合防结冰膜的制备方法，与实施例1相比，步骤S1中共混颗粒与疏水树脂质量比分别为1：19(对比例1)、1:12.33(对比例2)以及1:9(对比例3)，其他操作与工艺参数与实施例1相同。
这些对比例研究了不同纳米颗粒含量对涂层超疏水特性的影响。按照上述比例计算，在涂层中的纳米颗粒质量占比约为5wt％(对比例1)、7.5wt％(对比例2)和10wt％(对比例3)。
对比例1～3所制得的样品进行接触角和滚动角测试，测试方法与实施例1中描述的相同。将测试结果与实施例1所得数据共同绘制在图14中。可看出，随着共混颗粒含量增大，涂层疏水性略有增强。
测试对比例1～3表面微观结构形貌如图15所示，可以看出，随着纳米颗粒含量增大，涂层不仅微米级结构致密性逐渐减少，出现孔洞结构，纳米级结构逐渐变得松散。由此可见，本发明提出的工艺可将纳米颗粒含量降低至2.5wt％(实施例1)即树脂含量高达97.5wt％时，涂层兼具良好的超疏水特性和机械稳定性。
对比例4
本对比例提供一种多功能复合防结冰膜的制备方法，与实施例1相比，仅将纳米颗粒含量降为零，即不加入共混纳米颗粒，仅通过喷涂共混树脂溶液获得树脂包覆电热膜的结构。
对本实施例制得的样品进行接触角和滚动角测试，测试方法与实施例1中描述的相同。将测试结果与实施例1、对比例1～3所得数据共同绘制在图14中。如图所示，可以看出其测得的接触角为131°，滚动角为65°，不满足超疏水特性。
对比例5～6
本实施例提供一种多功能复合防结冰膜的制备方法，与实施例1相比，仅将步骤S2中的喷涂距离改为15cm(对比例5)以及25cm(对比例6)。其与工艺流程和参数设置和实施例1完全相同。
对对比例5～6所制得的样品进行腐蚀液滴(PH＝14)冲击实验和砂纸(1000目)摩擦实验，测试涂层在发生抗润湿性退化前(即丧失超疏水特性前)的液滴冲击次数和砂纸摩擦次数。测试过程与实施例1中描述的实验过程完全相同。实验结果与实施例1一同绘制在图11中。由结果可以看出，随着喷涂距离的增大，涂层液滴冲击次数和砂纸摩擦次数均逐渐减少，这说明涂层的空气层稳定性和结构稳定性均逐渐降低。由此可见，喷涂距离为5cm时制备的样品具有最好的结构稳定性和空气层稳定性。
测试不同实施例微观形貌如图16所示，对比可知，喷涂距离增大后喷涂距离增大后，雾化液滴在飞行过程中溶剂蒸发逐渐加剧，与基板接触时雾滴变得更加干燥，结构逐渐变得疏松多孔，导致结构的机械稳定性差。同时疏松结构的孔隙较大，液滴冲击过程中容易侵入大孔结构，进而导致抗润湿性丧失。
对比例7
本对比例提供一种多功能复合防结冰膜的制备方法，与实施例1相比，仅将步骤S2中的喷涂工艺改为浸渍工艺。即将选用的电热膜直接浸入喷涂浆料。其与工艺步骤和参数与实施例1相同。
对本实施例中制备的样品进行腐蚀液滴(PH＝14)冲击实验和砂纸(1000目)摩擦实验，测试涂层在发生抗润湿性退化前(即丧失超疏水特性前)的液滴冲击次数和砂纸摩擦次数。测试过程与实施例1中描述的实验过程完全相同。实验结果与实施例1、对比例5～6一同绘制在图11中。可以看出本实施例仅可耐受12次腐蚀液滴冲击和10次砂纸摩擦循环。测试本对比例的微观形貌如图16所示，可以看出本实施例的微观形貌呈现出纳米疏松多孔结构，导致其机械稳定性和抗冲击性较差。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种多功能复合防结冰膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：称取多壁碳纳米管和疏水纳米颗粒，混合，得到共混颗粒；
S2：以疏水树脂作为粘合剂，按质量比1:20～50称取所述共混颗粒和疏水树脂，加入到有机溶剂中，搅拌，得到喷涂浆料；
S3：以电热膜为基底，利用喷枪将所述喷涂浆料喷涂至基底表面，烘干，固化，得到多功能复合防结冰膜；所述电热膜为多孔柔性MWCNT基电热膜。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述疏水纳米颗粒为经有机试剂疏水改性得到的纳米二氧化硅、二氧化铝和二氧化钛中的至少一种。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述MWCNT和疏水纳米颗粒的质量比为1:0.5～2。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述疏水树脂为聚二甲基硅氧烷、聚偏氟乙烯、疏水改性环氧树脂、疏水改性聚氨酯和疏水改性丙烯酸树脂中的至少一种。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮和丙酮的一种；所述共混颗粒与有机溶剂的质量比为1:100～300。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述搅拌的转速为200～500转/min，时间为20～40min。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述喷涂的压力为0.2～0.7MPa，喷涂距离为3～10cm，喷涂量为烘干基底增重1～5wt％。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述烘干为置于60℃烘箱中保温10～30min；
所述固化的程序根据所选疏水树脂固化程序确定。
9.一种多功能复合防结冰膜，其特征在于，由权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到。
10.一种多功能复合防结冰膜的应用，其特征在于，将权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的多功能复合防结冰膜或者权利要求9所述多功能复合防结冰膜应用于防水、防油、以及全天候低功耗防除冰器件或构件中。
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