CN116535956B - 一种低温环境下可快速施工的超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种低温环境下可快速施工的超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层的制备方法，它涉及一种超疏水聚氨酯脲弹性体涂层的制备方法。本发明的目的是要解决目前超疏水表面涂层耐磨性较差、低温条件下(10℃以下)难以正常固化且施工工艺复杂，无法实现大规模推广，制约超疏水表面技术应用于道路的问题。方法：一、制备A组分；二、制备B组分；三、制备超疏水粉末；四、将A组分和B组分按照体积比1:1分别装入双组分混合装置，混合均匀后涂到载体表面并抹匀，将喷粉瓶中的超疏水粉末均匀喷涂到未固化的聚氨酯脲弹性体涂层的表面，载体表面得到超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层。
Description
技术领域
本发明涉及一种超疏水聚氨酯脲弹性体涂层的制备方法。
背景技术
低温结冰作为一种自然现象时常会引发各种自然灾害。每年因道路结冰引发的大量交通事故，严重威胁人们的生命财产安全。目前常用的路面除冰方式包括使用除冰盐、人工除冰、机械除冰、主动加热路面等方式，但除冰盐的大量使用容易造成路面的损伤剥落；人工除冰效率太低；机械除冰和主动加热路面的方式成本太高且适用性差。因此，开发新型智能化除冰方式迫在眉睫。超疏水表面是基于“荷叶效应”的仿生技术，研究发现自然界中的超疏水表面是由表面的微纳米结构和低表面能物质共同作用所形成的。这种结构能够降低结冰温度、延缓结冰时间、促进液滴滚落、同时减小附着冰的粘结强度。如果能够将超疏水表面技术应用到防冰路面，将极大地降低冬季路面结冰对交通运输的影响，同时提高路面结构的耐久性和行车安全性。
专利CN108047776A公开了一种用于路面抗凝冰的超疏水涂料及其制备、施工方法，使用硬脂酸和无水乙醇对氧化锌纳米颗粒进行疏水改性，然后混入无水乙醇中获得超疏水涂料。将其先刷涂再喷涂到道路表面，获得2-3mm的超疏水涂层，涂层表现出良好的抗凝冰性能。但制备出的超疏水涂层耐磨性较差，且施工工艺复杂，需要反复喷涂，成本也相对较高。论文(材料导报,2017,31(14):132-137)中通过喷涂和刷涂结合的方式，把含有硅烷酯类低表面能物质和纳米SiO2的超疏水溶液涂覆到混凝土表面，从而获得超疏水涂层，经测试该涂层表面接触角153°，滚动角2.3°，但经负重橡胶块摩擦实验后，接触角显著降低，疏冰性和耐久性变差。CN111909421A公开了一种新型路面超疏水抑冰涂层用垫层的制备方法，通过使用纳米二氧化钛溶液对疏水聚氨酯泡沫软垫进行修饰，并使用压花技术构造表面粗糙度，进而获得了一种超疏水多孔垫层。将其直接固定在路面，有效解决了超疏水涂层与基质粘附力不足的问题，但是该工艺操作复杂，且超疏水软垫层需提前制备，无法大规模快速施工。专利CN108192453A公开了一种用于高寒地区的双组分超疏水抗凝冰材料及其制备方法，通过将A组分聚丙烯酸酯乳液、交联剂、偶联剂和B组分有机硅氧烷、红外吸收剂、催化剂混合后涂覆到沥青混凝土表面，并使用浓硫酸进行表面修饰，经去离子水冲洗后获得微纳米结构，经测试其接触角为144.96°。但是该方法操作复杂，涂层固化温度要求高、固化速度慢，涂层的表面接触角也未达到150°。论文(Journal of Colloid and InterfaceScience,2019,541:86-92)中使用尼龙网和低表面能水泥浆制备了一种廉价且坚固的超疏水混凝土涂层，其接触角为160°±1°，滑动角为6.5±0.5°。该涂层具有较高的表面机械强度和较好的疏冰效果，但施工工艺复杂，且无法应用于现有道路。专利CN111777381A公布了一种彩色超疏水混凝土涂层的制备方法，通过将水溶性低表面能材料、水泥、细砂、水、氧化铁染料充分混合后快速干燥，研磨筛选后获得超疏水粉末，将其喷涂到未凝固的混凝土表面，待混凝土硬化后即可获得高硬度、高耐磨彩色超疏水混凝土表面，但该方法制备出的超疏水表面的接触角受染料掺量影响显著，且施工过程受混凝土硬化时间限制，无法做到快速施工。
综上，目前制约超疏水表面技术应用于道路上的主要问题是：超疏水表面涂层耐磨性较差、低温条件下(10℃以下)难以正常固化且施工工艺复杂，无法实现大规模推广。
发明内容
本发明的目的是要解决目前超疏水表面涂层耐磨性较差且施工工艺复杂，无法实现大规模推广，制约超疏水表面技术应用于道路的问题，而提供一种低温环境下可快速施工的超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层的制备方法。
本发明在现有研究的基础上，制备了一种低温环境下可快速施工的超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层，并将其作为粘结层复合超疏水粉末获得高疏水、高耐磨、可快速施工的超疏水涂层。
一种低温环境下可快速施工的超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层的制备方法，具体包括如下步骤：
一、制备A组分：
将异氰酸酯、聚醚二元醇、聚二甲基硅氧烷、增塑剂和催化剂加入到反应容器中，向反应容器中通入高纯氮气作为保护气体，然后将反应容器置于带磁力搅拌装置的水浴锅中，设置反应温度为40～90℃，转速为200～900r/min，反应1～4h后，得到聚氨酯脲弹性体A组分；
步骤一中所述的异氰酸酯、聚醚二元醇、聚二甲基硅氧烷、增塑剂和催化剂的质量比为100:(20～120):(10～60):(1～20):(0.007～10)；
二、制备B组分：
将聚醚二元醇、聚醚胺、二元胺小分子扩链剂、分子筛粉末和硅烷偶联剂加入到三角锥瓶，放入磁力转子，将其置于水浴锅中加热到40～90℃，转速设置为200～900r/min，搅拌5～20min，充分混合后，将其置于超声清洗仪中继续超声分散5～30min后，使用10-500目筛网过滤，得到B组分；
步骤二中所述的聚醚二元醇、聚醚胺、二元胺小分子扩链剂、分子筛粉末和硅烷偶联剂的质量比为(5～100):(0～100):(10～40):(3～20):(0.01～10)；
三、将水泥、疏水型纳米二氧化硅溶液、细砂、水和水溶性低表面能材料置于搅拌器中搅拌0.5～3h，然后置于40～100℃的烘箱中干燥1～4h，研磨后经0.1-0.8mm筛网筛出超疏水粉末，最后装入喷粉瓶；
步骤三中所述的水泥、疏水型纳米二氧化硅溶液、细砂、水和水溶性低表面能材料的质量比为(50～100):(5～50):(50～100):(20～80):(1～20)；
四、将A组分和B组分按照体积比1:1分别装入双组分混合装置，混合均匀后涂到载体表面并抹匀，载体表面得到聚氨酯脲弹性体涂层；将喷粉瓶中的超疏水粉末均匀喷涂到未固化的聚氨酯脲弹性体涂层的表面，待聚氨酯脲弹性体涂层完全固化后，载体表面得到超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层。
本发明的有益效果如下：
(1)、与其它超疏水涂料相比，本发明制备出的无溶剂型聚氨酯脲弹性体涂层固化速度快，且可通过调整B组分中的扩链剂种类、二元醇和二元胺的比例来控制固化速度，保证超疏水涂层在较低温度下(如5℃左右)的快速施工；
(2)、本发明制备的超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层具有优良的力学性能(高弹、高耐磨)和高疏水性，且聚氨酯脲弹性体涂层与水泥/沥青混凝土之间都具有良好的粘结性能；通过添加疏水纳米二氧化硅可以改善超疏水涂层表面微纳米粗糙结构，进一步提高其疏水性；此外，超疏水粉末为亲油疏水性材料，与疏水型聚氨酯脲弹性体涂层之间具有良好的粘结性能，保证了超疏水涂层的耐磨性；
(3)、本发明制备出的超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层的接触角为160.83°和滚动角为3°，具有防冻雨、抗凝冰及抗腐蚀能力，可有效防止液滴黏附在混凝土路面并进一步渗透到材料内部，从而显著提高路面材料的抗冻性和耐腐蚀性能。
附图说明
图1为端羟基封端聚二甲基硅氧烷和聚氨酯脲弹性体的红外光谱图，图中1为端羟基封端聚二甲基硅氧烷，2为聚氨酯脲弹性体；
图2为涂覆在水泥试块表面的超疏水聚氨酯脲弹性体涂层的照片；
图3为水滴在超疏水聚氨酯脲弹性体涂层表面的照片；
图4为5℃条件下固化2h的超疏水聚氨酯脲弹性体涂层；
图5为液态水在超疏水聚氨酯脲弹性体涂层表面和普通水泥试件表面的形态示意图，左图为在超疏水聚氨酯脲弹性体涂层表面上水的形态，右图为在普通水泥试件表面上水的形态；
图6为超疏水表面和普通表面冰的形态；
图7为促进液滴滚落试验装置；
图8为普通试件和表面为超疏水聚氨酯脲弹性体涂层的试件的促进液滴滚落试验结果。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种低温环境下可快速施工的超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层的制备方法，具体包括如下步骤：
一、制备A组分：
将异氰酸酯、聚醚二元醇、聚二甲基硅氧烷、增塑剂和催化剂加入到反应容器中，向反应容器中通入高纯氮气作为保护气体，然后将反应容器置于带磁力搅拌装置的水浴锅中，设置反应温度为40～90℃，转速为200～900r/min，反应1～4h后，得到聚氨酯脲弹性体A组分；
步骤一中所述的异氰酸酯、聚醚二元醇、聚二甲基硅氧烷、增塑剂和催化剂的质量比为100:(20～120):(10～60):(1～20):(0.007～10)；
二、制备B组分：
将聚醚二元醇、聚醚胺、二元胺小分子扩链剂、分子筛粉末和硅烷偶联剂加入到三角锥瓶，放入磁力转子，将其置于水浴锅中加热到40～90℃，转速设置为200～900r/min，搅拌5～20min，充分混合后，将其置于超声清洗仪中继续超声分散5～30min后，使用10-500目筛网过滤，得到B组分；
步骤二中所述的聚醚二元醇、聚醚胺、二元胺小分子扩链剂、分子筛粉末和硅烷偶联剂的质量比为(5～100):(0～100):(10～40):(3～20):(0.01～10)；
三、将水泥、疏水型纳米二氧化硅溶液、细砂、水和水溶性低表面能材料置于搅拌器中搅拌0.5～3h，然后置于40～100℃的烘箱中干燥1～4h，研磨后经0.1-0.8mm筛网筛出超疏水粉末，最后装入喷粉瓶；
步骤三中所述的水泥、疏水型纳米二氧化硅溶液、细砂、水和水溶性低表面能材料的质量比为(50～100):(5～50):(50～100):(20～80):(1～20)；
四、将A组分和B组分按照体积比1:1分别装入双组分混合装置，混合均匀后涂到载体表面并抹匀，载体表面得到聚氨酯脲弹性体涂层；将喷粉瓶中的超疏水粉末均匀喷涂到未固化的聚氨酯脲弹性体涂层的表面，待聚氨酯脲弹性体涂层完全固化后，载体表面得到超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中所述的异氰酸酯为二苯甲基丙烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯；步骤一中所述的聚醚二元醇为聚丙二醇或聚四氢呋喃醚二醇，其中聚丙二醇的分子量为1000或2000，聚四氢呋喃醚二醇的分子量为1000或2000。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一中所述的聚二甲基硅氧烷为端羟基封端聚二甲基硅氧烷，分子量为1000或2000；步骤一中所述的增塑剂为对苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二辛酯；步骤一中所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡或有机铋。其它步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤二中所述的聚醚二元醇为聚丙二醇或聚四氢呋喃醚二醇，其中聚醚二元醇的分子量为1000或2000，聚四氢呋喃醚二醇的分子量为1000或2000；步骤二中所述的聚醚胺为聚醚胺D-2000或聚醚胺D-400。其它步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤二中所述的二元胺小分子扩链剂为二甲硫基甲苯二胺或二乙基甲苯二胺；步骤二中所述的分子筛粉末为3A型或5A型；步骤二中所述的硅烷偶联剂为KH-550或KH-570。其它步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤三中所述的水泥为普通硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥；步骤三中所述的细砂为经0.3mm筛网筛选的河砂或海砂；步骤三中所述的水溶性低表面能材料为DC-30型无氟水性石材防护剂，购买自南雄鼎成新材料科技有限公司。其它步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤三中所述的疏水型纳米二氧化硅溶液中疏水型纳米二氧化硅的粒径为20nm、50nm或100nm；疏水型纳米二氧化硅溶液中的溶剂为无水乙醇或乙酸乙酯；疏水型纳米二氧化硅溶液的固含量为10％～50％。其它步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤四中所述的超疏水粉末的质量与聚氨酯脲弹性体涂层的表面积比为(20g～200g):1m2。其它步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤四中所述的双组分混合装置为双组分胶枪或电动双组分喷枪。其它步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：步骤四中所述的载体为水泥混凝土或沥青混凝土。其它步骤与具体实施方式一至九相同。
采用以下实施例验证本发明是有益效果：
实施例1：一种低温环境下可快速施工的超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层的制备方法，具体包括如下步骤：
一、制备A组分：
将24.2g二苯甲基丙烷二异氰酸酯、20.5g聚丙二醇、5.3g端羟基封端聚二甲基硅氧烷、3g对苯二甲酸二辛酯和2滴二月桂酸二丁基锡加入到反应容器中，向反应容器中通入高纯氮气作为保护气体，然后将反应容器置于带磁力搅拌装置的水浴锅中，设置反应温度为80℃，转速为600r/min，反应2.5h后，得到聚氨酯脲弹性体，即为A组分；
步骤一中所述的聚丙二醇的分子量为2000；
步骤一中所述的端羟基封端聚二甲基硅氧烷的分子量为2000；
二、制备B组分：
将37.8g聚四氢呋喃醚二醇、0g聚醚胺D-2000、12.2g二元胺小分子扩链剂、1.67g5A型分子筛粉末和0.05g KH-550加入到三角锥瓶，放入磁力转子，将其置于水浴锅中加热到60℃，转速设置为600r/min，搅拌20min，充分混合后，将其置于超声清洗仪中继续超声分散10min后，使用200目筛网过滤，得到B组分；
步骤二中所述的聚四氢呋喃醚二醇的分子量为2000；
步骤二中所述的二元胺小分子扩链剂为二甲硫基甲苯二胺；
三、将28g水泥、30g疏水型纳米二氧化硅溶液、28g细砂、14g水和2g水溶性低表面能材料置于搅拌器中搅拌0.5h，搅拌速度为250r/min，然后置于80℃的烘箱中干燥2h，研磨后经0.15mm筛网筛出超疏水粉末，最后装入喷粉瓶；
步骤三中所述的水泥为P·O 42.5普通硅酸盐水泥；
步骤三中所述的细砂为经0.3mm筛网筛选的普通河砂；
步骤三中所述的水溶性低表面能材料DC-30型无氟水性石材防护剂，购买自南雄鼎成新材料科技有限公司；
步骤三中所述的疏水型纳米二氧化硅溶液中疏水型纳米二氧化硅的粒径为20nm；疏水型纳米二氧化硅溶液中的溶剂为无水乙醇；疏水型纳米二氧化硅溶液的固含量为33.3％；
四、将A组分和B组分按照体积比1:1分别装入双组分混合装置，混合均匀后涂到载体表面并抹匀，载体表面得到聚氨酯脲弹性体涂层；将喷粉瓶中的超疏水粉末均匀喷涂到未固化的聚氨酯脲弹性体涂层表面，待聚氨酯脲弹性体涂层在常温下固化2h后，载体表面得到超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层；
步骤四中所述的超疏水粉末的质量与聚氨酯脲弹性体涂层的表面积比为62.3g:1m2；
步骤四中所述的双组分混合装置为双组分胶枪(手动推进式50ml容量，胶管体积比1:1；
步骤四中所述的载体为水泥混凝土。
经测试，载体表面得到超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层的接触角为160.83°、滚动角为3°。
图1为涂覆在水泥试块表面的超疏水聚氨酯脲弹性体涂层的照片；
图2为水滴在超疏水聚氨酯脲弹性体涂层表面的照片；
实施例2：本实施例与实施例1的区别为：疏水型纳米二氧化硅溶液的掺杂量为0，即步骤三中将28g水泥、30g疏水型纳米二氧化硅溶液、28g细砂、14g水和2g水溶性低表面能材料置于搅拌器中。其它步骤及参数与实施例1均相同。
经测试，实施例2中载体表面得到超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层的接触角为143°。
实施例3：本实施例与实施例1的区别为：步骤二中所述的二元胺小分子扩链剂为二乙基甲苯二胺。其它步骤及参数与实施例1均相同。
经测试，实施例3中载体表面得到超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层的接触角为159.5°。
实施例4：本实施例与实施例1的区别为：步骤一中将24.2g二苯甲基丙烷二异氰酸酯、20.5g聚丙二醇、10.6g端羟基封端聚二甲基硅氧烷、3g对苯二甲酸二辛酯和2滴二月桂酸二丁基锡加入到反应容器中。其它步骤及参数与实施例1均相同。
经测试，实施例4中载体表面得到超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层的接触角为161.5°。
实施例5：本实施例与实施例1的区别为：步骤二中将18.9g聚四氢呋喃醚二醇、18.9g聚醚胺D-2000、12.2g二元胺小分子扩链剂、1.67g5A型分子筛粉末和0.05gKH-550加入到三角锥瓶中；步骤四中待聚氨酯脲弹性体在5℃固化1h，载体表面得到超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层。其它步骤及参数与实施例1均相同。
经测试，实施例5中超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层可在5℃左右正常固化(见图3)，1h左右即可表面干燥，2.5h涂层即可达到步行强度，5h时聚氨酯脲弹性体拉伸强度超过0.7MPa，所得涂层接触角为159°。表明本发明在较低温度下仍具备一定实用性。
为更好地说明所制备的超疏水聚氨酯脲弹性体涂层的力学性能和抗凝冰性能，将实施例1中步骤1制备出的AB组分直接使用双组分胶枪混合获得疏水改性的聚氨酯脲弹性体(不涂覆超疏水粉末)，然后对该疏水改性的聚氨酯脲弹性体和实施例1中制备出的超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层进行如下试验。
试验1：疏水改性聚氨酯脲弹性体的性能测试：
对实施例1中的端羟基封端聚二甲基硅氧烷和A组分进行红外光谱检测，结果如图1所示。端羟基封端聚二甲基硅氧烷的红外光谱图(图1中的1线)中3510cm-1处的峰来源于-OH的伸缩振动峰。A组分的红外光谱图(图1中的2线)中1099cm-1和1017cm-1双峰以及801cm-1来源于Si-O和C-Si的伸缩振动峰。同时A组分中3510cm-1处的峰消失，说明端羟基封端聚二甲基硅氧烷被成功引入到聚氨酯脲的分子链中。图中2259cm-1的峰为-NCO基团的特征峰，说明A组分中含有大量的-NCO具有较高的反应活性。参照国标GB/T528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》对实施例1中制备出的疏水聚氨酯脲弹性体涂层进行拉伸强度和断裂伸长率测试，测试结果为拉伸强度达到12.5MPa、断裂伸长率达到450％，接触角测试表明与未添加有机硅的聚氨酯脲弹性体相比其表面接触角从78.7°增长到101°，由亲水性材料转变为疏水性材料，参照GB/T16777-2008《建筑防水涂料测试方法》中粘结强度的测试方法测试其对混凝土表面的粘结强度，结果表明粘结强度达到3.25MPa，粘结性能良好。
试验2：超疏水涂层延长结冰时间试验
分别制备出两块70×70×20mm水泥砂浆试件，自然养护28d后使用60目砂纸将两块试件成型面打磨平整，一块表面负载超疏水聚氨酯脲弹性体涂层，另一块不做处理。将两块试件提前置于-5℃的环境中30min，然后用吸管吸取5mL、10℃自来水分别置于两块试件表面，记录水的结冰时间和结冰形状(图4、图5)发现未处理试件表面的水18min开始结冰(出现冰水混合物)，而实施例1中制备出的超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层表面的水40min开始结冰，开始结冰时间延长超过一倍。此外，超疏水聚氨酯脲弹性体涂层表面的冰块呈椭圆状与涂层表面的接触面积更小，未处理试件表面的水部分渗入试件内部，冻结后的冰块与试件的接触面积增大。
试验3：超疏水涂层促进液滴滚落试验
参照试验2制备出超疏水试件和普通试件，测试在不同温度下超疏水表面促进液滴滚落效果。试验装置示意图如图6所示。实验用水为自来水、温度为5℃、滴落高度为10cm、液滴体积为10uL/滴、滴落速度为100滴/min，试件与水平面夹角15°放置，试验环境温度分别为5℃和-5℃，实验前试验器材提前10min放入试验环境，试验持续时间为30min。试验后不同试件表面状态见图7。试验结果表明：5℃时普通试件表面水的留存量为1.01g、超疏水试件表面为0.03g，-5℃时普通试件表面冰块的留存量为8.34g、超疏水试件表面冰块的留存量为0g(见图7)。测试结果表明制备出的超疏水涂层在不同温度下均具有良好的促进液滴滚落效果。
试验4：超疏水表面附着冰粘结强度试验
使用自制模具在-10℃的条件下分别在普通试件和超疏水试件表面成型圆柱形冰块，并使用万能拉力试验机测试冰块在试件表面的粘结强度。结果表明，冰块在普通试件表面的拉断强度为1.36MPa、剪切强度为0.63MPa，在超疏水试件表面的拉断强度为0.67MPa、剪切强度为0.38MPa，负载实施例1中制备出的超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层后附着冰的拉断强度下降50.8％、剪切强度下降40.7％。
Claims (3)
1.一种低温环境下可快速施工的超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层的制备方法，其特征在于所述低温环境为5℃；所述的超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层具有防冻雨、抗凝冰及抗腐蚀能力，制备方法具体包括如下步骤：
一、制备A组分：
将异氰酸酯、聚醚二元醇、聚二甲基硅氧烷、增塑剂和催化剂加入到反应容器中，向反应容器中通入高纯氮气作为保护气体，然后将反应容器置于带磁力搅拌装置的水浴锅中，设置反应温度为40~90℃，转速为200~900r/min，反应1~4h后，得到聚氨酯脲弹性体A组分；
步骤一中所述的异氰酸酯、聚醚二元醇、聚二甲基硅氧烷、增塑剂和催化剂的质量比为100:(20~120):(10~60):(1~20):(0.007~10)；
步骤一中所述的异氰酸酯为二苯甲基丙烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯；
步骤一中所述的聚醚二元醇为聚丙二醇或聚四氢呋喃醚二醇，其中聚丙二醇的分子量为1000或2000，聚四氢呋喃醚二醇的分子量为1000或2000；
步骤一中所述的聚二甲基硅氧烷为端羟基封端聚二甲基硅氧烷，分子量为1000或2000；
步骤一中所述的增塑剂为对苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二辛酯；
步骤一中所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡或有机铋；
二、制备B组分：
将聚醚二元醇、聚醚胺、二元胺小分子扩链剂、分子筛粉末和硅烷偶联剂加入到三角锥瓶，放入磁力转子，将其置于水浴锅中加热到40~90℃，转速设置为200~900r/min，搅拌5~20min，充分混合后，将其置于超声清洗仪中继续超声分散5~30min后，使用10-500目筛网过滤，得到B组分；
步骤二中所述的聚醚二元醇、聚醚胺、二元胺小分子扩链剂、分子筛粉末和硅烷偶联剂的质量比为(5~100):(0~100):(10~40):(3~20):(0.01~10)；
步骤二中所述的聚醚二元醇为聚丙二醇或聚四氢呋喃醚二醇，其中聚醚二元醇的分子量为1000或2000，聚四氢呋喃醚二醇的分子量为1000或2000；
步骤二中所述的聚醚胺为聚醚胺D-2000或聚醚胺D-400；
步骤二中所述的二元胺小分子扩链剂为二甲硫基甲苯二胺或二乙基甲苯二胺；
步骤二中所述的分子筛粉末为3A型或5A型；
步骤二中所述的硅烷偶联剂为KH-550或KH-570；
三、将水泥、疏水型纳米二氧化硅溶液、细砂、水和水溶性低表面能材料置于搅拌器中搅拌0.5~3h，然后置于40~100℃的烘箱中干燥1~4h，研磨后经0.1-0.8mm筛网筛出超疏水粉末，最后装入喷粉瓶；
步骤三中所述的水泥为普通硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥；步骤三中所述的细砂为经0.3mm筛网筛选的河砂或海砂；
步骤三中所述的疏水型纳米二氧化硅溶液中疏水型纳米二氧化硅的粒径为20nm、50nm或100nm；
步骤三中所述的水溶性低表面能材料为DC-30型无氟水性石材防护剂；
步骤三中所述的水泥、疏水型纳米二氧化硅溶液、细砂、水和水溶性低表面能材料的质量比为(50~100):(5~50):(50~100):(20~80):(1~20)；
四、将A组分和B组分按照体积比1:1分别装入双组分混合装置，混合均匀后涂到载体表面并抹匀，载体表面得到聚氨酯脲弹性体涂层；将喷粉瓶中的超疏水粉末均匀喷涂到未固化的聚氨酯脲弹性体涂层的表面，待聚氨酯脲弹性体涂层完全固化后，载体表面得到超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层；
步骤四中所述的超疏水粉末的质量与聚氨酯脲弹性体涂层的表面积比为(20g~200g):1m2；
步骤四中所述的载体为水泥混凝土或沥青混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种低温环境下可快速施工的超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层的制备方法，其特征在于疏水型纳米二氧化硅溶液中的溶剂为无水乙醇或乙酸乙酯；疏水型纳米二氧化硅溶液的固含量为10%~50%。
3.根据权利要求1所述的一种低温环境下可快速施工的超疏水抗凝冰聚氨酯脲弹性体涂层的制备方法，其特征在于步骤四中所述的双组分混合装置为双组分胶枪或电动双组分喷枪。
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