[發明專利]一種智能主動型抗結冰涂層材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 200910195359.8
• 申請日: 2009-09-08
• 公開（公告）號: CN101701131A
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發明（設計）人: 胡益民;汪洪;陳曉東
• 申請（專利權）人: 上海波平航空科技有限公司
• 主分類號: C09D183/10
• 分類號: C09D183/10;C09D183/12;C09D175/02;C09D5/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明涉及智能、主動型抗結冰涂層材料的制備方法，將其噴涂在基質表面，基質表面具有長期抗結冰能力。尤其適合航空、船艦、鐵路、電力、石化、管道、建筑等行業中使用。?

背景技術

冰在基質上的積累將產生巨大的問題。如高速公路結冰將導致運輸變得十分困難。電纜上結冰，將導致電線承重過載而斷裂，電力系統中斷。飛機機翼結冰，將導致機毀人亡的事故發生。屋頂結冰過厚，房屋將坍塌。因此，抗結冰涂層材料的制備受到高度關注。并且抗結冰涂層材料有著廣闊的應用市場。?

目前除冰(抑制結冰)主要是通過熱輻射、化學融雪劑以及表面加熱等方法實現。這些方法都需要大量能源和助劑，實施時間長，并且過度使用融雪劑會導致周圍環境的鹽堿化。因此，開發一種環保，長效型抗結冰涂層材料，其在結冰時具有智能、主動型抗結冰能力是本發明主旨。?

基質表面結冰現象與基質表面和水的親和能力密切相關，親水表面容易發生吸附水份，加速結冰，而疏水表面就相反。因此，基質覆蓋聚四氟乙烯層，其抗結冰能力大大提高。然而這種方法不具有長效性。這是因為聚四氟乙烯雖然具有憎水性，但它無法干擾水分子間氫鍵聚集，冰的結晶核形成。解決此問題可在涂層材料中引入酰脲基團，干擾水分子氫鍵間結合能，減少氫鍵聚集，實現抗結冰能力，如美國波音公司專利US6809169。但這種技術也存在著不足，隨著基質上水或冰厚度增加，酰脲基團抑制能力會降低，抗結冰的能力減弱。抗冰涂層材料必須借助高速空氣輔助去除機翼結冰。因此這種技術無法適用低速運動或靜置的基質上實現不結冰能力，屬于非智能型抗冰涂層材料。?

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種具有長期抗結冰能力、耐老化性、耐磨性和透明性好，對基質的顏色沒有影響的智能主動型抗結冰涂層材料的制備方法。?

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種智能主動型抗結冰涂層材料，其特征在于，該材料包括以下配方：溫敏相變材料10-60wt％，含有酰脲基團的高分子量聚合物10-60wt％，溶劑20-80wt％。?

所述的溫敏相變材料是硅與聚合物嵌段共聚物形成的硅相變材料中的一種或多種混合物。?

所述的溫敏相變材料包括聚硅氧烷-丙烯酸酸脂共聚物，聚硅氧烷-酰胺共聚物，聚硅氧烷-環氧共聚物，聚硅氧烷-醚共聚物，聚硅氧烷-氨脂共聚物，聚硅氧烷-脲共聚物或聚硅氧烷-乙烯基醚共聚物。?

所述的溫敏相變材料是采用α，ω-雙羥基聚硅氧烷和烷氧基硅反應制備而成，分子式如下?

其中R₁、R₂、R₅、R₆是含有1-10個C原子的烷氧基或芳氧基；R₃、R₄是含有1-6個C原子的烷基、苯基或環烷基；重復單元數X、Y為3-30；聚硅氧烷重復元數Z為3-10。?

所述的含有酰脲基團的高分子量聚合物為含有酰脲基團的聚硅、聚丙烯酸酸脂、聚酰胺、環氧樹脂、聚醚、聚氨脂、聚脲或聚乙烯基醚。?

所述的含有酰脲基團的高分子量聚合物采用高分子量α，ω-雙氨基聚硅氧烷與雙異氰酸脂反應合成，制備含有酰脲基團高分子量聚合物，分子結構如下：?

其中R₁、R₆是氫基、1-6個碳原子的烷基、芳基、環烷基、雜芳環基團；R₂、R₅是1-10個碳原子的烷基、芳基、聚苯基；R₃、R₄是含有1-6個碳原子的烷基、芳基或環烷基；重復單元數X為1-100；CYAN為雙異氰酸脂主鏈分子。?

所述的溶劑為低沸點揮發迅速的有機化合物或水溶性溶劑。?

所述的溶劑包括二氯甲烷，二氯甲烷與甲苯混合溶劑，水溶性聚氨脂或水溶性丙烯酸酯。?

一種智能主動型抗結冰涂層材料的制備方法，其特征在于，該方法是將溫敏相變材料10-60wt％，含有酰脲基團的高分子量聚合物10-60wt％，溶劑20-80wt％，經攪拌混合制成抗結冰涂層材料溶液，溶劑揮發干燥后形成抗結冰涂層材料。?

一種智能主動型抗結冰涂層材料的應用，其特征在于，將抗結冰涂層材料采用浸泡方式，手工刷涂或靜電噴涂方式附著到待處理物上。?