[發(fā)明專利]含有烷烴相變微膠囊的防覆冰涂料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110235108.5
• 申請(qǐng)日: 2011-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN102268222A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁曉燕;朱孔營;周建偉;王爽;祁恒治;趙蘊(yùn)慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): C09D183/06
• 分類號(hào): C09D183/06;C09D133/16;C09D7/12;B01J13/02
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 王小靜

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種含有烷烴相變微膠囊的防覆冰涂料及其制備方法，屬于防結(jié)冰表面保護(hù)涂料技術(shù)。

背景技術(shù)：

具有疏水性的樹脂表面和納米粒子的復(fù)合在防覆冰涂料的研究中得到了重視，目前已有一些關(guān)于疏水性樹脂以及納米粒子防覆冰涂料的研究，如鄢國平等提出了以含氟有機(jī)硅樹脂和納米材料復(fù)合的防覆冰納米復(fù)合涂料(鄢國平，艾朝武，李亮等，“防覆冰納米復(fù)合涂料及用途”，CN?101358106A)、趙國志申請(qǐng)了有關(guān)微膠囊的發(fā)明專利(趙國志，“防覆冰涂料復(fù)合物”，CN101514270A)、Gao等使有機(jī)硅樹脂與丙烯酸樹脂和納米粒子復(fù)合，構(gòu)建了超疏水結(jié)構(gòu)的防覆冰涂料(Gao?D，Jones?AK，Sikka?VK.“Anti-icing?superhydrophobic?coatings”，US2010/0314575A1)。

Bhamidipati等提出向有機(jī)硅-環(huán)氧樹脂等疏水性涂料體系中加入有機(jī)硅相變材料(Bhamidipati?MV，Randolph?MA.“Methods?and?compositions?for?inhibiting?surface?icing”，US?7514017B2)。直接摻雜在樹脂基體中的有機(jī)硅相變材料的體積在相變前后會(huì)發(fā)生變化，使得水在涂層表面結(jié)冰時(shí)不會(huì)與涂層形成堅(jiān)固的結(jié)合，從而使覆冰易于脫落而達(dá)到防覆冰的方法。

利用相變材料的潛熱釋放功能，抑制水在涂層表面結(jié)冰的研究并不多。張世永利用聚氨酯復(fù)合相變微膠囊及納米粒子等制備自清潔防覆冰相變涂料(張世永，“一種自清潔防覆冰相變涂料”，CN?101649155A)，所使用的微膠囊包覆的相變材料是相變溫度范圍較寬的石蠟混合物。石蠟混合物微膠囊的相變性質(zhì)不能精確設(shè)計(jì)，因此不能滿足諸如航空航天領(lǐng)域?qū)Ψ栏脖苛系囊蟆?/p>

現(xiàn)有的防覆冰涂層材料，未見利用相變性質(zhì)可控的微膠囊預(yù)防過冷水結(jié)冰的研究報(bào)道或發(fā)明專利。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種含有烷烴相變微膠囊的防覆冰涂料及其制備方法，涂料中含有抑制過冷相變的烷烴相變材料的微膠囊，該微膠囊的相變溫度區(qū)間為結(jié)冰溫度范圍，能夠在冰點(diǎn)附近發(fā)生相變，其制備過程簡單。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的，一種含有烷烴相變微膠囊的防覆冰涂料，其特征在于，該含有烷烴相變微膠囊的防覆冰涂料由下列組分及其質(zhì)量百分含量所組成，且各組分質(zhì)量百分含量之和為100％：

烷烴相變微膠囊：1～50％；

粒徑為30～80nm納米粒子：1～50％；

疏水性樹脂：10～85％；

固化劑：0～30％；

溶劑：10～90％。

上述的粒徑為30～80nm納米粒子，選自納米二氧化硅、納米二氧化鈦、納米二氧化鋯、納米氧化鋅、納米氧化錫和納米氧化鋰之中的一種或一種混合物。

上述的疏水性樹脂為α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷或氟烷基丙烯酸樹脂乳液。

上述的固化劑是指疏水性樹脂α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷的固化劑為甲基三乙氧基硅烷或乙基三乙氧基硅烷。

上述的溶劑為水、二甲苯、甲苯、丙酮和乙酸乙酯其中的一種或一種混合物。

上述的含有烷烴相變微膠囊的防覆冰涂料的制備方法，其特征在于包括以下過程：

1.烷烴相變微膠囊制備

1)芯材乳液制備

(1)在溫度50～80℃及攪拌下，將苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA)加入去離子水中，并用NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值為6.5～9.5，得到質(zhì)量濃度為2～6％的苯乙烯-馬來酸酐共聚物溶液；

(2)攪拌下，將烷烴相變劑正十二烷至正二十八烷其中的一種或一種混合物，與烷烴成核劑正二十二烷至正四十烷之中的一種，按兩者按質(zhì)量比例(0.999～0.95)∶(0.001～0.05)比例、且按烷烴成核劑的碳原子數(shù)大于烷烴相變劑的碳原子數(shù)進(jìn)行均勻混合，制得相變劑與成核劑的混合物；

(3)將步驟(2)制的相變劑與成核劑的混合物與步驟(1)制的苯乙烯-馬來酸酐共聚物溶液，按質(zhì)量比例1∶(3.5～7.5)混合后，在溫度50℃～80℃以攪拌速度2000～20000rpm攪拌10～40min得到乳液，并用檸檬酸調(diào)節(jié)該乳液的pH為3.5～5.5，制得烷烴相變微膠囊芯材乳液；

2)壁材預(yù)聚體制備