[發(fā)明專利]一種超疏水導(dǎo)電涂料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610913832.1
• 申請(qǐng)日: 2016-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN107057568B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋波;袁征;李艷杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中安瑞材（北京）科技有限公司
• 主分類號(hào): C09D183/08
• 分類號(hào): C09D183/08;C09D133/16;C09D169/00;C09D5/24;C09D7/61;C09D7/62
• 代理公司: 北京智橋聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11560
• 代理人: 張曉煜

提供了一種超疏水導(dǎo)電涂料，包括功能性材料和有機(jī)溶劑，其中以功能性材料的總質(zhì)量計(jì)，所述功能性材料包括40?79％的超疏水原料、1?10％的石墨烯以及20?50％的石墨烯包覆的納米無機(jī)粒子。提供了制造該超疏水導(dǎo)電涂料的方法和由該超疏水導(dǎo)電涂料所形成的超疏水導(dǎo)電涂層。所述超疏水導(dǎo)電涂層具有135°?160°的水接觸角，在12?24V的電壓下發(fā)熱至20?40℃。還提供了在至少一部分表面上涂覆有所述超疏水導(dǎo)電涂層的空氣處理機(jī)組，以及將超疏水導(dǎo)電涂料或超疏水導(dǎo)電涂層用于抗結(jié)冰結(jié)霜或除冰除霜的用途。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，具體涉及一種超疏水導(dǎo)電涂料及其制備方法。

背景技術(shù)

空氣處理機(jī)組或熱泵在冬季制熱時(shí)，外機(jī)結(jié)霜是常常會(huì)出現(xiàn)的問題。結(jié)霜帶來的不利影響有：(1)堵塞翅片間通道，增加了空氣流動(dòng)阻力；(2)影響了換熱器的傳熱，使換熱能力下降；(3)頻繁化霜，增加了能耗，空氣處理機(jī)組或熱泵運(yùn)行性能惡化。

目前常用的除霜手段一種是停機(jī)除霜，讓霜自己融化，這種方式在溫度較低時(shí)是不可行的，且融化霜的時(shí)間較長(zhǎng)，空氣處理機(jī)組一般不采用這種方法；另一種是制熱除霜，即四通閥將內(nèi)外機(jī)功能互換，外機(jī)內(nèi)冷媒為高溫高壓氟利昂，來融化冰層。一般來說定速空氣處理機(jī)組在冬季最短除霜周期為50分鐘，除霜時(shí)間為5-8分鐘，變頻空氣處理機(jī)組最短除霜周期為30分鐘，除霜時(shí)間為3-15分鐘。這不僅影響了制熱效果，也大大增加了能耗。

超疏水涂層在自清潔、防腐防污、油水分離、防冰雪等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。該技術(shù)應(yīng)用于如空氣處理機(jī)組、熱泵外機(jī)的除霜方面非常有優(yōu)勢(shì)，使用超疏水涂層既可以延長(zhǎng)除霜周期，又可以減少除霜時(shí)間，有利于節(jié)能。利用超疏水涂層進(jìn)行抗結(jié)霜結(jié)冰的原理是：超疏水表面的微觀結(jié)構(gòu)使其表面與水滴的接觸面積非常小，可大大減小水滴在超疏水涂層表面的附著和冰成核的機(jī)會(huì)，從而使得結(jié)霜結(jié)冰的時(shí)間被延緩。

然而，在較為極端的環(huán)境下，超疏水涂層也不足以解決結(jié)霜結(jié)冰問題，則需要輔助以加熱除冰的方式。現(xiàn)有技術(shù)中，輔以加熱除冰的方式主要有以下兩類：

(1)CN105032731A，其公開了一種超疏水涂層與加熱涂層復(fù)合的節(jié)能防除冰涂層，其在基材上依次包括隔熱涂層、加熱涂層、防護(hù)涂層和超疏水涂層。在該專利中，實(shí)質(zhì)發(fā)揮效果的有三層：超疏水涂層、防水導(dǎo)熱層和加熱層。一方面防水導(dǎo)熱層使得加熱無法直接作用于超疏水層，傳熱除霜效率不高；另一方面，多層的結(jié)構(gòu)很容易因?yàn)楦街Σ粡?qiáng)和加熱不均勻而導(dǎo)致層的剝落，進(jìn)而導(dǎo)致涂層失效；多層結(jié)構(gòu)也增加了工藝的復(fù)雜性；

(2)CN103203938A，其公開了一種用于基材表面的自發(fā)熱涂層，所述涂層包括絕緣底層和自發(fā)熱層，所述自發(fā)熱層涂料原料含有電氣石粉體、疏水樹脂和有機(jī)溶劑，其中在絕緣底層與自發(fā)熱層之間設(shè)有碳纖維激發(fā)層。該專利使用碳纖維激發(fā)層和電氣石/疏水復(fù)合材料層用于機(jī)翼除冰。

該專利采用電氣石粉體作為自發(fā)熱涂層部分原料，但電氣石性質(zhì)為熱釋電，即受熱會(huì)產(chǎn)生電荷。從理論上來說該種材料并不具有自發(fā)熱功能，因此該專利中電氣石實(shí)質(zhì)與發(fā)熱無明顯關(guān)系，發(fā)熱實(shí)際是依靠碳纖維來進(jìn)行。在該專利中，碳纖維作為底層，與其他涂料成分不能均勻復(fù)合，長(zhǎng)期加熱易因熱膨脹率不同而導(dǎo)致涂料脫落，使涂層失效。為此，本發(fā)明提供一種超疏水導(dǎo)電涂料來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種集超疏水和發(fā)熱導(dǎo)熱于一體的涂料及其制備方法，該涂料既可以保證涂層具有抗結(jié)冰和易除冰的性能，又簡(jiǎn)化了實(shí)際的操作步驟，易于施工。該涂料所形成的涂層整體發(fā)熱均勻，材料間結(jié)合力強(qiáng)，壽命長(zhǎng)久。

該超疏水導(dǎo)電涂料的制備方法，包括步驟：

(1)制備石墨烯包覆的納米無機(jī)粒子：

將以質(zhì)量計(jì)85-99％的納米無機(jī)粒子、0.5-10％的石墨烯和0.5-5％的分散劑加入到介質(zhì)中濕法球磨2-12小時(shí)，使納米無機(jī)粒子表面包覆石墨烯；隨后干燥；獲得石墨烯包覆的納米無機(jī)粒子；