[發明專利]一種高耐候的防結冰防護涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201611203910.5
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN107298906B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 孫德文;冉千平;周進俊;劉娜;劉玉亭;李波
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇博特新材料股份有限公司;南京博特新材料有限公司
• 主分類號: C09D127/12
• 分類號: C09D127/12;C09D175/04;C09D133/00;C09D175/02;C09D5/08;C09D7/61;C09D7/63;C09D7/20
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本發明公開了一種高耐候的防結冰防護涂層及其制備方法。本發明所述防護涂層包括負載5?50%（w/w）融雪劑的聚合物基防護涂料形成的厚度0.2?1.5mm的高耐候有機涂層，以及通過特殊工藝成型的厚度為0.1?1μm高疏水納米涂層。本發明所述的一種高耐候的防結冰防護涂層，通過高疏水性能和負載的融雪劑使其具有優異的防結冰效果，同時，高性能聚合物基防護材料，保證其具有優異的耐候性和防水防腐性能。

技術領域

本發明屬于建筑材料領域，特別涉及一種高耐候的防結冰防護涂層及其制備方法。

背景技術

各種基礎設施應用中都會與水以某種方式接觸，如長期浸泡、雨淋、露水甚至高濕度的空氣等，而水無孔不入，能夠滲透或潤濕各種混凝土構筑物，在溫度低于或接近零度時就會發生結冰現象。結構內部水轉化為冰就會發生體積膨脹，導致混凝土凍融破壞，結構表面水結冰，會導致構筑物負重增加，各種安全事故的發生，甚至導致一些災難事件的發生，如橋面或路面結冰出現車禍等，所以，功能性的高耐候防結冰融冰防護涂層的開發和應用具有重要的意義和前景。

目前的除冰技術集中在加熱或化學的方法使冰融化和以超疏水或自清潔涂層的性能防止冰層的形成。如專利201310013318.9公開一種風電葉片加熱除冰技術；專利200910195359.8公開一種利用聚硅氧烷與聚合物嵌段共聚的溫敏相變材料制備的智能主動抗結冰涂層；專利201610523236.2公開一種利用Ti、Ni合金相變及激光刻蝕或化學刻蝕的方法得到抗結冰涂層。然而，利用加熱或者相變金屬材料在各種元器件或小型構件上使用具有一定的優勢，但是，在橋梁、大壩等大面積混凝土構筑物表面使用就完全喪失其作用，或者成本極高，根本不可能推廣應用。專利201210027812.6、201210408658.7、201210518589.5等都采用聚合物復合納米粒子形成超疏水層，能夠實現在混凝土表層防護中的應用，但是，其制備方法都是采用將無機納米粒子與樹脂混合均勻后成膜固化形成，一方面材料制備復雜，納米粒子分散差，另一方面所有的納米粒子都被有機涂層包裹，納米粒子只是起到增強的作用，專利201210027812.6闡述的疏水納米粒子起到疏水作用效果有限，主要起作用的還是樹脂體系本身的疏水性能。目前，通用的除冰方法為采用堿金屬或堿土金屬的鹽作為融冰劑來降低冰點，實現融雪防冰，但是大量使用融冰劑帶來大量的腐蝕危害，顯著降低鋼筋混凝土和瀝青路面的服役壽命。

文章Ultra-Durable and Transparent Self-Cleaning Surfaces by Large-Scale Self-Assembly of Hierarchical Interpenetrated Polymer Network(ACSAppl.Mater.Interfaces 2016,8,13615-13623)，通過PMMA和PU制成互穿網絡結構聚合物基材，然后將通過含氟硅烷改性二氧化硅在超聲波中分散后涂覆在聚合物基材上形成高性能的疏水涂層。然而，本文中，氟改性的納米二氧化硅價格昂貴，分散困難，生產和應用比較困難，在混凝土建筑物中推廣應用可能性幾乎為零。

本專利，利用有機涂層包負融冰劑作為底涂，通過特定的工藝將高疏水的納米有機硅涂覆在有機涂層表面，形成高疏水層，形成疏水融冰雙重作用的涂層體系。其有效作用為，疏水涂層，可以降低表面張力，形成高疏水的荷葉效果，避免進入基層，降低冰層與基面的附著力，另一方面，少量的水進入納米層達到有機底涂層，融雪劑會溶解，形成鹽水溶液，降低冰點，避免結冰，從而在涂層與冰/雪層中間形成潤滑層；立面冰/雪會自動脫落，平面冰/雪在車輛碾壓等外力作用下會剝離脫落，從而達到融冰、除冰的雙重目的，同時，本發明形成的涂層可以作為優異的防水防腐層使用。

發明內容

為了解決現有技術中融雪劑大量噴灑腐蝕性大，疏水涂層防結冰效果差以及新型技術無法在混凝土防結冰領域應用的難題，本發明提供了一種高耐候防結冰防護涂層及其制備方法。