[發明專利]一種可持久抗結冰的超疏水涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201710263591.5
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN106883650B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 王成毓;劉峰;胡海濤
• 申請（專利權）人: 黑龍江凱恩琪新材料科技有限公司
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D163/00;C09D5/00;C09D5/16;C09D5/08;D21H19/24;D21H19/40;D21H19/46;B05D7/24;B05D3/00
• 代理公司: 11386 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 胡時冶;王一

本發明涉及超疏水涂層制備領域，尤其涉及一種可持久抗結冰的超疏水涂層的制備方法，具體包括以下步驟：步驟1、對基材表面進行清洗和噴砂粗化處理；步驟2、將環氧樹脂、固化劑及第一溶劑進行共混后得到環氧樹脂溶液；步驟3、將亞微米粒子、納米粒子分散于第二溶劑，再加入硅烷偶聯劑，得到粒子復合懸浮液；步驟4、將步驟2所得的環氧樹脂溶液噴涂步驟1處理過的基材表面，對環氧樹脂膠進行半固化；步驟5、將步驟3所得的粒子復合懸浮液噴涂到步驟4所得到的基材表面，進行完全固化；步驟6、得到可持久抗結冰的超疏水涂層。本發明的有益效果為：在各基材表面制備地超疏水涂層具有良好的耐久性和牢固性，且具有可持久的抗結冰性能。

技術領域

本發明涉及超疏水涂層制備領域，尤其涉及一種可持久抗結冰的超疏水涂層的制備方法。

背景技術

表面潤濕性是固體表面的重要特征之一，潤濕性可以用表面上水的接觸角來衡量；超疏水表面因其對水的接觸角大于150°、滾動角小于10°，且具有自清潔的特性而引起了學術界和工業界極大的興趣。在自然界中，許多植物的葉子和花瓣、昆蟲的翅膀以及鳥類的羽毛等均是天然的超疏水材料。超疏水表面的自清潔功能，即表面污染物如灰塵等可以被滾落的水滴帶走而不留下任何痕跡。自清潔涂層具有節水、節能、環保等優勢，越來越受到人們的廣泛關注，是目前材料學科研究的熱點之一。

隨著人們對超疏水表面的研究興趣與日俱增，尤其是近年來雨雪冰凍災害對輸電通信電路、航空、航海或高鐵運輸造成的不同程度的損失，更使人們加大了對超疏水表面防覆冰和抗結冰的研究力度。在現實環境中，如高空中懸掛的電線、云層中飛行的飛機機翼、風力發電機的機翼等，在遭遇低溫和大濕度的情況下，往往表面容易結冰，從而造成重大的經濟損失。因此，加強對固體表面的超疏水性能在抗結冰方面的相關研究就顯得尤為重要。

與傳統的融冰和除冰方法相比超疏水技術的一個重要應用就是抗結冰結霜，即延遲、降低甚至完全阻止冰霜在固體堆積，能夠較好地解決問題。經過大量的研究證明，表面的超疏水化降低了冰在表面的粘附強度。但是最近的研究又表明，大部分已制備的超疏水表面并不能持久抗結冰：尤其是當超疏水表面遇到環境溫度極低和濕度很大情況時超疏水表面抗結冰的情況并不是很理想，有時甚至其表面一旦結冰更難除去。

基于上述問題，本發明提供了一種可持久抗結冰的超疏水涂層的制備方法，本發明制備出的超疏水涂層能夠在低溫、大濕度環境下仍可運用，實現了超疏水涂層的可持久的抗結冰性能。

發明內容

本發明提供了一種可持久抗結冰的超疏水涂層的制備方法，通過采用底層涂料和面層涂料進行超疏水涂層制備，有效提高了在低溫、大濕度環境下固體表面的可持久抗結冰性能，同時保持固體表面的超疏水性能。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

一種可持久抗結冰的超疏水涂層的制備方法，具體包括以下步驟：

步驟1、對基材表面進行清洗和噴砂粗化處理，得到處理好的基材；

步驟2、將環氧樹脂、固化劑及第一溶劑進行共混后得到環氧樹脂溶液；

步驟3、將亞微米粒子、納米粒子分散于第二溶劑，超聲及攪拌后，加入硅烷偶聯劑，繼續超聲及攪拌，得到了粒子復合懸浮液；

步驟4、將步驟2所得的環氧樹脂溶液噴涂步驟1處理過的基材表面，再將該基材干燥，對環氧樹脂膠進行半固化；

步驟5、將步驟3所得的粒子復合懸浮液噴涂到步驟4所得到的基材表面，再將該基材烘干進行完全固化；

步驟6、對步驟5所得到的基材表面進行沖洗，即可得到可持久抗結冰的超疏水涂層。

進一步的，所述步驟1中，所述基材為平面、曲面或不規則形狀的硅片、金屬、玻璃、塑料、木材或石材；所述對基材表面進行清洗是采用丙酮、去離子水、乙醇依次清洗。