[發明專利]一種以鐵銅錳金屬鹽和納米二氧化硅為原料的超疏水光熱抑冰涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201910483390.5
• 申請日: 2019-06-04
• 公開（公告）號: CN110105871B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 王成毓;王蒙
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D7/61;B05D3/02;B05D5/08;B05D7/00;B05D7/24
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.一種以鐵銅錳金屬鹽和納米二氧化硅為原料的超疏水光熱抑冰涂層的制備方法，其特征在于它是按以下步驟進行：

一、制備太陽能光熱粉末：

將九水硝酸鐵、三水硝酸銅、四水氯化錳及水混合，得到混合溶液，然后將質量百分數為3％～8％的氫氧化鈉溶液與混合溶液同時滴入容器中并攪拌，得到混合物，且滴加過程控制滴加速度保持混合物pH為10.5～11.5，然后將混合物在室溫下靜置1h～4h，棄去上清液并抽濾，得到沉淀，在溫度為50℃～120℃的條件下，將沉淀干燥1h～3h，然后研磨，最后以升溫速度為5℃/min～20℃/min，將溫度升溫至800℃，并在溫度為800℃及空氣氣氛下，煅燒1h～2h，得到太陽能光熱粉末；

所述的九水硝酸鐵的質量與水的體積比為1g:(10～20)mL；所述的九水硝酸鐵中的鐵離子與三水硝酸銅中的銅離子的摩爾比為1:1；所述的九水硝酸鐵中的鐵離子與四水氯化錳中的錳離子的摩爾比為1:1；所述的質量百分數為3％～8％的氫氧化鈉溶液中的氫氧根摩爾數與混合溶液中的陰離子摩爾數相同；

二、制備納米顆粒溶液：

將氣相SiO₂納米顆粒加入到環己烷中，得到氣相SiO₂納米顆粒溶液，將氣相SiO₂納米顆粒溶液超聲分散5min～30min，得到均勻的SiO₂懸浮液，在室溫及攪拌條件下，將十六烷基三甲氧基硅烷和冰乙酸逐滴加入到均勻的SiO₂懸浮液中，攪拌1天～2天，得到納米顆粒溶液；

所述的氣相SiO₂納米顆粒溶液的濃度為5mg/mL～25mg/mL；所述的氣相SiO₂納米顆粒與十六烷基三甲氧基硅烷的質量比為1:(2～4)；所述的氣相SiO₂納米顆粒與冰乙酸的質量比為1:(0.5～1)；

三、制備太陽能熱基質：

將太陽能光熱粉末、聚二甲基硅氧烷及聚二甲基硅氧烷的固化劑混合，然后在球磨機中研磨1h～3h，得到涂料，以涂覆厚度為100μm～600μm的條件下，將涂料涂覆在基底上，得到太陽能熱基質；

所述的太陽能光熱粉末與聚二甲基硅氧烷的質量比為1:(9～15)；

四、噴涂：

①、以納米顆粒溶液為噴涂液，在噴槍氣壓為0.4MPa～0.7MPa及距離為15cm～20cm的條件下，在太陽能熱基質上表面噴涂15層～50層納米顆粒涂層，然后在溫度為100℃～135℃的條件下，加熱10min～20min，得到第一次噴涂后的基質；

②、以納米顆粒溶液為噴涂液，在噴槍氣壓為0.4MPa～0.7MPa及距離為15cm～20cm的條件下，在第一次噴涂后的基質上表面繼續噴涂15層～50層納米顆粒涂層，然后在溫度為100℃～135℃的條件下，加熱20min～30min，得到第二次噴涂后的基質；

③、以納米顆粒溶液為噴涂液，在噴槍氣壓為0.4MPa～0.7MPa及距離為15cm～20cm的條件下，在第二次噴涂后的基質上表面繼續噴涂15層～50層納米顆粒涂層，然后在溫度為100℃～135℃的條件下，加熱30min～50min，得到第三次噴涂后的基質；

④、以納米顆粒溶液為噴涂液，在噴槍氣壓為0.4MPa～0.7MPa及距離為15cm～20cm的條件下，在第三次噴涂后的基質上表面繼續噴涂15層～50層納米顆粒涂層，然后在溫度為100℃～135℃的條件下，固化1h～3h，得到超疏水光熱抑冰涂層。

2.根據權利要求1所述的一種以鐵銅錳金屬鹽和納米二氧化硅為原料的超疏水光熱抑冰涂層的制備方法，其特征在于步驟二中所述的氣相SiO₂納米顆粒的平均粒徑為200nm～300nm。

3.根據權利要求1所述的一種以鐵銅錳金屬鹽和納米二氧化硅為原料的超疏水光熱抑冰涂層的制備方法，其特征在于步驟三中所述的聚二甲基硅氧烷與聚二甲基硅氧烷的固化劑的質量比為10:1。