[发明专利]一种防冰雪涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防冰雪涂料及其制备方法，特别是涉及一种含聚倍半硅氧烷(POSS)的聚丙烯酸酯接枝聚二甲基硅氧烷(PDMS)共聚物的防冰雪涂料及其制备方法，属于丙烯酸酯改性有机硅疏水防冰雪涂料技术领域。

背景技术

冰的附着、积累可能会给通讯设施、天线、飞行器、轮船等室外设施造成严重的损害，甚至造成巨大的经济损失和人员伤亡。近年来，防覆冰技术成为各国的研究热点和重要的研究内容。防冰技术主要通过喷洒抑冰剂、构建防覆冰涂层等方法达到防止冰的附着和累积的效果。喷洒抑冰剂作用时间短，且对环境有污染，因此，构建防覆冰涂层具有重要研究意义。防覆冰涂层能够主动减少冰的附着，可以减轻结冰可能带来的潜在危害。

       通过降低涂层的表面能来降低冰在涂层表面的附着力是研制防冰雪涂料的一个重要途径。含氟材料、有机硅材料是自然界表面能最低的两种材料。与氟碳树脂相比，有机硅树脂具有优良的耐低温性能，玻璃化转变温度低，低温下柔韧性好。因此，对于在低温下发挥作用的防冰雪涂层，有机硅树脂是首选的基体树脂之一。美国专利中公开了一种由有机硅树脂和具有特殊结构的硅氧烷小分子相变物质组成的防覆冰涂料（Bhamidipati M V, Randolph M A. Methods and compositions for inhibiting surface icing. 2009, US7514017-B2），以及美国NuSil公司公开的一种聚硅氧烷体系的防覆冰涂料R-2180（Hoover K L, Watson C R, Putnam J W, Dolan R C, et al. Erosion resistant anti-icing coatings. 2007, US20070254170）。

但上述有机硅防冰涂料所需施工厚度大，超过一般漆膜的使用厚度，不适宜在对漆膜厚度有要求的场合使用。与底材的附着力较弱、与多数常见材料的结合力也较弱，不能与常见通用底漆配套使用，必须使用特殊的底漆，进一步限制了其使用范围。

发明内容

本发明的目的在于为解决目前有机硅防冰涂料存在的技术缺陷，提供一种防冰雪涂料及其制备方法，更确切地说，提供一种以含聚倍半硅氧烷的聚丙烯酸酯接枝聚二甲基硅氧烷共聚物为树脂基体的防冰雪涂料。该涂料具备有机硅材料的防冰雪功能，与其他材料相容性好，附着力好，不易脱落的特点，其制备方法过程简单。

本发明通过以下技术方案加以实现，一种防冰雪涂料，该涂料包含含聚倍半硅氧烷的聚丙烯酸酯接枝聚二甲基硅氧烷共聚物，所述的含聚倍半硅氧烷的聚丙烯酸酯接枝聚二甲基硅氧烷共聚物结构式如式1所示，                                                

式1 

式1中，m，n，p分别为独立的1~1000的整数；i，j，k分别为独立的0~18的整数；

R₁为，其中q为10~300的整数；

R₂为CH₃或OH；

R₃为，其中R为C₁-C₈的烷烃或氟化烷烃；

R₄、R₅、R₆各自独立的为H或CH₃，其特征在于，该涂料由下列组分及其质量含量组成：含聚倍半硅氧烷的聚丙烯酸酯接枝聚二甲基硅氧烷共聚物：10%~50%，固化剂：0.2%~10%，溶剂：40%~80%；上述各组分质量分数之和为100%；所述溶剂为甲苯、二甲苯、苯、乙酸丁酯和乙酸乙酯其中一种或多种，所述的固化剂是脂肪族聚异氰酸酯、芳香族聚异氰酸酯、脂肪族聚异氰酸酯三聚体、芳香族聚异氰酸酯三聚体、脂肪族聚异氰酸酯二聚体和芳香族聚异氰酸酯二聚体中的至少一种。

上述涂料的制备方法，包括如下步骤：包括如下步骤：取含聚倍半硅氧烷的聚丙烯酸酯接枝聚二甲基硅氧烷共聚物在室温下溶于甲苯、二甲苯、苯、乙酸丁酯和乙酸乙酯其中一种或多种的混和溶剂中配成质量浓度为10%~50%的溶液，超声或机械搅拌混和至充分溶解，再按含聚倍半硅氧烷的聚丙烯酸酯接枝聚二甲基硅氧烷共聚物与固化剂质量比1:0.02~0.2向溶液中加入脂肪族聚异氰酸酯、芳香族聚异氰酸酯、脂肪族聚异氰酸酯三聚体、芳香族聚异氰酸酯三聚体、脂肪族聚异氰酸酯二聚体和芳香族聚异氰酸酯二聚体中的至少一种固化剂，搅拌均匀，得到含聚倍半硅氧烷的聚丙烯酸酯接枝聚二甲基硅氧烷共聚物的防冰雪涂料。