[发明专利]一种防霜涂料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种防霜涂料，由A组分和B组分组成，A组分和B组分的质量比为(4‑8):1，A组分的质量百分比组成包括：含有羟基的氟硅树脂：20‑80%，纳米粒子和/或钛白粉：1‑50%，分散剂：0.1‑20%，消泡剂：0.1‑1%，流变助剂：0.1‑1%，流平剂：0.1‑2%，光稳定剂：0.1‑3%，催干剂：0.1‑1%，A溶剂：20‑80%；B组分的质量百分比组成包括：多异氰酸酯固化剂20‑80%，B溶剂20‑80%。本发明的防霜涂料，制备工艺简单，原料易得，适用范围广，形成的涂层具有优异的疏水性和防霜性能，能够有效缓解冷表面的结霜、结冰现象，有利于提高设备的正常使用效率，并使除霜更加容易。

技术领域

本发明涉及化学、化工、材料、能源等技术领域，具体涉及一种防霜涂料及其制备方法与应用。

背景技术

在寒冷潮湿的环境中，冷表面容易发生结霜现象，如空调等空气源热泵设备的蒸发器表面、冰箱的冷冻室内等。这些结霜现象给我们的生活与生产带来极大的不便，导致蒸发器等换热设备的换热效率下降，设备的运行效率受到影响，造成不必要的能源浪费。有研究表明，霜层厚度每增加5mm，设备的换热效率要下降达20％，导致能耗增加。另外，为了消除冰霜，又进一步增大了能耗，以2011年的数据为例，我国用于冰箱、空调除冰除霜的电力损耗多达2880亿度，相当于三峡水电站年发电量的3倍。因此，冷表面的防霜具有极为重要的经济意义和社会意义。而现有的防霜措施和方法的防霜效果远不能满足要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种具有优异的疏水性和防霜性能的防霜涂料及其制备方法与应用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种防霜涂料，由A组分和B组分组成，所述的A组分和所述的B组分的质量比为(4-8):1，所述的A组分的质量百分比组成包括：含有羟基的氟硅树脂：20-80％，纳米粒子和/或钛白粉：1-50％，分散剂：0.1-20％，消泡剂：0.1-1％，流变助剂：0.1-1％，流平剂：0.1-2％，光稳定剂：0.1-3％，催干剂：0.1-1％，A溶剂：20-80％；所述的B组分的质量百分比组成包括：多异氰酸酯固化剂20-80％，B溶剂20-80％。

传统的氟碳树脂具有优异的耐化学品性和低表面能的特点，但是存在对颜填料润湿性差等问题；有机硅树脂兼具有机物和无机物的双重特性，具有优良的耐候性、防污性和化学稳定性，但是有机硅树脂的Si-O键极性大，在亲电或亲核试剂的攻击下容易发生Si-O键的断裂，因此有机硅树脂成膜性较差，对基材附着力不足。而本发明的防霜涂料以氟硅树脂为主成分，氟硅树脂则综合了氟碳树脂和有机硅树脂的优异性能，可弥补二者的不足之处，形成的涂层表面能低，具有优异的疏水性，能够有效缓解冷表面在寒冷潮湿环境中的表面结霜现象，同时，与多异氰酸酯固化剂配合使用后，固化形成的涂层具有附着力强、硬度高、柔韧性优、耐候性好等优点，而且氟硅树脂固化形成的涂层在低温下仍然能保有这些优异的性能；在涂料中添加纳米粒子，能够提高涂层的硬度、耐磨性、耐候性。

所述的氟硅树脂为含有羟基的固含量为20-70％的氟硅树脂。

所述的氟硅树脂为台湾长兴材料工业股份有限公司生产的型号为ETERFLON 4263的产品和/或北京华通瑞弛材料科技有限公司生产的型号为SF-A35的产品。ETERFLON 4263为高硬度抗污氟硅高分子树脂，该树脂成膜后具有低表面能抗污、耐磨抗划伤、高耐候、高硬度及柔韧性等特点；SF-A35为纳米加强型氟硅防沾污树脂，形成的涂层表面能低，具有优良的物理机械性能、耐候性和防污性。

所述的纳米粒子为疏水纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆、纳米氧化锌和纳米氧化铝中的一种或几种。疏水纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆、纳米氧化锌和纳米氧化铝等纳米氧化物粒子为高硬度刚性颗粒，在改善涂层的硬度、耐磨性和耐候性方面效果较好，疏水纳米二氧化硅还能够显著提高涂层的疏水性，进一步提高涂层的防霜性能。