[发明专利]一种防覆冰涂层及其制备方法

说明书

本发明提供一种防覆冰涂层及其制备方法，通过将硅橡胶、含氟单体、连接剂以及催化剂混合，发生交联反应，在硅橡胶上引入含氟侧链，制成含氟聚硅氧烷，再通过添加液体石蜡，加热，制备有机硅凝胶，最后固化得到具有低的冰粘附强度的防覆冰涂层。本发明制备工艺简单，易于操作和推广，通过在防覆冰涂层中引入具有低表面能、耐低温、耐腐蚀的含氟聚硅氧烷来降低所制备的防覆冰涂层的冰粘附强度，同时增加低温下的使用寿命，并且通过加入一定比例的具有润滑作用的液体石蜡来进一步降低防覆冰涂层的表面张力。本发明可应用于空调制冷外壳、输电线路、风机叶片以及诸如飞机等的航空装备。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体而言，一种防覆冰涂层及其制备方法。

背景技术

我国幅员辽阔，气候恶劣，冰雪天气时有发生。冰雪在制冷设备、输电线路、铁路轨道、航空装备等表面的不断积累，常常会导致制冷设备损坏、输电线路中断、铁路运输受阻等，不仅使工作效率下降，还影响人们正常的生产和生活，严重时还会威胁到人们的生命财产安全。因此，研究防覆冰涂层具有十分重大的经济和社会意义。

目前，国内外对于防覆冰涂层的研究思路一般有两种：一是利用热源来提高被涂覆物表面的温度，防止过冷却结冰；二是尽量减少冰与衬底之间的结合力，使其易于脱落和除掉。现有技术中存在这样的方案：通过采用无机材料和交联的亲水性聚电解质混合的方法来制备一种具有低粘附力的防覆冰涂料，通过降低水的冰点来延缓结冰，然而在过低温度下，结冰现象依然严重，甚至难以去除。

现有技术或方案大都通过减少冰与衬底的粘附力，制备具有低粘附力的表面来改善防覆冰效果，但是这些技术或方案制备的防覆冰涂层要么在低温下除冰效果不佳，要么力学性能差，需要每年涂刷，费时费力且效果不佳，使用寿命也短。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明研究了一种防覆冰涂层及其制备方法，以提供一种在低温下具有低粘附强度且使用寿命长的防覆冰涂层。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种防覆冰涂层的制备方法，包括：将硅橡胶、含氟单体、交联剂或偶联剂与催化剂混合均匀，得到含氟聚硅氧烷；向含氟聚硅氧烷中加入液体石蜡，混合均匀，加热，得到有机硅凝胶；固化有机硅凝胶，制得防覆冰涂层。

在上述制备方法中，所述连接剂为交联剂或偶联剂。

在上述制备方法中，硅橡胶、含氟单体、连接剂与催化剂质量比为80～120:70～90:10～20:3～7，液体石蜡与含氟聚硅氧烷的质量比为0.5～1.5:8～12。

在上述制备方法中，硅橡胶为烃基聚二甲基硅氧烷。

在上述制备方法中，含氟单体为全氟烃基端烯、全氟聚醚基端烯中的一种或两种。

在上述制备方法中，交联剂为正硅酸乙酯、钛酸丁酯中的一种或两种。

在上述制备方法中，偶联剂为十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷中的一种或两种。

在上述制备方法中，催化剂为二丁基二月硅酸锡、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的一种或多种的组合。

在上述制备方法中，将硅橡胶、含氟单体、连接剂和催化剂在700～1000r/min的搅拌速率下搅拌20～40min，混合均匀，反应得到含氟聚硅氧烷。

在上述制备方法中，向含氟聚硅氧烷中加入液体石蜡，在600～800r/min的搅拌速率下搅拌25～30min，混合均匀。

在上述制备方法中，加热的工艺条件为在80～120℃的温度下加热40～60min，得到有机硅凝胶。

在上述制备方法中，将有机硅凝胶在65～80℃温度下，固化24～30h，然后冷却至室温，制得防覆冰涂层。