[发明专利]一种防覆冰贴膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种防覆冰贴膜及其制备方法，由基体膜层和交联固化在基体膜层上的疏水层组成，所述疏水层为聚二甲基硅氧烷与支化聚氨酯的互穿交联弹性体，可以降低外力损伤影响；通过添加具有铁磁性的纳米微粒，使其在磁场中发生磁取向诱导分布，构筑嵌于疏水层上的疏水微纳结构。所述制备方法简单，可以方便地制备高疏水性表面，具有良好的防冰除冰效果，可对户外运行设备与仪表进行防冰冻保护以及在冰雪冻雨侵袭后表面快速除冰。

技术领域

本发明涉及保护膜技术领域，具体涉及一种防覆冰贴膜及其制备方法。

背景技术

覆冰是常见的自然现象，尤其在低温高湿地区，空气中的水蒸气接触到温度低于冰点温度的材料表面时，就会发生相变形成冰霜，冻雨、霜雪等冰雪灾害也容易造成覆冰，覆冰给人们的生产和生活造成诸多的不便和损失，如冷冻设备覆冰会导致设备传热效率降低甚至失效，覆冰还会导致一些户外特殊设备、精密仪表等的失灵，严重的覆冰还会大量破坏生态环境、交通、电力设施等。

目前的防冰技术主要有两大类，第一类是主动方法，包括机械除冰和电热、光热除冰，但机械除冰的成本高、效率低，加热除冰能耗大，工艺及设备仍需完善；第二类是被动方法，使用疏水性材料等，但疏水材料的耐久性较差，在受外力作用下，疏水表面容易发生形变，导致疏水层脱落，疏水结构受到破坏，失去疏水性，从而失去抗结冰特性；

在结冰过程中，水滴结冰后体积会膨胀，会破坏超疏水表面的微纳米结构，而在除冰过程中，冰的黏附力会使超疏水表面结构在冰的脱落过程中受到破坏，导致超疏水表面无法承受反复的结冰/除冰过程；水滴在超疏水表面结冰后，冰会因为黏附力作用而固定在超疏水表面，无法自动从超疏水表面脱离。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种防覆冰贴膜的制备方法。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种防覆冰贴膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)聚氨酯预聚体制备

9.2g异佛尔酮二异氰酸酯中加入平均分子量500-600的聚乙二醇6g，5％的二月丁基二月桂酸锡1ml，在保护气氛下，在80℃水浴搅拌回流1h；

(2)预聚体混合

在制得的聚氨酯预聚体中加入三羟甲基丙烷1.4g，聚乙二醇二甲基丙烯酸酯2.3g，粘度小于50mPas的低聚端羟基聚二甲基硅氧烷18-24g，正硅酸乙酯8-9g，具有铁磁性的纳米微粒0.4-2g，超声分散处理使其混合均匀；

(3)交联固化

将混合均匀后的预聚体涂布在基体膜层上，置于磁场中热交联固化成型，固化温度120℃，制得所述防覆冰贴膜；

优选的，所述基体膜层为PET或PVC薄膜；

优选的，所述具有铁磁性的纳米微粒粒径在0.1-1μm之间；

优选的，所述具有铁磁性的纳米微粒为铁磁金属纳米颗粒、铁磁性复合金属微粒、磁性金属氧化物微粒或其组合，所述铁磁金属纳米颗粒包括铁、钴、镍的微粒，所述铁磁性复合金属微粒包括铁与稀土金属复合的微粒；

优选的，所述具有铁磁性的纳米微粒由溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法、溶剂热、离子热法合成，或利用球磨、砂磨和胶体磨技术将磁性颗粒粉碎得到；

优选的，所述具有铁磁性的纳米微粒为具有棒状、长方体、棱柱或纳米花形貌的四氧化三铁微粒；

优选的，所述防覆冰贴膜上表面还涂覆有聚电解质薄层，涂附量0.5-5ml/m²；

优选的，所述聚电解质为聚二烯丙基二甲基胺盐酸盐、聚丙烯胺盐酸盐、聚二烯丙基二甲基氯化铵、质子化的聚乙撑亚胺、聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯酸酯或聚L赖氨酸；