[发明专利]具有除防冰功能的表面活性剂/疏水缔合聚合物黏弹性流体及其制备方法

说明书

本发明提供一种具有除防冰功能的表面活性剂/疏水缔合聚合物黏弹性流体及其制备方法，使用疏水缔合聚合物/表面活性剂混合物在醇水混合溶剂中构建具有除冰防冰功能的黏弹性流体。所述表面活性剂/疏水缔合聚合物黏弹性流体包括的组分及各组分的质量百分含量如下：表面活性剂0.2～1.5％，疏水缔合聚合物0.005～0.15％，去离子水44.6～50％，醇49.6～55％。本发明能够实现低浓度疏水缔合聚合物的配比下高的表观粘度，降低成本，同时提高黏弹性流体的耐剪切能力。

技术领域

本发明属于除防冰技术领域，具体涉及一种具有除防冰功能的表面活性剂/疏水缔合聚合物黏弹性流体。

背景技术

在高寒环境中，物体表面极易结冰，例如汽车挡风玻璃、飞机外表面、火车表面及底部、输水管道等。结冰不仅会造成安全隐患，还会大幅度增加能耗。除去已形成的结冰且在较长时间内防止结冰最方便、高效的办法是使用具有极低冰点且具有良好黏弹性的流体。这类流体可直接喷涂在物体表面，形成一层液体薄膜，不仅能将物体表面的结冰融化，还能黏附在表面在较长时间内防止结冰，因此被称为非牛顿型除冰防冰液。

水溶性疏水缔合聚合物常用于增稠醇/水混合溶剂制备非牛顿型除冰防冰液。然而，一方面，当所需除冰防冰液黏度较高时，要求疏水缔合聚合物的浓度也较高，造成成本升高；另一方面，由于疏水缔合作用较弱，对外力作用敏感，缔合结构易被外力作用破坏，因此流体的表观黏度耐剪切较差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有除防冰功能的表面活性剂/疏水缔合聚合物黏弹性流体及其制备方法，实现低浓度疏水缔合聚合物的配比下高的表观粘度，降低成本，同时提高黏弹性流体的耐剪切能力。

本发明的构思是：表面活性剂在溶液中会由于尾链的疏水作用而自组装形成胶束结构，这些胶束结构很容易与疏水缔合聚合物相互作用，有望实现协同增效作用，增强溶液的表观黏度，并在一定程度上提高抗剪切性能。因此，本发明提出使用疏水缔合聚合物/表面活性剂混合物在醇水混合溶剂中构建具有除冰防冰功能的黏弹性流体。

本申请中“疏水缔合聚合物/表面活性剂”中的“/”是指复合、混合，并非“或”。

本发明中，所述聚合物或表面活性剂均为现有产品，可通过市场购买或自制。

本发明提供的具有除冰防冰功能的表面活性剂/疏水缔合聚合物黏弹性流体，其组分及各组分的质量百分含量如下：表面活性剂0.2～1.5％，疏水缔合聚合物0.005～0.15％，去离子水44.6～50％，醇49.6～55％。

上述表面活性剂/疏水缔合聚合物黏弹性流体，所述表面活性剂为N-(顺-二十二碳-13-烯酸酰胺基丙基)-N,N-二甲基羧酸甜菜碱，其分子结构如下：

上述表面活性剂/疏水缔合聚合物黏弹性流体，所述疏水缔合聚合物为具有如下结构通式的疏水缔合物中的至少一种，

式中，97.5≤a≤99.5，0.5≤b≤2.5，c为8～18的任意整数。

上述表面活性剂/疏水缔合聚合物黏弹性流体，所述醇为碳原子数为2～5的二元烷基醇的至少一种，和/或碳原子数为2～5的多元烷基醇中的至少一种。

上述表面活性剂/疏水缔合聚合物黏弹性流体，所述醇为二元烷基醇乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇中的至少一种，和/或多元烷基醇丙三醇；进一步优选为醇为乙二醇。

本发明提供的上述面活性剂/疏水缔合聚合物黏弹性流体的制备方法：将去离子水、醇混合并搅拌均匀形成混合溶剂，均分成两份；分别向两份混合溶剂中加入表面活性剂和疏水缔合聚合物，并搅拌至充分溶解得到两份溶液；再将两分溶液混合并搅拌至完全溶解。

本发明还提供上述表面活性剂/疏水缔合聚合物黏弹性流体在除冰防冰中的应用。