一种防覆冰薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种防覆冰薄膜及其制备方法，包括，将一定比例的低表面能树脂、导电填料、交联剂和催化剂混合，涂覆、固化，制备出了一种具有低表面能且可通电发热的防覆冰薄膜。通过控制各个组分的含量来保证所制备的防覆冰薄膜不仅具有良好的导电性，可通电发热除冰，而且具有一定的机械强度，增加了使用寿命。相比于仅具有防冰或除冰功能的一般的防覆冰材料，本发明专利技术的防覆冰薄膜不仅具有低的冰粘附强度，防冰效果好，且在薄膜表面结冰后可通过薄膜通电发热来达到除冰的效果，本发明专利技术提供的制备方法简单，易于操作和推广，成本低，可用于空调制冷外壳、输电线路、风机叶片以及航空装备等。

An anti-icing film and its preparation method

The invention provides an anti-icing film and a preparation method thereof, including mixing a certain proportion of low surface energy resin, conductive filler, crosslinking agent and catalyst, coating and curing, and preparing an anti-icing film with low surface potential and electrically heating. By controlling the content of each component to ensure that the prepared anti-icing film not only has good electrical conductivity, but also has a certain mechanical strength, which increases the service life. Compared with general anti-icing materials which only have anti-icing or de-icing functions, the anti-icing film of the invention not only has low ice adhesion strength and good anti-icing effect, but also can achieve de-icing effect by electrifying and heating the film after icing on the surface of the film. The preparation method provided by the invention is simple, easy to operate and popularize, and has low cost, and can be used for air conditioning refrigeration housing and transmission lines. Fan blades and aviation equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种防覆冰薄膜及其制备方法
本专利技术涉及复合材料领域，具体而言，一种防覆冰薄膜及其制备方法。
技术介绍
诸如降水覆冰、升华覆冰等的覆冰现象在自然界中十分普遍，但是自然界中覆冰的产生会给人们的生产和生活带来极大的不便，特别是覆冰在输电线路、铁路轨道、道路表面、空调设备上的不断附着和积累会导致输电线路中断、铁路运输受阻、交通瘫痪、设备受损等，严重时还会威胁到人们的生命健康安全。因此，开展对防覆冰材料的研究具有重要的经济价值和社会意义。目前，国内外对防覆冰材料的研究主要集中在对疏水材料和超疏水材料的研究，特别是仿荷叶的超疏水材料，超疏水材料表面与水具有大的接触角，因而有利于水滴在其表面迅速滚落而不残留，进而减少形成在其表面上的结冰量。但是一旦这类材料的表面结有覆冰，会使其失去原有的超疏水性质，而且冰的粘附强度往往比较大，使得除冰难度增加，因此这类材料防冰、除冰能力还比较有限，并且耐磨性能、机械性能差，在使用多次后，防覆冰性能就会大大降低，从而导致防覆冰涂层使用寿命短，需要经常涂刷，费时费力。
技术实现思路
针对相关技术中的问题，本专利技术研究了一种防覆冰薄膜的制备方法，以提供一种兼具优异的防冰和除冰效果的可通电发热的防覆冰薄膜。根据本专利技术的一个方面，提供了一种防覆冰薄膜的制备方法，其特征在于，包括：将树脂和导电填料混合均匀后，加入交联剂和催化剂，混合均匀，制得混合物；将所述混合物涂覆在基底的表面上，以在所述基底的所述表面上形成涂层；以及固化所述涂层，制得所述防覆冰薄膜。在上述制备方法中，按重量份数，将90～110份所述树脂和1～10份所述导电填料混合均匀后，加入10～30份所述交联剂和1～5份所述催化剂，混合均匀，制得所述混合物。在上述制备方法中，将所述树脂和所述导电填料在400～600r/min的搅拌速率下搅拌20～40min，混合均匀后，加入所述交联剂和所述催化剂，在700～900r/min的搅拌速率下搅拌7～15min，混合均匀，制得所述混合物。在上述制备方法中，所述树脂为硅橡胶、氟碳树脂、聚四氟乙烯中的一种或多种的组合。在上述制备方法中，所述导电填料为碳纳米管、石墨、石墨烯中的一种或多种的组合。在上述制备方法中，所述交联剂为硅酸乙酯、钛酸丁酯、硅酸甲酯、三甲氧基硅烷中的一种或多种的组合。在上述制备方法中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的一种或两种。在上述制备方法中，在将所述混合物涂覆在所述基底的表面上之前，用溶剂清洗所述基底的表面并干燥。在上述制备方法中，所述溶剂为乙醇、丙酮、甲苯、正丁醇中的一种或多种的组合。在上述制备方法中，使用涂膜仪将所述混合物涂覆在所述基底的所述表面上。在上述制备方法中，所述固化的工艺条件为在90℃～110℃的温度下固化25min～35min。本专利技术还提供了由上述制备方法制备的防覆冰薄膜。本专利技术提供的防覆冰薄膜的制备方法，通过将一定比例的低表面能树脂、导电填料、交联剂和催化剂混合，涂覆、固化，制备了一种具有优异的防冰和除冰效果且可通电发热的防覆冰薄膜。通过控制各个组分的含量来保证所制备的防覆冰薄膜不仅具有一定的机械强度，从而增加使用寿命，而且具有良好的导电性，可通电发热以达到除冰的效果。相比于一般的仅具有防冰或除冰功能的防覆冰材料，本专利技术的防覆冰薄膜，不仅具有低的冰粘附强度，防冰效果好，并且在薄膜表面结冰后，可通过将薄膜通电发热来达到除冰的效果。本专利技术提供的制备方法简单，易于操作和推广，成本低。可用于空调制冷外壳、输电线路、风机叶片以及航空装备等。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例的制备防覆冰薄膜的方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供的防覆冰薄膜的制备方法，包括以下步骤：如图1的步骤S101所示：将低表面能树脂和导电填料混合均匀后，加入交联剂和催化剂，混合均匀，制得混合物。在该步骤中，按重量份数，将90～110份低表面树脂和1～10份导电填料，在400～600r/min的搅拌速率下搅拌20～40min，混合均匀后，加入10～30份交联剂和1～5份催化剂，在700～900r/min的搅拌速率下搅拌7～15min，混合均匀，制得混合物。在该步骤中，要充分搅拌以保证导电填料在低表面能树脂中分散均匀，形成导电网格，从而保证薄膜具有良好的导电性。低表面能树脂为硅橡胶、氟碳树脂、聚四氟乙烯中的一种或多种的组合，导电填料为碳纳米管、石墨、石墨烯的一种或多种的组合，导电填料还可以是具有良好的导电性的其他碳系，交联剂为硅酸乙酯、钛酸丁酯、硅酸甲酯、三甲氧基硅烷中的一种或多种的组合，催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的一种或两种。低表面能树脂与导电填料的比例会影响防覆冰薄膜的导电性能，如果导电填料过少，会导致防覆冰薄膜的导电性能变差，除冰效果降低，过多则会导致薄膜的强度变差。若交联剂和催化剂的用量过少，会导致树脂的交联度降低，从而导致防覆冰薄膜的机械强度变差，使用寿命减少。如图1的步骤S102：将混合物涂覆在基底的表面上，以在基底的表面上形成涂层。在该步骤中，在将混合物涂覆在基底的表面上之前，用溶剂清洗基底，待基底干燥后，使用涂膜仪将混合物涂覆在基底的表面上。其中，所用的溶剂需要根据基底的材质进行选择，可以选择乙醇、丙酮、甲苯、正丁醇中的一种或多种的组合。如图1的步骤S103：固化涂层，制得防覆冰薄膜。将具有涂层的基底放置到烘箱中，在90℃～110℃的温度下固化25min～35min。对所得的防覆冰薄膜进行接触角测试：利用接触角测试仪通过悬滴法测量防覆冰表面的接触角，其中，测试液滴5μL。对所得的防覆冰薄膜进行通电发热测试：使用专门的直流电源(10V左右的直流电)对所制得的防覆冰薄膜进行通电发热测试，通过红外温度计测试发热状况。本专利技术提供了一种防覆冰薄膜的制备方法，通过将一定比例的低表面能树脂和导电填料通过一定比例的交联剂和催化剂交联混合，涂覆、固化来制得防覆冰薄膜。通过在具有低表面能且具有一定的机械强度的树脂中，混入具有良好导电性能的导电填料，使得制备的防覆冰薄膜兼具两者的性能，不仅具有低的冰粘附强度，达到防覆冰的效果，并且具有良好的导电性能，即使在极端恶劣或意外的条件下，薄膜表面结有覆冰，也可以通过将防覆冰薄膜通电发热，从而达到除冰的效果。此外，该防覆冰效果的发热效率高，能耗小，并且制备方法简单，易于操作和推广，成本低，可用于空调制冷外壳防覆冰、输电线路防覆冰、风机叶片防覆冰以及航空装备防覆冰等。实施例1按重量份数，将100份硅橡胶和1份碳纳米管，在400r/min的搅拌速率下搅拌35分钟，混合均匀后，加入10份硅酸乙酯和1份二月桂酸二丁基锡，在800r/min的搅拌速率下搅拌10分钟，混合均匀，制得混合物。用乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防覆冰薄膜的制备方法，其特征在于，包括：将树脂和导电填料混合均匀后，加入交联剂和催化剂，混合均匀，制得混合物；将所述混合物涂覆在基底的表面上，以在所述基底的所述表面上形成涂层；以及固化所述涂层，制得所述防覆冰薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种防覆冰薄膜的制备方法，其特征在于，包括：将树脂和导电填料混合均匀后，加入交联剂和催化剂，混合均匀，制得混合物；将所述混合物涂覆在基底的表面上，以在所述基底的所述表面上形成涂层；以及固化所述涂层，制得所述防覆冰薄膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按重量份数，将90～110份所述树脂和1～10份所述导电填料混合均匀后，加入10～30份所述交联剂和1～5份所述催化剂，混合均匀，制得所述混合物。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述树脂和所述导电填料在400～600r/min的搅拌速率下搅拌20～40min，混合均匀后，加入所述交联剂和所述催化剂，在700～900r/min的搅拌速率下搅拌7～15min，混合均匀，制得所述混合物。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述树脂为硅橡胶、氟碳树脂、聚四氟乙烯中的一种或多种的组合。5.根据权利要求1所述的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：洛阳尖端技术研究院，洛阳尖端装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41