一种大面积除冰涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种大面积除冰涂层的制备方法。本发明专利技术通过对广泛运用于防冻材料制备的软质材料硅橡胶进行改良，通过对Ecoflex硅胶内添加低界面韧性材料PVC粉改变涂层表面结构，使其产生褶皱与突起结构，从而产生局部应力使冰的粘附力降低，再通过添加增塑剂丙三醇来降低涂层表面的剪切模量，以实现克服传统硅橡胶涂层表面冰附着强度与结冰面积正相关这一特性，达到随结冰面积趋于无限大时冰附着力逐渐趋于一较低的稳定值。改良后的涂层不仅制备流程简单、材料成本低廉、防冰性能优异，而且容易实现工业级简单化的大面积制备，从而实现工业防护领域的广泛应用，具有极大的工业应用价值。价值。价值。

【技术实现步骤摘要】
一种大面积除冰涂层的制备方法


[0001]本专利技术属于工程防护被动除冰
，具体涉及一种大面积除冰涂层的制备方法。

技术介绍

[0002]室外设备的积冰、覆冰是造成设备故障和运行风险的一个重大安全隐患。例如2008年的南方雪灾使得输电线路及铁塔大面积结冰，从而导致铁塔倒塌、线路故障等严重的机械、电气故障，引发电网崩溃造成大面积停电事故。目前针对结冰问题主流的除冰方式是采用人力除冰、热力除冰以及化学除冰等一些传统除冰方式，但是这些除冰方式存在除冰效率较低，能源消耗较高以及普适性较差等问题。针对传统除冰方式的缺点开发一种低能耗易大面积制备的除冰涂层对保障设备平稳安全运行具有十分重要的意义。
[0003]对于耐久型防冰涂层的研究主要包括有机氟聚合物、有机硅聚合物等，近年来出现了以有机氟、有机硅材料为基料，构筑与其他有机物、无机物微纳材料的共混体系等。
[0004]硅橡胶目前已广泛应用于各种防冰涂料中，但其表面冰附着强度通常随着覆冰面积的增长而增长。本专利技术通过对常用于防冻材料制备的硅橡胶进行一系列的复合、塑化等处理方法，应用PVC颗粒作为硬质颗粒促进应力集中加速脱冰，应用丙三醇作为塑化剂降低涂层的剪切模量，创新性的制备出一种软硬一体(SRI)涂层。这种SRI涂层经过试验验证不仅在小面积结冰时拥有极低的冰附着强度，而且在大面积应用时随着结冰面积的不断增大其冰粘附力逐渐趋近于一个与结冰面积无关的极限值，这种现象相比于传统涂层表现出了优异的性能，此外经过测试SRI涂层的化学稳定性、机械鲁棒性、破损修复能力等均十分优异，能够轻松实现大面积脱冰，具有极大的工业应用价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种大面积除冰涂层的制备方法。
[0006]一种大面积除冰涂层的制备方法，按照如下步骤进行：
[0007](1)按照重量份数，取2
‑
4份丙三醇和1
‑
2份无水乙醇，混合搅拌，使其充分混合；
[0008](2)取1
‑
2份PVC粉末将其逐渐添加到步骤(1)制备的混合溶液内，混合搅拌，使其充分混合；
[0009](3)取Ecoflex硅胶的4
‑
8份A胶和4
‑
8份B胶，将其加入到2
‑
4份四氢呋喃中，混合搅拌，使其充分混合；
[0010](4)将步骤(2)与步骤(3)制得的溶液混合，搅拌使其充分混合，形成胶体，将胶体使用磁吸式可调节制膜器涂敷在基材表面制成涂层；
[0011](5)将带有涂层的基材放入45
‑
75℃的恒温干燥箱中干燥，制成。
[0012]步骤(1)所述搅拌是利用磁力搅拌器在1000
‑
2000rpm下混合搅拌5
‑
15min。
[0013]步骤(2)所述搅拌是利用磁力搅拌器在1000
‑
2000rpm下混合搅拌15
‑
30min。
[0014]步骤(3)所述搅拌是利用磁力搅拌器在1000
‑
2500rpm下混合搅拌5
‑
15min。
[0015]步骤(4)所述搅拌是利用磁力搅拌器在1000
‑
2200rpm下混合搅拌10
‑
20min。
[0016]本专利技术的有益效果：本专利技术通过对广泛运用于防冻材料制备的软质材料—硅橡胶进行一系列改良，通过对Ecoflex硅胶内添加低界面韧性材料PVC粉改变涂层表面结构，使其产生褶皱与突起结构，从而产生局部应力使冰的粘附力降低，再通过添加增塑剂丙三醇来降低涂层表面的剪切模量，以实现克服传统硅橡胶涂层表面冰附着强度与结冰面积正相关这一特性，达到随结冰面积趋于无限大时冰附着力逐渐趋于一较低的稳定值。改良后的涂层不仅制备流程简单、材料成本低廉、防冰性能优异，而且容易实现工业级简单化的大面积制备，从而实现工业防护领域的广泛应用，具有极大的工业应用价值。
附图说明
[0017]图1为实施例1制备的除冰涂层高倍扫描电镜下表面形貌图。
[0018]图2为实施例1制备的除冰涂层横截面结构示意图。
[0019]图3为实施例1制备的除冰涂层厚度为800um时覆冰粘附力变化曲线图。
[0020]图4移除为实施例1制备的除冰涂层上凝结冰面所需力曲线图。
[0021]图5 1m2铝基板涂层冰层自脱落试验图。
[0022]图6不同PH腐蚀涂层后覆冰粘附力图。
[0023]图7摩擦处理后涂层覆冰粘附力图。
[0024]图8涂层缺损后现场修复图。
具体实施方式
[0025]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0026]下述实施例采用的Ecoflex硅胶购买于美国Smooth On公司,货号0030。
[0027]实施例1
[0028]一种大面积除冰涂层的制备方法，具体按照如下步骤进行：
[0029](1)将3g丙三醇和1.5g无水乙醇，利用磁力搅拌器在1500rpm下混合搅拌8min，使其充分混合；
[0030](2)取1gPVC粉末将其逐渐添加到步骤(1)的混合溶液内，利用磁力搅拌器在1200rpm下混合搅拌12min，待其充分混合后备用；
[0031](3)取Ecoflex硅胶的6g A胶和6gB胶，将其加入到3g四氢呋喃中，利用磁力搅拌器在2000rpm下混合搅拌10min，使其均匀混合；
[0032](4)将步骤(2)与步骤(3)制得的溶液使用磁力搅拌器在1500rpm下搅拌15min使其充分混合，形成胶体，将胶体使用磁吸式可调节制膜器涂敷在基材表面制成涂层；
[0033](5)将带有涂层的基材放入60℃的恒温干燥箱中使其充分干燥，制成。
[0034]本实施例制备的涂层在高倍扫描电镜下表面形貌图如图1所示；涂层横截面结构如图2所示；图1和图2均能体现出表面褶皱和突起的微观结构，这种结构在冰层凝结时会减小冰层与涂层表面的接触面积，同时会在冰层凝结时产生应力集中现象使得冰层更易脱落。
[0035]实施例2
[0036]一种大面积除冰涂层的制备方法，具体按照如下步骤进行：
[0037](1)将2g丙三醇和1g无水乙醇，利用磁力搅拌器在1200rpm下混合搅拌10min，使其充分混合；
[0038](2)取1.5gPVC粉末将其逐渐添加到步骤(1)的混合溶液内，利用磁力搅拌器在1500rpm下混合搅拌20min，待其充分混合后备用；
[0039](3)取Ecoflex硅胶的4g A胶和4gB胶，将其加入到2g四氢呋喃中，利用磁力搅拌器在1500rpm下混合搅拌8min，使其均匀混合；
[0040本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大面积除冰涂层的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：(1)按照重量份数，取2
‑
4份丙三醇和1
‑
2份无水乙醇，混合搅拌，使其充分混合；(2)取1
‑
2份PVC粉末将其逐渐添加到步骤(1)制备的混合溶液内，混合搅拌，使其充分混合；(3)取Ecoflex硅胶的4
‑
8份A胶和4
‑
8份B胶，将其加入到2
‑
4份四氢呋喃中，混合搅拌，使其充分混合；(4)将步骤(2)与步骤(3)制得的溶液混合，搅拌使其充分混合，形成胶体，将胶体使用磁吸式可调节制膜器涂敷在基材表面制成涂层；(5)将带有涂层的基材放入45
‑
75℃的恒温干燥箱中干燥，制成。2.根据权利要求1所述大面积除冰涂层的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，丁海民，杨梦宇，淮继茹，孙斌，张新春，周超，王文亮，赵翔，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：