一种疏水性电热除冰离子凝胶及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种疏水性电热除冰离子凝胶及其制备方法和用途。所述疏水性电热除冰离子凝胶不仅可以通过加热融化表面冰，还可以减少界面水的含量，控制冰的传播，达到控冰、防冰的效果，最终获得同时具有降低冰的传播速率和热效应双重性能的疏水性电热除冰离子凝胶。且所述反离子能够均匀地负载到离子凝胶基体中，且负载量可控，能够根据所述疏水性电热除冰离子凝胶的使用环境，调整反离子的含量，更有利于实现控冰、防冰的效果。防冰的效果。防冰的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种疏水性电热除冰离子凝胶及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于离子凝胶
，具体涉及一种疏水性电热除冰离子凝胶及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。寒冷地区更高的空气密度会带来大约10％的额外发电量，因此风电场多建设在高纬度、高海拔的寒冷地区。这些地区冬季由于气温低、空气湿度大，极易造成风力发电机叶片覆冰。叶片覆冰改变叶片外型而使其气动性能改变，严重影响风力发电机的输出效率。同时，由于覆冰的增加，不仅叶片负荷加重严重影响其机械强度，而且叶片质量分布的不平衡，会产生不对称载荷，引发机械故障甚至停机。因此，针对风力发电机叶片除冰技术的研究具有重大现实意义。
[0003]电热除冰是利用电流通过导电网络时引起的焦耳热效应来防止覆冰的生成，进而导致基体表面水滴或积冰的脱落，最终达到除冰的目的。目前，主要采用离子液体或离子液体形成的离子凝胶作为导体材料，对该导体材料施加交流电，交流电通过导电材料时会引起焦耳热效应，从而达到除冰的效果。但是这些离子凝胶结构单一，难以在除冰过程中保持性能的稳定，在实际应用中面临很多局限，因此，亟待开发结构稳定，具有复合功能的导电离子凝胶。

技术实现思路

[0004]为了改善现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种疏水性电热除冰离子凝胶及其制备方法和用途。所述疏水性电热除冰离子凝胶具有超疏水性，且所述疏水性电热除冰离子凝胶中含有反离子，这使得所述疏水性电热除冰离子凝胶能够减少界面水的含量，通过调节界面水的含量来控制冰传播的速率，从而达到控冰、防冰的效果，同时所述电热除冰离子凝胶在加热状态下能够产生热量，实现双重除冰、除冰效率显著提高的目的。
[0005]本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：
[0006]一种疏水性电热除冰离子凝胶，所述疏水性电热除冰离子凝胶含有反离子，所述疏水性电热除冰离子凝胶的制备原料包括疏水性离子液体、疏水性聚合单体和金属盐；其中，所述疏水性聚合单体选自丙烯酸酯类单体。
[0007]根据本专利技术的实施方式，所述疏水性电热除冰离子凝胶为所述制备原料的固化物。
[0008]具体的，所述电热除冰离子凝胶包括除金属盐以外的制备原料的固化物形成的离子凝胶基体和负载到离子凝胶基体中的反离子；还具体的，所述反离子通过离子交换反应负载到离子凝胶基体中。
[0009]根据本专利技术的实施方式，所述反离子是指金属离子，例如为钠离子、钾离子、镁离子等中的至少一种。先将除金属盐以外的制备原料固化形成离子凝胶基体，然后将离子凝胶基体浸入金属盐溶液中，会发生离子交换反应，从而获得含有反离子的疏水性电热除冰
离子凝胶。
[0010]根据本专利技术的实施方式，所述金属盐选自金属氯化物。示例性地，所述金属盐选自氯化钠、氯化钾和氯化镁等中的至少一种。
[0011]根据本专利技术的实施方式，所述疏水性电热除冰离子凝胶的制备原料包括如下质量份数的各组分：
[0012]疏水性离子液体60～80质量份；
[0013]疏水性聚合单体20～40质量份；
[0014]金属盐10～30质量份。
[0015]根据本专利技术的实施方式，所述疏水性电热除冰离子凝胶的制备原料包括疏水性离子液体60质量份、65质量份、70质量份、75质量份或80质量份。
[0016]根据本专利技术的实施方式，所述疏水性电热除冰离子凝胶的制备原料包括疏水性聚合单体20质量份、25质量份、30质量份、35质量份或40质量份。
[0017]根据本专利技术的实施方式，所述电热除冰离子凝胶的制备原料包括金属盐10质量份、15质量份、20质量份、25质量份或30质量份。
[0018]根据本专利技术的实施方式，所述疏水性电热除冰离子凝胶的制备原料还包括交联剂和引发剂。具体的，所述疏水性电热除冰离子凝胶的制备原料还包括如下质量份数的各组分：
[0019]交联剂0.5～5质量份；
[0020]引发剂0.1～3质量份。
[0021]根据本专利技术的实施方式，所述疏水性电热除冰离子凝胶的制备原料包括交联剂0.5质量份、0.8质量份、1质量份、2质量份、3质量份、4质量份或5质量份。
[0022]根据本专利技术的实施方式，所述疏水性电热除冰离子凝胶的制备原料包括引发剂0.1质量份、0.2质量份、0.5质量份、0.8质量份、1质量份、1.2质量份、1.5质量份、1.8质量份、2质量份、2.2质量份、2.5质量份、2.8质量份或3质量份。
[0023]根据本专利技术的实施方式，所述疏水性离子液体选自1
‑
己基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1
‑
辛基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1
‑
癸基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1
‑
己基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐、1
‑
辛基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐、1
‑
癸基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐、1
‑
丁基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑三氟乙酸盐、N
‑
丁基
‑
N
‑
甲基哌啶双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、N
‑
己基吡啶六氟磷酸盐、1,2
‑
二甲基
‑3‑
羟乙基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑双(三氟甲磺酰基)亚胺盐([Bmim][Tf2N])、1
‑
丁基
‑1‑
甲基吡咯烷三氟甲磺酸盐、1
‑
(2
‑
羟基乙基)
‑3‑
甲基咪唑双(三氟甲磺酰基)亚胺盐([EmimOH][Tf2N])、1,3
‑
二甲基咪唑六氟磷酸盐([MMim]PF6)、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑对甲基苯磺酸盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐、N
‑
甲基
‑
N
‑
丁基吡咯烷双三氟甲烷磺酰亚胺盐中的任意一种或至少两种的组合。
[0024]根据本专利技术的实施方式，所述丙烯酸酯类单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种。
[0025本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种疏水性电热除冰离子凝胶，其中，所述疏水性电热除冰离子凝胶含有反离子，所述疏水性电热除冰离子凝胶的制备原料包括疏水性离子液体、疏水性聚合单体和金属盐；其中，所述疏水性聚合单体选自丙烯酸酯类单体。2.根据权利要求1所述的疏水性电热除冰离子凝胶，其中，所述疏水性电热除冰离子凝胶为所述制备原料的固化物；优选地，所述电热除冰离子凝胶包括除金属盐以外的制备原料的固化物形成的离子凝胶基体和负载到离子凝胶基体中的反离子优选地，所述反离子是指金属离子，例如为钠离子、钾离子、镁离子中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的疏水性电热除冰离子凝胶，其中，所述疏水性电热除冰离子凝胶的制备原料包括如下质量份数的各组分：疏水性离子液体60～80质量份；疏水性聚合单体20～40质量份；金属盐10～30质量份。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的疏水性电热除冰离子凝胶，其中所述疏水性电热除冰离子凝胶的制备原料还包括交联剂和引发剂。5.根据权利要求4所述的疏水性电热除冰离子凝胶，其中，所述疏水性电热除冰离子凝胶的制备原料还包括如下质量份数的各组分：交联剂0.5～5质量份；引发剂0.1～3质量份。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的疏水性电热除冰离子凝胶，其中，所述金属盐选自金属氯化物；和/或，所述疏水性离子液体选自1
‑
己基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1
‑
辛基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1
‑
癸基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1
‑
己基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐、1
‑
辛基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐、1
‑
癸基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐、1
‑
丁基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑三氟乙酸盐、N
‑
丁基
‑
N
‑
甲基哌啶双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、N
‑
己基吡啶六氟磷酸盐、1,2
‑
二甲基
‑3‑
羟乙基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐、1
‑
丁基
...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺志远，黄岩，贾玉玉，程蕊，
申请(专利权)人：中科融志国际科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：