本发明专利技术公开了一种用于防结冰和光/电热除冰的超疏水织物的制备方法，该方法首先将织物进行预处理，然后将其浸泡在活化液中制得活化镍层，再将织物浸泡在镀液中进行表面镀铜镍，最后在表面均匀喷涂一层PDMS溶液，制得用于防结冰和光/电热除冰的超疏水织物。本发明专利技术采用镍和铜作为光热和电热的转化材料，原料易得且性价比高；采用化学镀和喷涂的方法，制备工艺简单；采用PDMS作为表面改性剂环保且耐久。所制备织物将被动防冰与主动除冰相结合，兼具光热和电热两重除冰功能，适用于户外帐篷等防结冰和除冰的工业领域。冰和除冰的工业领域。冰和除冰的工业领域。
【技术实现步骤摘要】
一种用于防结冰和光/电热除冰的超疏水织物的制备方法
[0001]本专利技术涉及一种用于防结冰和光热/电热除冰的超疏水织物的制备方法，属于光/电热效应的超疏水织物应用领域。
技术介绍
[0002]结冰是一种常见的自然现象，但是冰的积累也会带来一些负面影响，如道路、飞机、输电线和船舶等。常见的织物暴露在雨雪天时表面很容易结冰，使得衣服变硬变重，从而影响穿着者的行动能力和舒适度。同样，帐篷等户外设备在冰雪的重压下也存压损的风险。因此，开发防结冰和全天候除冰的织物是非常必要的。
[0003]例如中国专利CN 115715083 A公开了“一种柔性电热织物及其制备方法”，在基底织物表面涂覆三层导电层，所述导电层分别为二维MXene涂层、一维金属纳米线涂层和石墨烯层，使得织物具备电热性能的同时具备良好的导电功能，可在极端环境中达到电磁屏蔽和电热御寒的效果。例如中国专利CN 115161992 A“一种用于防结冰和光热除冰的超疏水织物的制备方法”，采用化学镀和喷涂的方法制备了防结冰和光热除冰的疏水织物，基于此，我们在该方法的基础上对其进行了优化，在织物表面负载铜和镍两种金属颗粒代替单一的镍颗粒，并将PMHS(聚二甲基氢硅氧烷更换为PDMS，制备的织物兼具光热和电热两重功能，且具备更高的接触角。
[0004]因此，以金属铜镍颗粒为光热和电热转化材料，以PDMS(聚二甲基硅氧烷)为表面改性材料，简易制备了一种基于聚酯织物的防结冰和光/电热除冰的超疏水织物，可以有效提高织物的防结冰和除冰性能。通过化学镀的方式在织物表面负载一层金属铜镍颗粒，使织物具备光/电热性能的同时提高其表面粗糙度，并在织物表面喷涂PDMS溶液，改变织物表面的浸润性。制备的光/电热超疏水材料有效提高了涂层的防结冰和除冰能力。
技术实现思路
[0005]本专利技术目的是：提供一种用于防结冰和光/电热除冰的超疏水织物的制备方法，采用化学镀和喷涂的简易工艺在聚酯织物表面制备具有防结冰和光/电热除冰性能的涂层，实现光热和电热形结合的目的，解决目前抗结冰涂层材料制备成本高、制备工艺复杂等问题。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]步骤一、制备预处理液，在室温条件下配置一定浓度的NaOH溶液；
[0008]步骤二、制备活化液，在去离子水中按一定比例加入乙酸镍和次亚磷酸钠，得到两者的混合溶液；
[0009]步骤三、制备镀液，在去离子水中按一定比例加入硫酸铜、硫酸镍、次亚磷酸钠、硼酸和柠檬酸三钠，并用氨水调节pH得到镀液。
[0010]步骤四、制备PDMS溶液，按照一定比例将硅胶与硅胶固化剂混合，加入四氢呋喃(THF)稀释，并用磁力搅拌和超声进行处理，制得均匀分散的PDMS溶液。
[0011]步骤五、制备光/电热超疏水织物，裁剪聚酯织物，采用化学镀和喷涂的方法制备光/电热疏水织物，首先用上述NaOH溶液对聚酯织物进行预处理，其次将织物浸泡于上述活化液中，在织物表面制得镍活化层，再将附着活化层的织物浸泡在镀液中进行表面镀铜镍，最后均匀喷涂一层上述制备的PDMS溶液，得到光/电热超疏水织物。
[0012]进一步的，步骤一中所述制备NaOH溶液的质量/体积浓度为90g/L。
[0013]进一步的，步骤二中所述制备活化液中乙酸镍和次亚磷酸钠的质量之比为1∶1～2。
[0014]进一步的，步骤三中所述制备镀液中硫酸铜、硫酸镍、次亚磷酸钠、硼酸和柠檬酸三钠的质量/体积浓度分别为：12g/L、4g/L、24g/L、14g/L、16g/L，用氨水调节溶液pH值为10。
[0015]进一步的，步骤四中所述制备PDMS溶液，硅胶与硅胶固化剂的质量比为10∶1，磁力搅拌和超声处理时间均为30min。
[0016]进一步的，步骤五中制备光/电热疏水织物中，采用化学镀和喷涂的制备方法步骤包括：裁剪聚酯织物，将其浸泡在NaOH预处理液中，在70℃条件下处理1h，用去离子水清洗后放入烘箱烘干。再将预处理过的聚酯织物浸泡在活化液中30min，并在190℃条件下干燥20min，在织物表面形成镍活化层。之后将织物浸泡在镀液中30min，放入80℃烘箱中干燥3h，在织物表面制得光/电热转化材料金属铜镍层。最后将织物固定在平板上，用自动喷枪在距离织物15cm的位置喷涂PDMS溶液，并在80℃条件下固化4h，制得一种基于聚酯织物的防结冰和光热除冰超疏水织物。
[0017]进一步的，步骤五中喷涂PDMS溶液，每喷涂25cm2的织物需要2.5～3.5mL的PDMS溶液。
[0018]本专利技术的优点是：
[0019]采用铜镍作为光/电热转化材料，原料易得且光/电热性能较优。
[0020]采用化学镀和喷涂的方法，操作工艺简单。
[0021]采用PDMS代替含氟或长硅碳链化合物作为制备超疏水材料表面的浸润性改性剂，改性效果明显、绿色环保、性价比高、稳定性好。
[0022]通过本方法所制得的超疏水表面接触角可达152
°
，具有良好的疏水性能。织物兼具光热和电热转化性能，在一个太阳光照射强度下可达到68.9℃的平衡温度，施加6V电压状态下可达到158℃的平衡温度。在
‑
10℃条件下，水滴在其表面完全冻结需要1224s，即使出现了结冰现象也可在光照或通电条件下迅速融化并沿斜面滑落，证明该材料具有良好的防结冰和光/电热除冰性能，达到了防结冰和除冰的双重目的。此外，所制备织物可多次除冰且具有良好的耐磨性和耐紫外线性能，可长期在户外使用。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中，
[0024]图1为实施例一中制备的一种用于防结冰和光/电热除冰的超疏水织物的表面SEM
图；
[0025]图2为未处理的聚酯织物的表面SEM图；
[0026]图3为对比例一中制备的一种基于聚酯织物喷涂PDMS溶液织物的表面SEM图；
[0027]图4为对比例二中所述制备的一种基于聚酯织物镀铜镍织物的表面SEM图；
[0028]图5为实施例一中制备的一种用于防结冰和光/电热除冰的超疏水织物与未处理聚酯织物、对比例一中制备的织物和对比例二中制备的织物表面接触角对比图；
[0029]图6为实施例一中制备的一种用于防结冰和光/电热除冰的织物与未处理聚酯织物、对比例一中制备的织物和对比例二中制备的织物在1000W/m2光照强度下的温度变化图；
[0030]图7为实施例一中制备的一种用于防结冰和光/电热除冰的织物在不同光强下的温度变化图。
[0031]图8为实施例一中制备的一种用于防结冰和光/电热除冰的织物在不同电压下的温度变化图。
[0032]图9为实施例一中制备的一种用于防结冰和光/电热除冰的织本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于防结冰和光/电热除冰的超疏水织物的制备方法，其特征在于，该方法主要包括以下步骤：测量裁剪聚酯织物，采用化学镀和喷涂的方法，首先用NaOH溶液预处理聚酯织物，其次将织物浸泡在活化液中在织物表面形成镍活化层，然后将织物浸泡在镀液在表面负载铜镍层，最后在表面均匀喷涂一层PDMS溶液，制得一种用于防结冰和光/电热除冰的超疏水织物。2.根据权利要求1所述NaOH溶液的制备方法，其特征在于室温条件下配置，质量/体积浓度为90g/L。聚酯织物浸泡在NaOH溶液中进行预处理实验时要求温度在60～80℃，时长为0.5～1.5h。3.根据权利要求1所述活化液的制备方法，其特征在于，在去离子水中按一定比例加入乙酸镍和次亚磷酸钠，其中乙酸镍和次亚磷酸钠的质量之比为1∶1～1∶2。将预处理后的聚酯织物浸泡在活化液中30min，然后在高温条件下干燥20min，在织物表面形成镍活化层。4.根据权利要求1所述的镀液制备方法，其特征在于，在去离子水中按一定比例加入硫酸铜、硫酸镍...
【专利技术属性】
技术研发人员：张松楠，李国龙，张凤彩，钱晓明，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：
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