【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超疏水材料，具体涉及一种双偶联剂组分的半透明超疏水防冰抑霜涂层及其制备方法。
技术介绍
1、低温环境下液滴在表面的结冰和结霜是一种常见的自然现象，广泛存在于电力输送、航空航天、交通运输等领域，但此现象会导致设备运行效率下降，严重时甚至会威胁到人们的生命财产安全，因此抑制冷表面结冰结霜的研究十分有必要。传统的主动除冰技术主要包括液体防冰、电热防冰、气热防冰以及机械除冰等，但存在耗能大、效果持续时间短等问题。被动除冰的相关研究应运而生，受荷叶和水黾等昆虫表面超疏水性的启发，微纳结构的超疏水表面因其在防冰性能方面比亲水和疏水表面更有效而受到广泛关注。超疏水表面因其很低的表面能，使液滴很难附着，同时，微纳尺寸的粗糙结构也使冷凝液滴与超疏水表面的实际接触面积变小，降低热传导效率从而延缓液滴的冻结和冰层的生长。但是在防霜方面，超疏水表面的性能并不理想。这是因为，超疏水表面存在的微纳粗糙结构有时更易产生冷凝微滴而使其防霜性能反而下降。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种双偶联剂组分的半透明超疏水防冰抑霜涂层及其制备方法，解决现有涂层未能兼顾机械性能强、透光、防冰、抑霜的问题，与机械性能、防冰性能、抑霜性能较差的问题。
2、本专利技术的技术方案：
3、以超疏水二氧化硅纳米颗粒作为超疏水性能的主要来源，加入环氧树脂作为胶黏剂为涂层提供机械性能，选用两种含不同官能团的偶联剂d-26和kh-560在涂层中提高涂层内部及涂层与基底间的连接强度，并为涂层提供
4、一种半透明超疏水防冰抑霜涂层的制备方法，包括以下步骤：
5、步骤1：将四氢呋喃和异丙醇混合得到分散溶剂；
6、步骤2：将超疏水sio2纳米颗粒加入步骤1得到的分散溶剂中，分散得到sio2的悬浮液；
7、步骤3：将水与异丙醇均匀，加入冰醋酸调整酸性，搅拌均匀得到偶联剂的水解剂；
8、步骤4：将步骤3得到的水解剂，加入偶联剂d-26搅拌得到d-26的水解液；
9、步骤5：将步骤3得到的水解剂，加入偶联剂kh-560搅拌得到kh-560水解液；
10、步骤6：将步骤2得到的sio2悬浮液加入步骤4得到的d-26水解液和步骤5得到的kh-560水解液，再加入环氧树脂e51和异丙醇搅拌，再加入环氧树脂固化剂t31搅拌得到超疏水涂料；
11、步骤7：将步骤6得到的涂料用浸渍提拉的方法镀膜在基底上，溶剂烘干后得到半透明超疏水防冰抑霜涂层。
12、所述步骤1中，以体积比计，四氢呋喃：异丙醇=1：3~3：1。
13、所述步骤2中sio2纳米颗粒的粒径为5~50nm，比表面积为100~200m2/g，sio2的悬浮液sio2质量浓度0.1~0.3g/ml。
14、所述步骤3中水解剂包括2~10wt%水，90~98wt%异丙醇，冰醋酸调节ph至3~5。
15、所述步骤4中d-26的水解液中d-26质量分数1~5wt%。
16、所述步骤5中kh-560的水解液中kh-560质量分数1~5wt%。
17、所述步骤6中异丙醇的体积为10~30ml。
18、所述步骤7中涂层的重量份包括：10~30份超疏水sio2纳米颗粒、0.5~5份d-26、0.5~5份kh-560、10~35份环氧树脂，以质量比计，环氧树脂e51与环氧树脂固化剂t31为10:3~4。
19、所述步骤7中浸渍提拉法镀膜的提拉次数为3~50次，基底的材质包括玻璃片、铝片、铜片、碳钢片中的任意一种。
20、所述半透明超疏水防冰抑霜涂层的制备方法制备得到的疏水防冰抑霜涂层在防冰、除冰、抑霜、疏水中的应用。优选地，步骤2中分散的方式为超声分散或磁力搅拌分散。
21、优选地，步骤1中分散采用超声细胞粉碎机200~250w搅拌10~15min，或采用磁力搅拌，1000~1100r/min，搅拌15~20h。
22、优选地，步骤6中搅拌2~6h后固化。
23、优选地，基底的材质包括玻璃片、铝片、铜片、碳钢片中的任意一种。
24、优选地，环氧树脂的环氧当量为44~51。
25、本专利技术的有益效果：
26、1、多功能性。本专利技术的半透明超疏水防冰抑霜涂层同时具有的优异的机械性能、防冰性能、抑霜性能、超疏水性能、较高的透光率、抗老化性能和耐酸碱性能。
27、2、耐久性好。户外应用场景下，半透明超疏水防冰抑霜涂层样品暴露两个月，水接触角和水滚动角有很好的耐久性。
28、3、本专利技术的半透明超疏水防冰抑霜涂层，亲水污染物难以附着，即使附着也容易使用外力去除，可适用于自清洁、防冰、除冰、抑霜、疏水等多种领域。
29、4、本专利技术的半透明超疏水防冰抑霜涂层含有sio2、偶联剂d-26和kh-560、环氧树脂，环氧树脂固化剂，不含有毒的试剂，不对环境造成破坏。
30、5、本专利技术利用两种偶联剂的协同作用实现“1+1>2”的效果，两种偶联剂在环氧树脂和纳米颗粒、环氧树脂和基底之间起到连接的作用，涂层的低表面能使得涂层坚固耐用，低温下保持超疏水性。两种偶联剂的协同效应使涂层具有优异的防霜性能。涂层的机械性能、防冰、抑霜性能均优于只含单一组分偶联剂的涂层。
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1.一种半透明超疏水防冰抑霜涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的半透明超疏水防冰抑霜涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，以体积比计，四氢呋喃：异丙醇=1：3~3：1。
3.根据权利要求1所述的半透明超疏水防冰抑霜涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤2中SiO2纳米颗粒的粒径为5~50nm，比表面积为100~200m2/g，SiO2的悬浮液SiO2质量浓度0.1~0.3g/mL。
4.根据权利要求1所述的半透明超疏水防冰抑霜涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤3中水解剂包括2~10wt%水，90~98wt%异丙醇，冰醋酸调节pH至3~5。
5.根据权利要求1所述的半透明超疏水防冰抑霜涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤4中D-26的水解液中D-26质量分数1~5wt%。
6.根据权利要求1所述的半透明超疏水防冰抑霜涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤5中KH-560的水解液中KH-560质量分数1~5wt%。
7.根据权利要求1所述的半透明超疏水防冰抑霜涂层的制备方法，其特
8.根据权利要求1所述的半透明超疏水防冰抑霜涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤7中涂层的重量份包括：10~30份超疏水SiO2纳米颗粒、0.5~5份D-26、0.5~5份KH-560、10~35份环氧树脂，以质量比计，环氧树脂E51与环氧树脂固化剂T31为10:3~4。
9.根据权利要求1所述的半透明超疏水防冰抑霜涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤7中浸渍提拉法镀膜的提拉次数为3~50次，基底的材质包括玻璃片、铝片、铜片、碳钢片中的任意一种。
10.根据权利要求1-9任意一项所述半透明超疏水防冰抑霜涂层的制备方法制备得到的疏水防冰抑霜涂层在防冰、除冰、抑霜、疏水中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种半透明超疏水防冰抑霜涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的半透明超疏水防冰抑霜涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，以体积比计，四氢呋喃：异丙醇=1：3~3：1。
3.根据权利要求1所述的半透明超疏水防冰抑霜涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤2中sio2纳米颗粒的粒径为5~50nm，比表面积为100~200m2/g，sio2的悬浮液sio2质量浓度0.1~0.3g/ml。
4.根据权利要求1所述的半透明超疏水防冰抑霜涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤3中水解剂包括2~10wt%水，90~98wt%异丙醇，冰醋酸调节ph至3~5。
5.根据权利要求1所述的半透明超疏水防冰抑霜涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤4中d-26的水解液中d-26质量分数1~5wt%。
6.根据权利要求1所述的半透明超疏水防冰抑霜涂层的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖婷，王雨典，姜礼华，向鹏，李欣义，谭新玉，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：
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