【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于防除冰材料，具体涉及一种电热超疏水防除冰复合涂料体系及其制备方法和应用。
技术介绍
1、冬季结冰往往给人们的日常生产、生活带来诸多不便，甚至会对机械装备的运行带来严重危害。积冰在飞机机翼、高速列车转向架、风力发电叶片、雷达信号塔、船舶甲板、海上石油开发平台等表面附着会严重影响机械部件的工作效率及使用寿命，甚至会引起人员伤亡事故。由于覆冰危害巨大，发展防结冰以及快速除冰技术势在必行。
2、目前，传统除冰方法主要包括：①机械除冰，通过人工或除冰机械进行敲击除冰，该方法成本低，但劳动强度大、效率低，如高寒车转向架除冰。②涂撒防结冰剂，通过对基底表面涂撒防结冰剂，降低冰点，此方法对土壤有污染、对路面有腐蚀，只能临时涂撒，时效短，污染环境。③加热除冰，通过对基底表面加热除冰，例如对飞机机翼通过热风、热油除冰。④防覆冰涂层，是近些年发展的新型防冰技术，是通过改变基底表面的润湿特性，来减小冰对基底表面的附着力和表面的覆冰量，此方法简便、成本低，冰对基底表面附着力小，容易清除积冰，即使在低温条件下人工除冰时，也可大幅减少工作难度。
3、防覆冰涂层多是以低表面能的氟/硅(超)疏冰涂层，如nusil公司生产的r-2180，kiss-cote公司的mega guard liqui cote涂料，s&a fernandina公司的rip-4004等，这些防覆冰涂层确实能够降低覆冰强度，但不能实现主动除冰。中国专利201510473839.1和专利201710237931.7分别报道了电热除冰的方法，均是利用
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种电热超疏水防除冰复合涂料体系及其制备方法和应用，本专利技术提供的电热超疏水防除冰复合涂料体系得到的涂层具有优异的超疏水性能，低冰粘附强度，除冰能耗低，电热效果好，可实现涂层快速升温融冰除冰；且涂层呈现白色或浅色，无辐射热效应，避免非结冰期的涂层表面过热问题；隔热底层避免电热能量往基材传输，降低了热损耗，提升电热除冰效率。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种电热超疏水防除冰复合涂料体系，包括独立包装的超疏水面涂料、电热中间涂料和隔热底涂料；
4、所述超疏水面涂料包括独立分装的a组分和a组分；所述a组分和a组分的质量比为(45.4～158.2):1；
5、所述a组分包括以下质量百分含量的组分：低表面能树脂2.2～8.6％，超疏水填料4.4～5.7％，余量为第一溶剂；所述低表面能树脂包括氟改性丙烯酸树脂、氟改性聚氨酯树脂、氟改性环氧树脂、氟硅改性丙烯酸酯树脂、有机硅改性环氧树脂、有机硅改性聚氨酯树脂和peve树脂中的一种或多种；
6、所述a组分为脂肪族聚异氰酸酯、芳香族聚异氰酸酯、脂肪族多胺和芳香族多胺中的一种或多种；
7、所述电热中间涂料包括独立包装的b组分和b组分；所述b组分和b组分的重量比为(41.2～43.3):1；
8、所述b组分包括以下质量百分含量的组分：第一树脂11.6～12.1％，电热填料3～7.7％，余量为第二溶剂；所述第一树脂包括丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂和丙烯酸酯树脂中的一种或多种；
9、所述b组分为脂肪族聚异氰酸酯、芳香族聚异氰酸酯、脂肪族多胺和芳香族多胺中的一种或多种；
10、所述隔热底涂料包括独立包装的c组分和c组分；所述c组分和c组分的质量比为(24～30):1；
11、所述c组分包括以下质量百分含量的组分：第二树脂12.9～16.7％，隔热填料25.8～41.7％，余量为第三溶剂；所述第二树脂包括丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂和丙烯酸酯树脂中的一种或多种；
12、所述c组分为脂肪族聚异氰酸酯、芳香族聚异氰酸酯、脂肪族多胺和芳香族多胺中的一种或多种。
13、优选的，所述超疏水填料为氟改性六方氮化硼、氟改性氧化铝陶瓷粉、氟改性氮化铝、氟改性二氧化钛、氟改性碳化硅和氟改性氧化锌的一种或多种。
14、优选的，所述电热填料为纳米银线、纳米铜线、导电铜粉、镍粉、铜锰合金粉、石墨烯、导电石墨、导电鳞片石墨、炭黑、碳纳米管和导电陶瓷粉中的一种或多种。
15、优选的，所述隔热填料为中空玻璃微珠、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、发泡聚苯乙烯和海泡绒棉、聚苯乙烯和泡沫纤维中的一种或多种。
16、优选的，所述第一溶剂为乙醇与丁酮的混合溶剂或者所述第一溶剂为甲苯与丁酮的混合溶剂。
17、优选的，所述第二溶剂和所述第三溶剂独立地为甲苯、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙醇和水中的一种或多种。
18、本专利技术提供了上述技术方案所述的电热超疏水防除冰复合涂料体系的制备方法，包括以下步骤：
19、将低表面能树脂、超疏水填料和第一溶剂混合，得到a组分；
20、将所述a组分与a组分独立分装，得到超疏水面涂料；
21、将第一树脂、电热填料和第二溶剂混合后球磨，得到b组分；
22、将所述b组分与b组分独立分装，得到电热中间涂料；
23、将第二树脂、隔热填料和第三溶剂混合，得到c组分；
24、将所述c组分与c组分独立分装，得到隔热底涂料；
25、将所述超疏水面涂料、电热中间涂料和隔热底涂料独立分装，得到所述电热超疏水防除冰复合涂料体系。
26、本专利技术提供了上述技术方案所述的电热超疏水防除冰复合涂料体系或上述技术方案所述制备方法制得的电热超疏水防除冰复合涂料体系在防除冰涂层中的应用。
27、本专利技术提供了一种电热超疏水防除冰复合涂层体系，包括依次层叠设置的超疏水面层、电热中间层和隔热底层，所述隔热底层与基底表面接触；
28、所述超疏水面层、电热中间层和隔热底层分别由上述技术方案所述的电热超疏水防除冰复合涂料体系或上述技术方案所述制备方法制得的电热超疏水防除冰复合涂料体系中的超疏水面涂料、电热中间涂料和隔热底涂料固化形成。
29、优选的，所述隔热底层的干膜厚度为100～400μm；所述电热中间层的干膜厚度为20～100μm；所述超疏水面层的干膜厚度为50～150μm。
30、本专利技术提供了一种电热超疏水防除冰复合涂料体系，包括独立包装的超疏水面涂料、电热中间涂料和隔热底涂料；所述超疏水面涂料包括独立分装的a组分和a组分；所述a组分和a组分的质量比为(45.4～158.2):1；所述a组分包括以下质量百分含量的组分：低表面能树脂2.2～8.6％，超疏水填料4.4～5.7％，余量为第一溶剂；所述低表面能树脂包括氟改性丙烯酸树脂、氟改性聚氨酯树脂、氟改性环氧树脂、氟硅改性丙烯酸酯树脂、有机硅改性环氧树脂、有机硅改性聚氨酯本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电热超疏水防除冰复合涂料体系，其特征在于，包括独立包装的超疏水面涂料、电热中间涂料和隔热底涂料；
2.根据权利要求1所述的电热超疏水防除冰复合涂料体系，其特征在于，所述超疏水填料为氟改性六方氮化硼、氟改性氧化铝陶瓷粉、氟改性氮化铝、氟改性二氧化钛、氟改性碳化硅和氟改性氧化锌中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的电热超疏水防除冰复合涂料体系，其特征在于，所述电热填料为纳米银线、纳米铜线、导电铜粉、镍粉、铜锰合金粉、石墨烯、导电石墨、导电鳞片石墨、炭黑、碳纳米管和导电陶瓷粉中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的电热超疏水防除冰复合涂料体系，其特征在于，所述隔热填料为中空玻璃微珠、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、发泡聚苯乙烯和海泡绒棉、聚苯乙烯和泡沫纤维中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的电热超疏水防除冰复合涂料体系，其特征在于，所述第一溶剂为乙醇与丁酮的混合溶剂或者所述第一溶剂为甲苯与丁酮的混合溶剂。
6.根据权利要求1、3或4所述的电电热超疏水防除冰复合涂料体系，其特征在于，所述第二溶剂和所述第三溶剂独立地
7.权利要求1～6任一项所述的电热超疏水防除冰复合涂料体系的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.权利要求1～6任意一项所述的电热超疏水防除冰复合涂料体系或权利要求7所述制备方法制得的电热超疏水防除冰复合涂料体系在防除冰涂层中的应用。
9.一种电热超疏水防除冰复合涂层体系，其特征在于，包括依次层叠设置的超疏水面层、电热中间层和隔热底层，所述隔热底层与基底表面接触；
10.根据权利要求9所述的电热超疏水防除冰复合涂层体系，其特征在于，所述隔热底层的干膜厚度为100～400μm；所述电热中间层的干膜厚度为20～100μm；所述超疏水面层的干膜厚度为50～150μm。
...【技术特征摘要】
1.一种电热超疏水防除冰复合涂料体系，其特征在于，包括独立包装的超疏水面涂料、电热中间涂料和隔热底涂料；
2.根据权利要求1所述的电热超疏水防除冰复合涂料体系，其特征在于，所述超疏水填料为氟改性六方氮化硼、氟改性氧化铝陶瓷粉、氟改性氮化铝、氟改性二氧化钛、氟改性碳化硅和氟改性氧化锌中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的电热超疏水防除冰复合涂料体系，其特征在于，所述电热填料为纳米银线、纳米铜线、导电铜粉、镍粉、铜锰合金粉、石墨烯、导电石墨、导电鳞片石墨、炭黑、碳纳米管和导电陶瓷粉中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的电热超疏水防除冰复合涂料体系，其特征在于，所述隔热填料为中空玻璃微珠、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、发泡聚苯乙烯和海泡绒棉、聚苯乙烯和泡沫纤维中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的电热超疏水防除冰复合涂料体系，其特征在于，所述第一溶剂为乙醇与丁酮的混合溶剂或者所...
【专利技术属性】
技术研发人员：周峰，吴杨，伍芳荣，刘钰博，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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