[发明专利]一种可喷涂且持久抗结冰的超双疏涂层的制备方法

说明书

本发明属于超疏水或超双疏涂层制备领域，特别涉及一种可喷涂且持久抗结冰的超双疏涂层的制备方法，具体包括：步骤1、对基材表面进行清洗和喷砂粗化处理；步骤2、使用聚氨酯与第一溶剂进行共混后得到聚氨酯溶液；步骤3、将亚微级粒子、纳米粒子分散于第二溶剂，再加入氟硅烷，得到了粒子复合悬浮液；步骤4、将步骤2所得的聚氨酯溶液喷涂步骤1处理过的基材表面，对聚氨酯胶进行半固化；步骤5、将粒子复合悬浮液喷涂到步骤4所得到的基材表面，进行完全固化；步骤6、得到可喷涂且持久抗结冰的超双疏涂层。本发明的有益效果为：本发明通过喷涂技术在各基材表面制备地超双疏涂层具有良好的耐久性和牢固性，且具有可持久的抗结冰性能。

技术领域

本发明属于超疏水或超双疏涂层制备领域，特别涉及一种可喷涂且持久抗结冰的超双疏涂层的制备方法。

背景技术

表面润湿性是固体表面的重要特征之一，润湿性可以用表面上水的接触角来衡量；超疏水表面因其对水的接触角大于150°、滚动角小于10°，且具有自清洁的特性而引起了学术界和工业界极大的兴趣。在自然界中，许多植物的叶子和花瓣、昆虫的翅膀、以及鸟类的羽毛等均是天然的超疏水材料。超疏水表面的自清洁功能，即表面污染物如灰尘等可以被滚落的水滴带走而不留下任何痕迹。自清洁涂层具有节水、节能、环保等优势，越来越受到人们的广泛关注，是目前材料学科研究的热点之一。

随着人们对超疏水和超双疏表面的研究兴趣与日俱增，尤其是近年来雨雪冰冻灾害对输电通信电路、航空、航海或高铁运输造成的不同程度的损失，更使人们加大了对超疏水或超双疏表面防覆冰和抗结冰的研究力度。在现实环境中，如高空中悬挂的电线、云层中飞行的飞机机翼、风力发电机的机翼等，在遭遇低温和大湿度的情况下，往往表面容易结冰，从而造成重大的经济损失。因此，加强对固体表面的超疏水或超双疏性能在抗结冰方面的相关研究就显得尤为重要。

研究发现，与传统的融冰和除冰方法相比超疏水技术的一个重要应用就是抗结冰结霜，即延迟、降低甚至完全阻止冰霜在固体堆积，能够较好地解决问题。经过大量的研究证明，表面的超疏水化降低了冰在表面的粘附强度。但是最近的研究又表面，大部分已制备的超疏水或超双疏表面并不能持久抗结冰：尤其是当超疏水表面遇到环境温度极低和湿度很大情况时超疏水表面抗结冰的情况并不是很理想，有时甚至其表面一旦结冰更难除去。目前这方面的研究并不是很多，发表的相关的文章以及授权的专利，尤其是针对这种低温和大湿度等多种因素对超疏水表面疏水性能影响的研究更是少之又少。

此外，喷涂技术相较于刻蚀法、模板法、溶液浸泡法以及电化学法等以往制备超疏水或超双疏涂层的方法，它有很大的技术优势。对于各种形状的基材，不论是平面、立面还是顶面，不论是圆形，球形还是其它不规则形状的复杂物体，都可以直接实施喷涂，不需要昂贵的模具制造费用；并且，喷涂技术生产效率高，尤其适用于大面积、异形物体的处理。

因此，本专利旨在发明一种可喷涂的，且在低温、大湿度环境下可持久的抗结冰超双疏表面。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种可喷涂且持久抗结冰的超双疏涂层的制备方法，在解决在低温和大湿度环境的情况下，固体表面的超双疏涂层仍能保持优良的超双疏性以及抗结冰性。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种可喷涂且持久抗结冰的超双疏涂层的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1、对基材表面进行清洗和喷砂粗化处理，得到处理好的基材；

步骤2、使用聚氨酯树脂与第一溶剂进行共混后得到聚氨酯溶液；

步骤3、将亚微米粒子、纳米粒子分散于第二溶剂，超声及搅拌后，加入氟硅烷，继续超声及搅拌，得到了粒子复合悬浮液；

步骤4、将步骤2所得的聚氨酯溶液喷涂步骤1处理过的基材表面，再将该基材干燥，对聚氨酯胶进行半固化；