[发明专利]一种金属表面稳定的疏冰涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种金属表面疏冰涂层的制备方法，所述制备方法为：以全氟聚醚环氧树脂为添加剂、以酸酐类固化剂作为固化剂在金属表面制备环氧疏冰涂层，通过环氧疏冰涂层表面的全氟聚醚链降低涂层的表面能从而实现疏冰的目的。本发明制备的疏冰涂层具有良好的金属表面疏冰性能以及长效稳定性。

(一)技术领域

本发明涉及功能性涂层领域，具体是指一种金属表面稳定的疏冰涂层的制备方法。

(二)背景技术

随着温度的降低，空气中的水分或者雨水会在金属表面形成挂冰现象，而且随着结冰量的增大对许多设施都有极大的危害，例如动车底部挂冰对动车底部有较大伤害，当动车驶入温暖地带时，冰柱飞离又会对铁路两端的人或物造成伤害。而动车底部的复杂的线路环境以及极易发成的机械损伤让动车底部布置电热丝除冰无法实现。目前常用的方法主要有高压水除冰法、人工机械敲击法、站内热熔法等，但这些方法都不能很好解决列车行驶过程中的问题。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种金属表面疏冰涂层的制备方法，该涂层具有良好的金属表面疏冰性能以及长效稳定性。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种金属表面疏冰涂层的制备方法，所述制备方法为：以全氟聚醚环氧树脂为添加剂、以酸酐类固化剂作为固化剂在金属表面制备环氧疏冰涂层，通过环氧疏冰涂层表面的全氟聚醚链降低涂层的表面能从而实现疏冰的目的。

本发明所述的疏冰涂层，不需要特意构建超疏水表面，而是在环氧涂料中加入了全氟聚醚环氧树脂和酸酐类固化剂，全氟聚醚环氧树脂与环氧树脂具有良好的相容性，通过全氟聚醚链迁移到环氧表面来达到降低环氧表面能的结果，让附着在其表面的冰柱容易脱落，使之具有良好的疏冰性能；同时环氧本身就拥有较好的抗腐蚀性能，而当环氧表面有全氟聚醚链后环氧本身的抗腐蚀性能会进一步上升；而酸酐类固化剂可以有效减少环氧涂层内的极性基团数量，以达到环氧涂层长效稳定的目的。

本发明所述的全氟聚醚环氧树脂是一种碳主链上接枝有全氟聚醚环氧和环氧的一种聚合物，全氟聚醚链主要起到降低环氧表面能的作用，以达到疏冰效果，环氧可以参与固化，起到固定全氟聚醚链的作用，让全氟聚醚链不容易脱落。作为优选，所述的全氟聚醚环氧树脂选自以下一种或任意几种的结合:中化蓝天P2703、P1703、PFOA、PFOS。

作为优选，所述的环氧树脂为双酚A型、双酚F型或甘油环氧树脂。

作为优选，所述的酸酐类固化剂为马来酸酐、邻苯二甲酸酐、聚癸二酸干中的一种或任意几种的组合。

作为优选，所述的疏冰涂层为单层环氧涂层，其制备方法为：将环氧树脂与酸酐类固化剂以及稀释剂混合分散均匀后加入全氟聚醚环氧树脂粉末，其中酸酐类固化剂质量为环氧树脂质量的0.2～0.7倍，稀释剂质量为环氧树脂质量的0.4～0.8倍，全氟聚醚环氧树脂粉末质量为环氧树脂质量的0.02～0.08倍，通过超声均匀分散，再将制好的涂料涂布到金属表面，经加热固化、冷却在金属表面得到疏冰涂层。

作为进一步的优选，所述的稀释剂为乙酸乙酯。

作为进一步的优选，全氟聚醚环氧树脂粉末质量为环氧树脂质量的0.05倍。

作为进一步的优选，酸酐类固化剂质量为环氧树脂质量的0.4倍。

作为进一步的优选，固化温度为80～140℃，固化时间为2～4小时。

作为进一步的优选，所述的涂料中进一步加入固化促进剂，所述的固化促进剂选自DMP-30、三乙胺、葵二胺中的一种或任意几种的组合，所述固化促进剂的加入量为环氧树脂质量的0.5～1％。固化促进剂的加入可降低固化温度、减少固化时间。

作为优选，所述的疏冰涂层为双层环氧涂层，所述双层环氧涂层的制备方法按照如下进行：