[发明专利]一种电热自润滑防除冰涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种电热自润滑防除冰涂料及其制备方法和应用，属于防除冰材料技术领域。本发明提供的电热自润滑防除冰涂料，包括A组分和B组分，通过A组分和B组分中各原料之间的相互作用，使电热自润滑防除冰涂层在基于优异的自润滑性能的基础上，能够延缓表面结冰，降低覆冰在表面附着强度；对涂层施加较小的电压，即可快速升温，实现涂层表面的融冰除冰的目的。并且，本发明提供的电热自润滑防除冰涂料生产工艺简单，所需成本低，能够满足工业化生产需求。

技术领域

本发明涉及防除冰材料技术领域，尤其涉及一种电热自润滑防除冰涂料及其制备方法和应用。

背景技术

冬季结冰往往给人们的日常生产、生活带来诸多不便，有时候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严重影响机械部件的工作效率及使用寿命，甚至引起人员伤亡事故。特别是2008年南方冰雪灾害，让我们认识到积冰对输电线路的危害。覆冰使细的电线变成了大重量的“冰柱”，使支撑高压线的铁塔加大了负重，严重的导致塔杆倾倒、断裂，造成整个电网停电。由此可见，覆冰危害巨大，防结冰以及快速除冰技术关系到国计民生的各个方面。

目前，主要有4种除冰方法：①机械除冰，通过人工或适当的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，通过对基材表面涂撒防结冰剂，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，环境污染大。③加热除冰，通过对基材表面加热除冰，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，是通过改变基材表面的润湿特性，减小冰对基材表面的附着力和表面的覆冰量，此种方法简便、成本低，冰对基材表面附着力小，容易清除积冰，即使在低温条件下人工除冰时，工作难度可大为减少。

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大大降低覆冰强度，但不能真正的做到防结冰。中国专利201510473839.1和专利201710237931.7分别报道了电热除冰的方法，均是利用表涂层的疏水效果和底涂层电加热综合防除冰，但成本高，工艺繁琐，大面积使用困难。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种电热自润滑防除冰涂料及其制备方法和应用。本发明提供的电热自润滑防除冰涂层具有优异的自润滑性能，低冰粘附强度，能耗低，电热效果好，可实现涂层快速升温融冰除冰。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种电热自润滑防除冰涂料，包括A组分和B组分，

所述A组分包括以下重量百分比的成分：

所述B组分为多异氰酸酯、脂肪族多胺和芳香族多胺中的一种或多种；

所述A组分和B组分的重量比为5:1～10:1。

优选地，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、有机硅改性丙烯酸酯树脂、有机硅改性丙烯酸树脂、有机硅改性环氧树脂、有机硅改性聚氨酯树脂和PEVE树脂中的一种或两种。

优选地，所述防冰润滑剂为二硫化钼、鳞片石墨、氟化石墨、石蜡、氟化石蜡、聚乙烯蜡、聚酰胺蜡、液体石蜡、聚烯烃、聚氧化乙烯、聚二甲基硅氧烷、长链烷烃和全氟醇中的一种或多种。

优选地，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。

优选地，所述有机溶剂为甲苯与丙二醇二甲醚的混合物。