[发明专利]一种层层自组装光热透明防冰材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种层层自组装光热透明防冰材料的制备方法，对经过处理的基底依次进行聚阴离子溶液和聚阳离子溶液浸泡并重复浸泡几次，聚阴离子和聚阳离子通过静电吸引作用搭建涂层。本发明实现了光热透明防冰材料的自组装，使得制备得到的光热透明防冰材料结构和厚度具有可控性，为平衡透光率和光热效应提供了有效的解决途径。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种层层自组装光热透明防冰材料的制备方法。

背景技术

聚吡咯(PPy)具有较高的电导率、良好的化学和环境稳定性，使得其在传感器、防腐材料以及储能材料等领域有着广泛的应用。特别是最近发现聚吡咯纳米粒子还具有较强的近红外光(700～1200nm)吸收能力和出色的光热稳定性等性质，覆盖和堆积在车辆，飞行器和机器上的大量冰霜会造成严重的经济损失，能源消耗，更严重的是会造成危及生命的安全问题。目前常用的除冰策略都是基于机械，化学和电加热的方式。这些除冰方法，不仅会造成人力物力的浪费，而且会对自然环境带来一定程度的污染和危害。太阳能是一种很有前途的清洁可再生能源，可以在不依赖化石能源的情况下，为涉及人类发展和经济生产力的许多过程提供丰富和可持续的能源。传统的光热材料在保证光热效果的同时往往会对透光性进行忽略，窗户，挡风玻璃，电子显示屏和太阳能电池，为了美观和获得更宽广视野在建筑上安装的大面积玻璃表面的覆冰和结霜问题急需解决。在保证光热效果的同时又能够保持可见光高透过率的使一个迫切需要解决的挑战性问题。

目前实际生活中常用的防冰策略主要包括机械除冰、化学除冰或电热除冰等方法，这些方法会造成环境的污染和能源的浪费。研究人员进一步构造离子丰富的超疏水表面除冰，超疏水表面旨在去除表面凝结水，而离子丰富涂层可以降低冰核温度和延缓冻结，但在低温这种除冰方法并不能够有效除冰。进一步研究，采用自修复润滑表面的水凝胶涂层，但是这种机械性能差的水凝胶，使用寿命短，限制了进一步的实际应用。

发明内容

为此，本发明提供一种层层自组装光热透明防冰材料的制备方法，实现了光热透明防冰材料的自组装，使得制备得到的光热透明防冰材料结构和厚度具有可控性，为平衡透光率和光热效应提供了有效的解决途径。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种层层自组装光热透明防冰材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)对基底进行预处理；

(2)用聚阴离子溶液对经步骤(1)预处理后的基底进行浸泡处理；

(3)将经步骤(2)处理后得到的基底用去离子水冲洗干净，然后用纯度大于99.999％的氮气吹干；

(4)用聚阳离子溶液对经步骤(3)处理后得到的基底进行浸泡；

(5)将经步骤(4)处理后得到的基底用去离子水冲洗干净，然后用纯度大于99.999％的氮气吹干；

(6)依次重复步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)和步骤(5)的操作3～10次，即可完成层层自组装光热透明防冰材料的制备。

上述制备方法，在步骤(4)中，聚阳离子溶液为质量浓度为0.1％～10％的聚吡咯溶液，配制聚吡咯溶液所用聚吡咯纳米颗粒通过如下步骤制得：

I)将稳定剂与水混合溶解，得到混合液A；

II)向混合液A中加入氧化剂和吡咯单体得到混合液B，搅拌混合液B后得到混合液C，将混合液C处理后得到聚吡咯纳米颗粒。

上述制备方法，所述混合液A中稳定剂的质量分数为0.1％～10％。

上述制备方法，所述稳定剂为聚乙烯醇，氧化剂为三氯化铁。

上述制备方法，所述混合液B中吡咯单体与三氯化铁的摩尔比为1:1～1:9。