[发明专利]一种超疏水光热防冰涂层材料、制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种超疏水光热防冰涂层材料、制备方法及应用，涉及涂层材料技术领域，所述超疏水光热防冰涂层材料的制备方法包括：将预处理后的玉米芯经加热炭化后得到玉米芯炭；利用KOH固体对所述玉米芯炭进行改性处理，得到改性玉米芯炭；将所述改性玉米芯炭与铁盐混合、干燥后，在反应气氛中进行热处理，得到Fesubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;负载的改性玉米芯生物炭；将所述Fesubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;负载的改性玉米芯生物炭与粘结剂混合后，得到超疏水光热防冰涂层材料。与现有技术比较，本发明的超疏水光热防冰涂层材料对环境友好、防冰性能优异且具有光热转换特性。

技术领域

本发明涉及涂层材料技术领域，具体而言，涉及一种超疏水光热防冰涂层材料、制备方法及应用。

背景技术

我国是农业大国，农业固体废弃物产量极大，其中富含丰富的营养物质，若没有合适的方法将其利用则会导致资源浪费。从理化性质角度分析，这些固体废弃物含碳量高且具有一定数量和种类的官能团，合理的利用废弃生物质资源可以达到以废治废的目的，而且不会对环境造成二次污染。

风电为典型的清洁能源，且风能资源具有分布广泛、绿色环保、规模效益显著等优势。然而安装在寒冷地区或高海拔地区的风力机在冬季运行时经常遭遇结冰气候，风力机在低温高湿环境下运行时会产生叶片表面覆冰现象，覆冰后不仅仅会降低风力机的发电功效，严重时也会影响结构的安全性能，即影响风电场的经济效益和稳定运行。而现有的风力机叶片除冰方法包括机械除冰法和化学药剂法等，但存在成本高、污染环境、除冰时效短等问题。

发明内容

本发明解决的问题是现有的风力机叶片除冰方法成本高、污染环境、除冰时效短。

为解决上述问题，本发明提供一种超疏水光热防冰涂层材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1，将预处理后的玉米芯经加热炭化后得到玉米芯炭；

步骤S2，利用KOH固体对所述玉米芯炭进行改性处理，得到改性玉米芯炭；

步骤S3，将所述改性玉米芯炭与铁盐混合、干燥后，在反应气氛中进行热处理，得到Fe₃O₄负载的改性玉米芯生物炭；

步骤S4，将所述Fe₃O₄负载的改性玉米芯生物炭与粘结剂混合后，得到超疏水光热防冰涂层材料。

可选地，步骤S1中，所述将预处理后的玉米芯经加热炭化后得到玉米芯炭，包括：将所述玉米芯除杂并粉碎后，在氮气气氛下于400-600℃温度下炭化处理1-2h，冷却、清洗并干燥后得到所述玉米芯炭。

可选地，步骤S2中，所述利用KOH固体对所述玉米芯炭进行改性处理，包括：

步骤S21，将所述KOH固体对和所述玉米芯炭混合后，在氮气气氛下于750-850℃温度下活化处理1-2.5h；

步骤S22，将所述活化处理后的预产物清洗至中性后，干燥至恒重。

可选地，步骤S21中，所述KOH固体对与所述玉米芯炭的质量比为1：1-3：1。

可选地，步骤S3中，所述所述改性玉米芯炭与铁盐混合、干燥包括：

将硝酸铁与所述改性玉米芯炭以质量比为50：1-100：1混合，并在55-65℃下搅拌12-48h，经洗涤后在40-60℃温度下真空干燥12-24h。

可选地，步骤S3中，所述在反应气氛中进行热处理，包括：

步骤S31，在氢氩气氛中加热到170-220℃并保持2-4h后加热到400-420℃，并保持2-4h，得到热处理产物；