本发明专利技术提供了一种自调控光热防冰除冰涂料及涂层，属于防冰除冰技术领域。本发明专利技术提供的自调控光热防冰除冰涂料包括以下质量百分含量的组分：树脂预聚体60～90％；热敏变色染料微胶囊10～40％；所述热敏变色染料微胶囊包括囊壁和囊芯，所述囊芯的成分包括热敏变色染料和高级脂肪醇；所述囊壁的成分为聚合物。在本发明专利技术中，热敏变色染料使得涂料在冬季0℃以下低温条件下呈深色，具有高光热转换效率，起到防冰除冰的效果；在夏季高温条件下呈浅色，具有低光热转换效率，避免过度加热的情况。本发明专利技术热敏变色染料微胶囊中含有高级脂肪醇，其在光热转换的过程中存在相变，能够有效地通过相变能进行吸热放热，达到延迟表面降温结冰的效果。效果。效果。
【技术实现步骤摘要】
一种自调控光热防冰除冰涂料及涂层
[0001]本专利技术涉及防冰除冰
，特别涉及一种自调控光热防冰除冰涂料及涂层。
技术介绍
[0002]结冰是自然界中一种常见的现象，对交通运输、能源传输以及风力发电的等行业带来安全隐患，影响设备原有性能，严重时会带来经济损失或人员伤亡。因此，发展防冰除冰技术势在必行。传统的除冰方法包括机械除冰、融雪剂除冰、电加热除冰等。其中热除冰是一种常见的除冰方法。传统的热除冰方法使用焦耳热效应或者热吹风的方法融化积冰，需要消耗大量电能。
[0003]近年来，可以将光能转化为热能的光热涂层在防冰除冰领域的应用受到广泛关注。光热防冰除冰涂层在除冰过程中仅消耗太阳能，不需要额外供电，是一类经济适用且环境友好的防冰除冰方法。然而此类光热材料多为黑色或深色高光热转化效率的涂料，其化学组成多包括碳材料、SiC、四氧化三铁等，在夏季高温高光强气候下存在过度加热的情况，会缩短涂层的使用寿命，加剧城市热岛效应。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种自调控光热防冰除冰涂料及涂层，本专利技术提供的自调控光热防冰除冰涂料能够根据使用温度自调控光热转化性能，在低温时具有高光热转化性能，起到防冰除冰功能，在高温时具有低光热转化性能，避免过度加热现象。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种自调控光热防冰除冰涂料，包括以下质量百分含量的组分：
[0007]树脂预聚体
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60～90％；
[0008]热敏变色染料微胶囊
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10～40％；
[0009]所述热敏变色染料微胶囊包括囊壁和囊芯，所述囊芯的成分包括热敏变色染料和高级脂肪醇；所述囊壁的成分为聚合物。
[0010]优选的，所述热敏变色染料包括结晶紫内酯、2
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苯氨基
‑3‑
甲基
‑6‑
二丁基荧烷、双酚A和α
‑
萘酚中的一种或几种。
[0011]优选的，所述热敏变色染料中还包括硬脂酸。
[0012]优选的，所述高级脂肪醇包括十二醇、十四醇和十六醇中的一种或几种；
[0013]所述热敏变色染料与高级脂肪醇的质量比为2～6:300。
[0014]优选的，所述热敏变色染料微胶囊的粒径为500nm～10μm，所述囊壁的厚度为10～200nm。
[0015]优选的，所述树脂预聚体为水性环氧树脂预聚体、水性聚氨酯预聚体、无溶剂环氧树脂预聚体和有机硅树脂预聚体中的一种或几种；
[0016]所述聚合物为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙酸乙烯酯中的一种或几种。
[0017]优选的，所述热敏变色染料微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
[0018]将囊芯成分、囊壁成分和有机溶剂混合，得到油相；
[0019]将表面活性剂与水混合，得到水相；
[0020]将所述油相加至所述水相中，搅拌混合，得到热敏变色染料微胶囊。
[0021]优选的，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯醇、阿拉伯树胶、吐温80和司班20中的一种或几种；
[0022]所述水相中表面活性剂的质量浓度为0.1～5％。
[0023]本专利技术提供了一种自调控光热防冰除冰涂层，由上述自调控光热防冰除冰涂料固化得到。
[0024]优选的，所述固化的温度为40～80℃，时间为4～24h。
[0025]本专利技术提供了一种自调控光热防冰除冰涂料，包括以下质量百分含量的组分：树脂预聚体60～90％；热敏变色染料微胶囊10～40％；所述热敏变色染料微胶囊包括囊壁和囊芯，所述囊芯的成分包括热敏变色染料和高级脂肪醇；所述囊壁的成分为聚合物。本专利技术在树脂预聚体中加入热敏变色染料微胶囊，热敏变色染料微胶囊中含有热敏变色染料，热敏变色染料的加入使得涂料在冬季0℃以下低温条件下呈深色，具有高光热转换效率，起到防冰除冰的效果；在夏季高温条件下呈浅色，具有低光热转换效率，避免过度加热加速老化的情况。本专利技术热敏变色染料微胶囊中含有高级脂肪醇，其在光热转换的过程中存在相变，能够有效地通过相变能进行吸热放热，达到延迟表面降温结冰的效果。
附图说明
[0026]图1为实施例1所得热敏变色染料微胶囊的SEM图片；
[0027]图2为实施例2所得热敏变色染料微胶囊的壁厚图片；
[0028]图3为实施例1所得自调控光热防冰除冰涂层在
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20℃、30℃下的实物图片
[0029]图4为不同涂层模拟太阳光源照射条件下温度随时间变化曲线；
[0030]图5为实施例1所得自调控光热防冰除冰涂层不同时间下的融化情况；
[0031]图6为实施例2～6所得自调控光热防冰除冰涂料固化后的实物图。
具体实施方式
[0032]本专利技术提供了一种自调控光热防冰除冰涂料，包括以下质量百分含量的组分：
[0033]树脂预聚体
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60～90％；
[0034]热敏变色染料微胶囊
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10～40％；
[0035]所述热敏变色染料微胶囊包括囊壁和囊芯，所述囊芯的成分包括热敏变色染料和高级脂肪醇；所述囊壁的成分为聚合物。
[0036]以质量百分含量计，本专利技术提供的自调控光热防冰除冰涂料包括60～90％的树脂预聚体，优选为70～80％。在本专利技术中，所述树脂预聚体优选为水性环氧树脂预聚体、水性聚氨酯预聚体、无溶剂环氧树脂预聚体和有机硅树脂预聚体中的一种或几种。本专利技术对所述树脂预聚体的具体组成和制备方法没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的组成和制备方法即可。
[0037]以质量百分含量计，本专利技术提供的自调控光热防冰除冰涂料包括10～40％的热敏变色染料微胶囊，优选为20～30％。在本专利技术中，所述热敏变色染料微胶囊包括囊壁和囊
芯，所述囊芯的成分包括热敏变色染料和高级脂肪醇；所述囊壁的成分为聚合物。
[0038]在本专利技术中，所述热敏变色染料优选包括结晶紫内酯、2
‑
苯氨基
‑3‑
甲基
‑6‑
二丁基荧烷、双酚A和α
‑
萘酚中的一种或几种。
[0039]在本专利技术中，所述热敏变色染料中还优选包括硬脂酸。在本专利技术中，所述硬脂酸在温度变化过程中参与染料体系的电子得失，调控染料颜色变化。在本专利技术中，所述硬脂酸在热敏变色染料中的质量百分含量优选为0.33～1.63％，更优选为0.45～0.95％。
[0040]在本专利技术中，所述高级脂肪醇包括十二醇、十四醇和十六醇中的一种或几种。在本专利技术中，所述热敏变色染料与高级脂肪醇的质量比优选为2～6:300，更优选为3～5:300。在本专利技术中，所述囊芯的组成优选为2
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苯氨基
‑3‑
甲基
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自调控光热防冰除冰涂料，包括以下质量百分含量的组分：树脂预聚体60～90％；热敏变色染料微胶囊10～40％；所述热敏变色染料微胶囊包括囊壁和囊芯，所述囊芯的成分包括热敏变色染料和高级脂肪醇；所述囊壁的成分为聚合物。2.根据权利要求1所述的自调控光热防冰除冰涂料，其特征在于，所述热敏变色染料包括结晶紫内酯、2
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苯氨基
‑3‑
甲基
‑6‑
二丁基荧烷、双酚A和α
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萘酚中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的自调控光热防冰除冰涂料，其特征在于，所述热敏变色染料中还包括硬脂酸。4.根据权利要求1或2所述的自调控光热防冰除冰涂料，其特征在于，所述高级脂肪醇包括十二醇、十四醇和十六醇中的一种或几种；所述热敏变色染料与高级脂肪醇的质量比为2～6:300。5.根据权利要求1或2所述的自调控光热防冰除冰涂料，其特征在于，所述热敏变色染料微胶囊的粒径为500nm～10μm，所述囊壁的厚度为10～200nm。6....
【专利技术属性】
技术研发人员：周峰，吴杨，刘钰博，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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