【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超疏水涂层，尤其是一种三维网状结构的光热防除冰超疏水涂层及其制备方法。
技术介绍
1、超疏水涂层因高的拒水性被广泛应用于水处理，生物医药，防污除污和防/除冰等领域，但脆弱的微纳结构很容易被磨损，限制了超疏水涂层在防/除冰领域的实际应用。因此，为实现超疏水涂层在航空航天，输电网和交通运输等领域的防除冰应用，必须要提高超疏水涂层的机械耐久性和稳定性。
2、目前针对超疏水涂层的机械耐久性问题主要通过模刻，电化学刻蚀和激光刻蚀等在基底表面构筑刚性装甲微结构以保护内部纳米结构免受破坏，包括柱状结构，空腔结构和互联的框架结构，可有效提高涂层整体的机械耐久性。但制备方法复杂且不能大面积制备，应用受限。采用高强度金属氧化物，碳基材料和陶瓷粉末作为微纳结构，利用高粘结强度的粘结剂提高涂层与基底之间的结合强度，通过简单喷涂法形成具有自修复能力或自相似结构的超疏水涂层，在一定程度上提高了涂层的耐久性，但是基质卓越的耐用性不能完全转化为整个涂层的机械耐久性。
技术实现思路
1、为了解决现有超疏水涂层在低温高湿环境下的局部蒸汽渗透和微结构磨损问题，本专利技术提供一种三维网状结构的光热防除冰超疏水涂层及其制备方法。
2、本专利技术提供的三维网状结构的光热防除冰超疏水涂层，制备方法如下：
3、s1、将粒径小于30nm的fe3o4加入到多巴胺(da)水溶液中，搅拌30-60min后调节溶液ph为8.5，继续搅拌2-3h后，离心分离，分离出的沉淀物真空干燥，得到的黑
4、s2、另取粒径300-500nm的fe3o4，按照步骤s1相同方法，制备得到微米核壳结构的m-fe3o4@pda。
5、s3、将步骤s1得到的n-fe3o4@pda溶于无水乙醇中，然后加入nh2-pdms-nh2，n-fe3o4@pda与nh2-pdms-nh2的用量重量比为(1.2-1.3)：2，搅拌20-24h后用乙醇清洗，真空干燥，得到完全疏水改性的纳米核壳结构颗粒，记为pn-fe3o4@pda。
6、s4、按照步骤s3相同方法，对步骤s2得到的m-fe3o4@pda进行疏水改性，m-fe3o4@pda与nh2-pdms-nh2的用量重量比为(1.2-1.3)：1，得到部分疏水改性的微米核壳结构颗粒，记为pm-fe3o4@pda。
7、s5、将丙烯酸树脂(ar)溶于乙酸丁酯溶液中，然后向溶液中加入步骤s3制备的pn-fe3o4@pda和步骤s4制备的pm-fe3o4@pda、均苯甲醛(btc)和少量步骤s2制备的m-fe3o4@pda，搅拌10-20min后，得到涂料溶液。
8、s6、将涂料溶液喷涂于基体表面，得到三维网状结构的超疏水涂层，记为ar/npfe3o4@pda涂层。
9、优选的是，步骤s1中，fe3o4与多巴胺的用量重量比为2:1。
10、优选的是，步骤s1中，采用tris-hcl缓冲液调节溶液ph为8.5。
11、优选的是，步骤s5中，pn-fe3o4@pda和pm-fe3o4@pda的总重量与丙烯酸树脂重量比为3:10。m-fe3o4@pda的用量与丙烯酸树脂的重量比为2.5:100。均苯甲醛的用量与丙烯酸树脂的重量比为1.5:100。
12、进一步优选的是，pn-fe3o4@pda和pm-fe3o4@pda的重量比为(0.5-3)：1。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：
14、(1)本专利技术利用动态亚胺键将部分疏水改性的微米核壳结构颗粒与完全疏水改性的纳米核壳颗粒串起来，在少量未改性的微米核壳颗粒氢键作用下，通过简单喷涂法制备了三维网状机械耐久稳定的光热防除冰超疏水涂层。其中，不同粒径的四氧化三铁经pda包覆后得到的n-fe3o4@pda和m-fe3o4@pda，与双氨基封端的pdms(nh2-pdms-nh2)发生席夫碱反应，将长链双氨基封端的聚二甲氧基硅烷接枝在四氧化三铁表面，形成疏水性的不同大小的核壳纳米颗粒pn-fe3o4@pda和pm-fe3o4@pda。长链nh2-pdms-nh2与btc形成动态亚胺键，促使不同粒径大小的pn-fe3o4@pda和pm-fe3o4@pda被串起来；加入少量的m-fe3o4@pda，利用m-fe3o4@pda表面的极性基团通过氢键作用将pm-fe3o4@pda颗粒之间以及颗粒与基体之间连接起来，增强颗粒与基体之间的结合强度，进一步促进三维交联网络结构的形成。
15、(2)刚性微纳米四氧化三铁经pda包覆后形成的核壳结构具有高的反应活性和光热效应，提高了nh2-pdms-nh2的接枝率，进而提高了涂层的光热除冰效应，形成的微纳米结构表面降低了冰粘附强度。而且，使用nh2-pdms-nh2进行涂层疏水改性，不仅形成交联网状涂层，而且实现了无氟改性，涂层绿色环保。
16、(3)本专利技术中选用两种不同粒径的四氧化三铁，纳米级四氧化三铁起到超疏水作用，而微米级四氧化三铁的引入提供了微米级结构，保护纳米结构免受磨损，以此提高涂层的耐磨性。
17、(4)通过调节微纳米颗粒添加比例可以实现凝结液滴的自驱离和水滴的自外向里冻结，提高涂层的光热防除冰性能。
18、(5)本专利技术的涂层制备过程简单，通过简单的混合即可得到三维交联网络结构；且通过简单的喷涂法即可实现大面积制备放除冰超疏水涂层。
19、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种三维网状结构的光热防除冰超疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的三维网状结构的光热防除冰超疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中，Fe3O4与多巴胺的用量重量比为2:1。
3.如权利要求1所述的三维网状结构的光热防除冰超疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中，采用Tris-HCl缓冲液调节溶液pH为8.5。
4.如权利要求1所述的三维网状结构的光热防除冰超疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤S5中，Pn-Fe3O4@PDA和Pm-Fe3O4@PDA的总重量与丙烯酸树脂重量比为3:10。
5.如权利要求4所述的三维网状结构的光热防除冰超疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤S5中，Pn-Fe3O4@PDA和Pm-Fe3O4@PDA的重量比为(0.5-3)：1。
6.如权利要求1所述的三维网状结构的光热防除冰超疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤S5中，m-Fe3O4@PDA的用量与丙烯酸树脂的重量比为2.5:100。
7.如权利要求1所述的三维网状结构的光热防除冰超
8.一种三维网状结构的光热防除冰超疏水涂层，其特征在于，采用如权利要求1-7任意一项所述制备方法制成。
...【技术特征摘要】
1.一种三维网状结构的光热防除冰超疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的三维网状结构的光热防除冰超疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤s1中，fe3o4与多巴胺的用量重量比为2:1。
3.如权利要求1所述的三维网状结构的光热防除冰超疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤s1中，采用tris-hcl缓冲液调节溶液ph为8.5。
4.如权利要求1所述的三维网状结构的光热防除冰超疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤s5中，pn-fe3o4@pda和pm-fe3o4@pda的总重量与丙烯酸树脂重量比为3:10。
5.如权利要求4...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。