【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涂层，具体涉及一种磁场辅助定向加热涂层及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着全球对可再生能源需求的持续增长，风力发电作为清洁、可再生的能源形式，其重要性日益凸显。然而，在寒冷气候条件下，风力发电机叶片的覆冰问题成为制约风电场安全高效运行的关键因素之一。叶片覆冰不仅会导致发电效率显著下降，还可能引发机械故障，甚至对风电场的安全构成威胁。因此，风电除冰技术的研究与应用显得尤为重要。风力发电机叶片的覆冰问题在寒冷地区尤为突出，每年因覆冰导致的电量损失可达5％至25％。传统的除冰方法如机械除冰、化学除冰等存在效率低、成本高、对叶片损伤大等缺点。因此，探索新型、高效、环保的除冰技术成为风电领域的研究热点。发热涂料作为一种新型除冰材料，因其能够在低温环境下通过自身发热融化冰层，具有广阔的应用前景。
2、例如，cn109733017b中公开了含石墨烯/树脂/碳纤维改性电热层的复合材料、其制备方法和用途，其中，所述改性电热层的制备方法为：
3、(1)制备石墨烯/热塑性树脂共混物：将石墨烯和热塑性树脂粉末按比例机械搅拌30min并置于烘箱内干燥6h，在转速为300～500r/min的行星球磨机中球磨4～6h至粉料混合均匀，筛分得到石墨烯/热塑性树脂共混粉料；其中：所述行星球磨机的球磨罐材质为聚四氟乙烯塑料，磨球为直径为2～5mm的氧化锆陶瓷或硬质合金球体；所述石墨烯为经机械剥离得到的单层石墨烯和/或少层石墨烯；
4、(2)制备氧化石墨烯分散液：将氧化石墨烯粉末与分散剂按比例混合搅拌，在超声功率为
5、(3)电泳沉积制备氧化石墨烯/碳纤维单层：在经去离子水清洗过的碳纤维布两侧边缘均匀涂覆导电银胶，紧固于自动电泳沉积装置的阳极铜夹板下并置于电解液槽中，使步骤(2)中所述氧化石墨烯分散液浸没所述碳纤维布且不完全浸没所述阳极铜夹板，调节电泳沉积工艺参数进行阳极电泳沉积，得氧化石墨烯/碳纤维单层，吹干备用；其中，所述电泳沉积工艺参数包括：直流电压为15～30v，沉积时间为5～15min，沉积温度为40℃；
6、(4)制备改性电热层：将步骤(1)中所述石墨烯/热塑性树脂共混物和步骤(3)中所述氧化石墨烯/碳纤维单层平铺均匀。
7、该专利技术存在改性电热层的制备过程较为复杂，且通过该方式制备的电热层升温速率较慢无法保证快速除冰。
8、cn112745728b中还公开了一种水性微纳米石墨风电叶片除冰涂层系统的制备方法，通过在叶片内壁涂覆发热涂料，在保证快速除冰的同时减缓热量向风力发电机叶片内部空间传送，达到节能效果，但并未考虑到叶片的雷击风险，不利于叶片的正常运行。
9、综述所述，现有的发热涂料存在并未综合考虑如何快速升温除冰以及具有优异的防雷性能。
技术实现思路
1、针对现有技术中所存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种磁场辅助定向加热涂层及其制备方法和应用，以解决现有技术中，现有的发热涂料存在并未综合考虑如何快速升温除冰以及具有优异的防雷性能这一问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：本专利技术第一方面采用了如下的技术方案：一种磁场辅助定向加热涂层的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、布置导电电极
4、在承载件一表面上铺设导电电极；
5、s2、加热导热层的制备
6、将磁性石墨烯、第一助剂、稀释剂以及第一表面活性剂加入水性环氧树脂中搅拌均匀得到混合浆料；
7、后向混合浆料中加入固化剂，搅拌均匀制得加热导热涂料，将加热导热涂料涂覆在承载件上并将导电电极包覆在其间，后置于磁场强度为0.05～0.1t的磁场中磁化30～60分钟，接着将其置于20～50℃温度下固化2～6h来形成加热导热层；
8、s3、绝热层的制备
9、在加热导热层远离承载件的表面涂覆绝热泡沫来形成绝热层，后室温固化2～6h；
10、其中，所述第一助剂包括氮化硼、氧化铝和氮化铝中的至少一种。
11、优化的，所述加热导热层中各组分以质量份数计算包括：30％～50％水性环氧树脂、10％～30％磁性石墨烯、15％～25％固化剂、1％～2％第一表面活性剂、5％～15％第一助剂以及10％～35％稀释剂。
12、优化的，所述稀释剂包括水、丙酮、苯乙烯和二甲基甲酰胺中的至少一种。
13、优化的，所述水性环氧树脂包括双酚a型环氧树脂、酚醛环氧树脂、甘油醚环氧树脂和胺基环氧树脂中的至少一种。
14、优化的，所述固化剂包括间苯二胺、二已基三胺、异佛尔酮二胺、二丙烯三胺和乙二胺中的至少一种。
15、优化的，所述绝热层的厚度是10-20mm；所述加热导热层的厚度是30-500μm。
16、优化的，所述第一表面活性剂包括十二烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
17、优化的，所述磁性石墨烯包括氧化石墨烯和第二助剂，所述第二助剂包括六水三氯化铁、四水二氯化铁、四氧化三铁、锰锌铁氧体、镍锌铁氧体和钡铁氧体中的至少一种。
18、优化的，所述磁性石墨烯的制备方法如下：
19、制备浓度为2～3mg/ml的氧化石墨烯储备悬浮液；
20、取摩尔比为2:1的fecl3·6h2o和fecl2·4h2o溶解于盐酸溶液中，制备浓度为0.1～0.2mg/ml的第一混合溶液；
21、在室温下，将制备的氧化石墨烯储备悬浮液滴加到制备的第一混合溶液中来形成第二混合溶液；
22、向第二混合溶液中滴加naoh溶液，直至ph值为9～10，来获得黑色悬浮液，将黑色悬浮液加热至60～80℃，后搅拌10～30分钟；接着冷却至室温，并用去离子水多次洗涤，直至黑色悬浮液ph值达到中性，再经过过滤、干燥获得磁性石墨烯。
23、优化的，所述绝热层以质量份数计算包括：45～80份多元醇化合物、40～60份多异氰酸酯化合物、1～5份发泡剂、0.1～1份第二表面活性剂以及1～5份催化剂。
24、优化的，所述多元醇化合物包括聚醚二元醇和聚酯多元醇中的至少一种。
25、优化的，所述多异氰酸酯化合物包括二苯基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的至少一种。
26、优化的，所述发泡剂包括水、二氧化碳发泡剂、氯化氢发泡剂和氨发泡剂中的至少一种。
27、优化的，所述催化剂包括三乙醇胺和三乙烯二胺中的至少一种。
28、优化的，所述第二表面活性剂包括硅油、十二烷基苯磺酸钠和a-烯基磺酸钠中的至少一种。
29、本专利技术第二方面采用了如下的技术方案：一种磁场辅助定向加热涂层，由本专利技术第一方面所述的磁场辅助定向加热涂层的制备方法制得。
30、本专利技术第三方面采用了如下的技术方案：一种如本专利技术第二方面所述的磁场辅助定向加热本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磁场辅助定向加热涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的磁场辅助定向加热涂层的制备方法，其特征在于，所述加热导热层中各组分以质量份数计算包括：30％～50％水性环氧树脂、10％～30％磁性石墨烯、15％～25％固化剂、1％～2％第一表面活性剂、5％～15％第一助剂以及10％～35％稀释剂。
3.根据权利要求1或2所述的磁场辅助定向加热涂层的制备方法，其特征在于，所述稀释剂包括水、丙酮、苯乙烯和二甲基甲酰胺中的至少一种；
4.根据权利要求3所述的磁场辅助定向加热涂层的制备方法，其特征在于，所述磁性石墨烯的制备方法如下：
5.根据权利要求1所述的磁场辅助定向加热涂层的制备方法，其特征在于，所述绝热层以质量份数计算包括：45～80份多元醇化合物、40～60份多异氰酸酯化合物、1～5份发泡剂、0.1～1份第二表面活性剂以及1～5份催化剂。
6.根据权利要求5所述的磁场辅助定向加热涂层的制备方法，其特征在于，所述多元醇化合物包括聚醚二元醇和聚酯多元醇中的至少一种；
7.一种磁场辅助定
8.一种如权利要求7所述的磁场辅助定向加热涂层的应用，其特征在于，将所述磁场辅助定向加热涂层采用环氧树脂胶粘接固定并通电后用于除冰。
...【技术特征摘要】
1.一种磁场辅助定向加热涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的磁场辅助定向加热涂层的制备方法，其特征在于，所述加热导热层中各组分以质量份数计算包括：30％～50％水性环氧树脂、10％～30％磁性石墨烯、15％～25％固化剂、1％～2％第一表面活性剂、5％～15％第一助剂以及10％～35％稀释剂。
3.根据权利要求1或2所述的磁场辅助定向加热涂层的制备方法，其特征在于，所述稀释剂包括水、丙酮、苯乙烯和二甲基甲酰胺中的至少一种；
4.根据权利要求3所述的磁场辅助定向加热涂层的制备方法，其特征在于，所述磁性石墨烯的制备方法如下：
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁小亚，李秦良，王健，王晓天，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：
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