本發(fā)明涉及抗結(jié)冰親水涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種有機(jī)-無機(jī)雜化抗結(jié)冰親水涂料。

背景技術(shù)：

抗結(jié)冰主要采用在鋁箔表面超疏水處理的方法來實(shí)現(xiàn)。公開號(hào)為CN103013316A的“一種超耐候耐磨防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料及其制備方法”中的有機(jī)-無機(jī)涂料體系中，用氟碳樹脂和聚酯樹脂為成膜物，輔用納米填料和分散劑制備的耐磨耐候防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料。2010年，美國哈佛大學(xué)研究人員開發(fā)了一種含氟的超疏水納米涂層，由于這種材料與水滴的接觸面積減小，能夠防止水滴侵入，即使形成冰后其底座也極不牢固，因此極易去除。公開號(hào)為CN104087086A的“一種有機(jī)-無機(jī)雜化涂料的親水鋁箔及其制備方法和應(yīng)用”中用親水聚合物作成膜劑，摻雜以四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷或四乙氧基鈦為原料制備的無機(jī)納米粒子，并加入交聯(lián)劑，加水稀釋超聲分散均勻得到有機(jī)-無機(jī)雜化親水鋁箔涂料?，F(xiàn)有技術(shù)的缺陷：現(xiàn)有技術(shù)提供的是處理材料抵抗凍雨等外來過冷液體結(jié)冰附著的方法，對(duì)于過冷表面上因空氣中水汽冷凝冷凍或凝華而產(chǎn)生的冰未提出有效的解決方案。

因此，實(shí)有必要提供一種新的有機(jī)-無機(jī)雜化抗結(jié)冰親水鋁箔涂料來克服上述技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種能同時(shí)滿足防腐、親水與抗結(jié)冰性能的有機(jī)-無機(jī)雜化抗結(jié)冰親水鋁箔涂料。

本發(fā)明一種有機(jī)-無機(jī)雜化抗結(jié)冰親水鋁箔涂料，包括面涂；所述面涂組分由于下列重量份的組份組成：

優(yōu)選的，所述水性丙烯酸類樹脂是按丙烯酸類單體和水按質(zhì)量比1：2-1：5配制成單體溶液于50-90℃的恒溫水浴，攪拌后，2h滴加完引發(fā)劑，再升高溫度2℃，保溫1h后即所得；

其中，所述水性丙烯酸類樹脂中的所述丙烯酸類單體為(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、丙烯酰胺中的一種或多種；所述的引發(fā)劑是過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀中的一種。

優(yōu)選的，所述納米溶膠是按醇和水按質(zhì)量比1：3-3：1配制成溶劑，將硅氧烷與所述溶劑按質(zhì)量比1：2-1：4混合于40‐90℃的恒溫水浴，充分?jǐn)嚢韬螅?0min滴加完催化劑，保溫2h后所得；

其中，所述納米溶膠中的所述醇為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇和異丁醇中的一種；所述硅氧烷為四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷和正硅酸乙酯中的一種或多種；所述催化劑為鹽酸、硝酸、硼酸、硫酸、氨水、碳酸氫鈉或氫氧化鈉中的一種。

優(yōu)選的，所述面涂中的：

所述的硅酸鈉為pH＝14的強(qiáng)堿性水溶液；

所述的聚乙二醇是分子量為400、800、1200、2000、4000中的一種或多種；

所述硅烷偶聯(lián)劑為γ‐氨丙基三乙氧基硅烷、γ‐縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ‐甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一種或多種；

所述溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚中的一種或多種。

所述表面活性劑為烷基二苯醚磺酸鹽或硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽或硫酸鹽、烷基磺酸鹽或硫酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚(磺酸鹽或硫酸鹽)中的一種或多種。

所述pH調(diào)節(jié)劑為氨水、N，N-二甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氫氧化鈉中的一種或多種。

優(yōu)選的，還包括底涂組分，所述底涂組分由于下列重量份的組份組成：

優(yōu)選的，所述底涂組份中：

所述丙烯酸改性環(huán)氧樹脂是取一定量的E系列環(huán)氧樹脂加入溶劑于四口燒瓶中，在通氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，加熱至60～90℃下，攪拌使環(huán)氧樹脂完全溶解后，升高溫度至110-130℃，將稱取的丙烯酸類單體及引發(fā)劑的混合液在180min內(nèi)滴加完，保溫1h后，將剩余的引發(fā)劑滴加完，再保溫2-3h后得到；

所述丙烯酸改性環(huán)氧樹脂中：所述E系列環(huán)氧樹脂為E-51、E-44、E-20、E-12中的一種或多種；所述溶劑為丙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的一種或多種；所述丙烯酸類單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸異冰片酯中的一種或多種；所述引發(fā)劑為過氧化醋酸叔戊酯。

優(yōu)選的，所述底涂組份中：所述無機(jī)鹽溶液為10％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鉬酸鹽溶液、鈦鹽溶液、磷鉬酸鹽溶液中的一種或多種；所述助劑為流平劑、潤濕劑、分散劑、偶聯(lián)劑中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述底涂組份中：所述溶劑為甲醇、乙醇、正丁醇、異丙醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、二乙二醇乙醚或二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇丁醚中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述底涂組份中：所述固化劑為含氮衍生物和多羥基醇、水溶性氨基樹脂；所述含氮衍生物包括具有β-羥烷基酰胺結(jié)構(gòu)式的物質(zhì)，具體包括氰特公司的1171，1174；所述多羥基醇包括分子結(jié)構(gòu)中含有三個(gè)或以上羥基的水溶性多元醇，具體包括甘油及聚合度為2-50的聚合甘油、三羥甲基丙烷及二聚體、季戊四醇及二聚體中的至少一種。

優(yōu)選的，所述底涂組份中：所述pH調(diào)節(jié)劑為鹽酸、硝酸、硼酸、硫酸、磷酸中的一種或多種。

與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，1、所制備的空調(diào)鋁箔具有多種實(shí)用性功能，能夠同時(shí)滿足防腐性、親水性與抗結(jié)冰性能；2、面涂采用無機(jī)有機(jī)雜化體系，具有超親水性能。3、面涂用水性丙烯酸類樹脂、無機(jī)納米粒子、硅酸鈉、聚乙二醇在鋁箔表面制備一層微納二元粗糙結(jié)構(gòu)，復(fù)配防腐底涂在表面形成一層鹽溶液，降低了過冷表面上因水汽冷凝、凝華成冰的冰點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了制備的有機(jī)-無機(jī)雜化親水鋁箔在較低溫度下仍不結(jié)冰的特性。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

1、無機(jī)納米粒子的制備

將甲醇和水按質(zhì)量比1：2配制成溶劑，四乙氧基硅烷與所述溶劑按質(zhì)量比1：2混合于40‐90℃的恒溫水浴，充分?jǐn)嚢韬螅?0min滴加完鹽酸催化劑，保溫2h后即得到納米溶膠。

2、水性丙烯酸類樹脂的制備

將丙烯酸和丙烯酰胺與水按質(zhì)量比1：4.5配制成單體溶液于50-90℃的恒溫水浴，充分?jǐn)嚢韬螅?h滴加完過硫酸銨溶液，再升高溫度2℃，保溫1h后即得到水性丙烯酸類樹脂。

3、有機(jī)-無機(jī)雜化抗結(jié)冰親水面涂的制備

基礎(chǔ)配方(質(zhì)量份)：水性丙烯酸類樹脂10-40，硅酸鈉10-45，納米溶膠10-20，聚乙二醇1-3.5，γ‐氨丙基三乙氧基硅烷1-6，溶劑4-8，N，N-二甲基乙醇胺0.4-1.5，表面活性劑0.5-3，去離子水為余量。

制備方法：

按基礎(chǔ)配方，依次將自水性丙烯酸類樹脂、納米溶膠、硅酸鈉、聚乙二醇、γ‐氨丙基三乙氧基硅烷及表面活性劑加入容器中進(jìn)行機(jī)械攪拌，然后用N，N-二甲基乙醇胺將pH值調(diào)為11-13，并且持續(xù)攪拌30min以上，并可得到有機(jī)-無機(jī)雜化抗結(jié)冰面涂，所得面涂涂料白色透明。

4、丙烯酸改性環(huán)氧樹脂的制備

稱取一定量的E-44環(huán)氧樹脂加入適量的丙二醇甲醚于四口燒瓶中，在通氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，加熱至60～90℃下，攪拌使環(huán)氧樹脂完全溶解后，升高溫度至110-130℃，將稱取的丙烯酸和甲基丙烯酸異冰片酯及引發(fā)劑過氧化醋酸叔戊酯的混合液在180min內(nèi)滴加完，保溫1h后，將剩余的引發(fā)劑過氧化醋酸叔戊酯滴加完，再保溫2-3h后得到丙烯酸改性環(huán)氧樹脂。

5、有機(jī)-無機(jī)雜化抗結(jié)冰底涂的制備

基礎(chǔ)配方(質(zhì)量份)：丙烯酸改性環(huán)氧樹脂40-65，鉬酸鹽溶液5-10，鈦鹽溶液5-10，助劑0.1-1，固化劑1-4.5，5％鹽酸溶液2-10，丙二醇丁醚1-4，正丁醇1-2，去離子水為余量。

制備方法：

按基礎(chǔ)配方，依次將各組分加入到容器中進(jìn)行機(jī)械攪拌，待充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笥胮H調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH為3.5-4.5，再攪拌30min后得到有機(jī)-無機(jī)雜化抗結(jié)冰底涂。

6、有機(jī)-無機(jī)雜化抗結(jié)冰親水鋁箔的制備

將上述制備的有機(jī)-無機(jī)雜化抗結(jié)冰底涂采用輥涂的方法涂覆于經(jīng)過脫脂劑清洗和去離子水洗的鋁箔表面，在60-80℃溫度下固化10-20s，再涂覆一層有機(jī)-無機(jī)雜化抗結(jié)冰親水面涂，在20-250℃的溫度下固化15-35s，即得到具有防腐和抗結(jié)冰功能的親水鋁箔。

檢測(cè)環(huán)境:溫度-20℃；濕度99％；效果對(duì)比如下表：

表1

與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，1、所制備的空調(diào)鋁箔具有多種實(shí)用性功能，能夠同時(shí)滿足防腐性、親水性與抗結(jié)冰性能；2、面涂采用無機(jī)有機(jī)雜化體系，具有超親水性能。3、面涂用水性丙烯酸類樹脂、無機(jī)納米粒子、硅酸鈉、聚乙二醇在鋁箔表面制備一層微納二元粗糙結(jié)構(gòu)，復(fù)配防腐底涂在表面形成一層鹽溶液，降低了過冷表面上因水汽冷凝、凝華成冰的冰點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了制備的有機(jī)-無機(jī)雜化親水鋁箔在較低溫度下仍不結(jié)冰的特性。

以上所述的僅是本發(fā)明的實(shí)施方式，在此應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出改進(jìn)，但這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。