本发明涉及超疏水材料,更具体地,涉及一种超滑自发热涂料及其制备方法。
背景技术:
1、随着国家电力事业的发展,供电电网的覆盖面积以及密度都在不断增加,线路的安全已经与我们的日常生活和工作密不可分。由于我国绝大多数的输电线路都是直接暴露在外界环境当中的,因此极易受到极端天气的影响使大面积输电线路出现覆冰现象。而输电线路覆冰易造成导线舞动、断线、倒杆(塔)、绝缘子闪络、线路跳闸、甚至使电网瘫痪等事故,严重威胁电力系统的安全运行,影响人们正常的生产和生活,从而造成巨大的经济损失和一定的社会影响。因此,改善输电线上覆冰问题具有重要意义。近年来,超疏水涂料在解决输电线路防覆冰方面受到广泛关注力。超疏水涂料的防覆冰原理是基于疏水表面的憎水性能和微观结构,水滴易从表面滚落。
2、但若长期处于极端天气环境下,过冷水滴不可避免会在超疏水表面形成冰层,且疏水表面由于微观粗糙结构对冰粘附强度较高,使得表面的冰层难以通过外界风力/振动/重力等作用下脱离表面。目前融冰方法主要为交流融冰和直流融冰,但存在融冰效率慢以及需耗费大量人力和物力等缺陷。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷,提供一种超滑自发热涂料及其制备方法,在低温环境下具有延缓覆冰和融冰的功能,进而解决了输电线路在极寒或湿寒地区易结冰/覆冰的问题,且超滑自发热涂料具有成本低廉以及融冰所需能耗低的优势。
2、为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
3、一种超滑自发热涂料,其原料包括以下质量份数的组分:10份~40份的疏水聚合物、9份~12份的疏水微米颗粒、2份~4份的疏水纳米颗粒和3份~5份的液态润滑剂;所述疏水微米颗粒和所述疏水纳米颗粒均分散在所述疏水聚合物中;所述液态润滑剂包覆在所述疏水微米颗粒和所述疏水纳米颗粒的表面;所述疏水微米颗粒和/或所述疏水纳米颗粒包括自发热粒子;所述自发热粒子遇水放热。
4、本发明还公开了一种如上述的超滑自发热涂料的制备方法,包括以下步骤:
5、将疏水微米颗粒、疏水纳米颗粒和分别与液态润滑剂混合,得到表面具有所述液态润滑剂的所述疏水微米颗粒和表面具有所述液态润滑剂的所述疏水纳米颗粒;
6、将所述表面具有所述液态润滑剂的所述疏水微米颗粒和所述表面具有所述液态润滑剂的所述疏水纳米颗粒与疏水聚合物混合,得到所述自发热超疏水涂料。
7、实施本发明实施例,将具有如下有益效果:
8、本发明实施例的超滑自发热涂料,通过引入疏水微米颗粒和疏水纳米颗粒,构筑具有超疏水表面的粗糙微纳结构,利用具有超疏水表面的微纳粗糙结构的毛细作用稳定液态润滑剂,使液态润滑剂覆盖在粗糙微纳结构表面形成稳定连续的覆盖表面。通过引入疏水聚合物,使粗糙微纳结构表面的液态润滑剂渗出至疏水聚合物的疏水表面形成超滑涂层,由于超滑涂层的流动性和润滑性,水滴可以在结冰前滑落,通过减少水滴附着,抑制结冰形成以及降低冰附着力,从而起到防冰效果。由于水滴在滑落的过程中会损耗部分液态润滑剂,导致液态润滑剂在防冰过程中不断减少,因此通过引入自发热粒子,当水滴在过冷疏水聚合物表面上结霜或结冰时,水分子渗透至疏水聚合物中与自发热粒子接触,利用自发热粒子遇水放热的特性,促进冰的融化,从而在无需通电加热的条件下实现除冰的效果。因此,本发明实施例的超滑自发热涂料兼具超滑性和自发热特性,在低温环境下具有延缓覆冰和融冰的功能,进而解决了输电线路在极寒或湿寒地区易结冰/覆冰的问题,保证输电线路的运行安全性和稳定性,且超滑自发热涂料具有成本低廉以及融冰所需能耗低的优势。
1.一种超滑自发热涂料,其特征在于,其原料包括以下质量份数的组分:
2.根据权利要求1所述的超滑自发热涂料,其特征在于,所述液态润滑剂占所述超滑自发热涂料的质量比为5%~20%;
3.根据权利要求1所述的超滑自发热涂料,其特征在于,所述液态润滑剂包括羟基硅油、乙烯基硅油和环氧基硅油中的一种或两种以上;
4.根据权利要求1所述的超滑自发热涂料,其特征在于,所述疏水微米颗粒包括第一疏水微米颗粒和第二疏水微米颗粒;
5.根据权利要求4所述的超滑自发热涂料,其特征在于,所述疏水纳米颗粒包括以下质量份数的组分:
6.根据权利要求5所述的超滑自发热涂料,其特征在于,所述具有微纳多孔结构的粒子的粒径为5μm~50μm;
7.根据权利要求5所述的超滑自发热涂料,其特征在于,所述第一疏水改性剂、所述第二疏水改性剂和所述第三疏水改性剂分别包括氟硅烷改性剂、长链烷胺和硅烷偶联剂中的一种或两种以上;
8.根据权利要求1所述的超滑自发热涂料,其特征在于,所述疏水聚合物包括以下质量份数的组分:
9.根据权利要求8所述的超滑自发热涂料,其特征在于,所述粘合剂包括环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂中的一种或两种以上;
10.一种如权利要求1~9中任意一项所述的超滑自发热涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: