一种防覆冰涂料及其制备方法与流程

本发明属于聚合物及功能涂料，具体涉及一种防覆冰涂料及其制备方法。

背景技术：

1、冷表面上结冰问题是影响电力输电线、塔架、高铁受电弓及支架、风力发电叶片、天线、飞行器、船舶和地面交通工具等设备正常运行的主要问题之一，防覆冰材料的使用能够降低冷表面上结冰问题带来的影响。

2、防覆冰材料主要是通过引入低表面能的疏水表面从而达到降低表面对水的附着，防止结冰。有机硅因其具有疏水低表面能的特性在防覆冰材料中具有广泛的应用。如公开号为cn102190935a的中国发明专利申请文件中公开了一种防覆冰涂料，通过采用有机硅改性聚丙烯酸钠聚合物，利用有机硅的强疏水性提高防覆冰性能。但单纯的采用乙烯基硅烷偶联剂共聚物的防覆冰性能仍有待进一步改善。公开号为cn102757708a的中国发明专利申请文件中公开了采用含poss的聚丙烯酸酯接枝pdms共聚物以提高涂层的防冰雪能力。但其采用的原料成本较高。

3、通过引入低表面能的含氟树脂是提高涂料防覆冰性能的有效手段之一。如公开号为cn111171695 a的中国发明专利申请文件中，即公开了采用高羟基四氟烷基(甲基)丙烯酸酯聚合物和氟化石墨烯分散液以提高防冰雪附着的效果。在公开号分别为cn106433428a、cn104449317a的中国发明专利申请文件中公开了采用氟树脂乳液及氟硅烷对聚氨酯树脂进行复配使用，以达到防覆冰效果。但上述氟树脂乳液及氟硅烷与聚氨酯树脂的结合力较差，导致涂层力学性能及防覆冰耐久性较差。

4、另外，现有的防覆冰涂料普遍存在憎水迁移性较差的缺陷，长期暴露于环境中的防覆冰涂层由于污秽、潮湿、紫外线、低温等因素的影响，其憎水性及防覆冰性能会发生下降甚至丧失。

技术实现思路

1、针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种防覆冰涂料。

2、本发明的另一目的在于提供上述防覆冰涂料的制备方法。

3、本发明目的通过以下技术方案实现：

4、一种防覆冰涂料，以重量份计，包括如下成分组成：

5、羟基丙烯酸树脂20-40份；

6、端羟基含氟聚硅氧烷10-30份；

7、分散促进剂1-3份；

8、憎水迁移剂2-5份；

9、固化剂1-10份；

10、触变剂0.5-1份；

11、有机溶剂30-70份。

12、进一步地，所述羟基丙烯酸树脂为含有羟基的不饱和单体（如（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯、（甲基）丙烯酸羟丁酯等）与（甲基）丙烯酸、（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯腈、（甲基）丙烯酰胺、苯乙烯中至少一种单体的聚合物。其为本领域常用原料，可通过市场购买及常规自由基共聚方法得到。

13、进一步地，所述端羟基含氟聚硅氧烷为甲基环硅氧烷单体（如八甲基环四硅氧烷（d4））与含氟环硅氧烷单体（如三氟丙基环三硅氧烷（d3f））通过开环共聚反应得到的硅羟基封端含氟聚硅氧烷；或通过氢封端的含氟聚硅氧烷（甲基环硅氧烷单体、含氟环硅氧烷单体及氢封端剂四甲基二硅氧烷（hmm）通过开环共聚反应得到）与不饱和醇（如烯丙基醇）通过硅氢加成反应得到的醇羟基封端含氟聚硅氧烷。其为本领域常用原料，可通过市场购买及上述方法制备得到。

14、进一步地，所述分散剂促进剂包括硅烷偶联剂和聚醚硅油，其中硅烷偶联剂0.5-1.5份，聚醚硅油0.5-1.5份。

15、本发明通过采用能与羟基进行偶联的硅烷偶联剂及采用具有良好表面活性的聚醚硅油，能够显著改善羟基丙烯酸树脂与端羟基含氟聚硅氧烷的混合共聚固化效果，从而显著提高涂层力学性能。同时聚醚硅油具有良好的消泡性能，可提供消泡功能。

16、进一步地，所述硅烷偶联剂包括环氧基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂、烷基硅烷偶联剂等中的至少一种。

17、进一步地，所述憎水迁移剂为含氟环硅氧烷；优选包括三氟丙基环四硅氧烷（d4f）和三氟丙基环三硅氧烷（d3f）等中的至少一种，其结构式分别如下所示：

18、d4f，d3f。

19、本发明通过采用特定的含氟环硅氧烷作为憎水迁移剂，其同时具备聚硅氧烷和含氟化合物的疏水低表面能特性，在本发明的涂料体系中，能够长效持久的迁移至涂层表面形成超疏水薄膜，并能够将自身的憎水性迁移到污秽物表面，降低污秽物的润湿吸附，提高涂层自清洁效果及降低污秽物对涂层憎水持久性的不利影响。

20、进一步地，所述固化剂为多异氰酸酯类固化剂。本发明的固化剂能够同时参与羟基丙烯酸树脂与端羟基含氟聚硅氧烷的交联固化反应，从而提高组分相容性和涂层力学性能。

21、进一步地，所述触变剂为气相二氧化硅。

22、进一步地，所述有机溶剂包括甲苯、二甲苯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯、甲基乙基酮、四氯化碳等中的一种或多种混合溶剂。

23、本发明还提供一种上述防覆冰涂料的制备方法，包括如下制备步骤：将分散促进剂和憎水迁移剂加入到有机溶剂中混合均匀，然后依次加入羟基丙烯酸树脂、端羟基含氟聚硅氧烷和触变剂搅拌混合均匀，最后加入固化剂混合均匀，得到防覆冰涂料。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

25、（1）本发明的防覆冰涂料采用反应性的羟基丙烯酸树脂与端羟基含氟聚硅氧烷作为涂层基体，其中羟基丙烯酸树脂提供良好的附着力，羟基含氟聚硅氧烷提供良好的憎水防覆冰效果及耐候性；

26、（2）本发明的防覆冰涂料进一步采用硅烷偶联剂和聚醚硅油组成的分散促进剂，能够显著改善羟基丙烯酸树脂与端羟基含氟聚硅氧烷的混合共聚固化效果，从而显著提高涂层力学性能；

27、（3）本发明的防覆冰涂料进一步采用含氟环硅氧烷作为憎水迁移剂，其同时具备聚硅氧烷和含氟化合物的疏水低表面能特性，且与涂料基体中的含氟聚硅氧烷相容性好，能够长效持久的迁移至涂层表面形成超疏水薄膜，并能够将自身的憎水性迁移到污秽物表面，降低污秽物的润湿吸附，提高涂层自清洁效果及降低污秽物对涂层憎水持久性的不利影响。

技术特征：

1.一种防覆冰涂料，其特征在于，以重量份计，包括如下成分组成：

2.根据权利要求1所述的一种防覆冰涂料，其特征在于，所述羟基丙烯酸树脂为含有羟基的不饱和单体与（甲基）丙烯酸、（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯腈、（甲基）丙烯酰胺、苯乙烯中至少一种单体的聚合物。

3.根据权利要求1所述的一种防覆冰涂料，其特征在于，所述端羟基含氟聚硅氧烷为甲基环硅氧烷单体与含氟环硅氧烷单体通过开环共聚反应得到的硅羟基封端含氟聚硅氧烷；或通过氢封端的含氟聚硅氧烷与不饱和醇通过硅氢加成反应得到的醇羟基封端含氟聚硅氧烷。

4.根据权利要求1所述的一种防覆冰涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括环氧基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂、烷基烷偶联剂中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种防覆冰涂料，其特征在于，所述含氟环硅氧烷为三氟丙基环四硅氧烷和三氟丙基环三硅氧烷中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种防覆冰涂料，其特征在于，所述触变剂为气相二氧化硅。

7.根据权利要求1所述的一种防覆冰涂料，其特征在于，所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯、甲基乙基酮、四氯化碳中的一种或多种混合溶剂。

8.权利要求1~7任一项所述的一种防覆冰涂料的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：

技术总结
本发明属于聚合物及功能涂料技术领域，公开了一种防覆冰涂料及其制备方法。所述防覆冰涂料包括如下以重量份计的成分组成：羟基丙烯酸树脂20‑40份；端羟基含氟聚硅氧烷10‑30份；分散促进剂1‑3份；憎水迁移剂2‑5份；固化剂1‑10份；触变剂0.5‑1份；有机溶剂30‑70份。本发明的防覆冰涂料采用反应性的羟基丙烯酸树脂与端羟基含氟聚硅氧烷作为涂层基体，并进一步采用特定的分散促进剂和憎水迁移剂，同时达到良好的强度、附着力及憎水耐沾污性能，可广泛应用于电力设施、交通工具、建筑装饰的防覆冰处理。

技术研发人员：黄玉科
受保护的技术使用者：广州市希尔德新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/16