超疏水煤矸石光热涂层的制备及防覆冰性能

摘要

通过十二胺（DDA）与多巴胺（DA）的迈克尔加成反应原位修饰煤矸石，制备了超疏水煤矸石光热涂层.该涂层具有优异的防冰和除冰性能,为煤矸石废弃物的改性和资源化利用提供了新方案.结果表明,煤矸石与聚多巴胺的光热协同效应使得涂层表面温度能够达到90.2℃（太阳光照强度为1.0 kW/m²）.同时,由于多级结构和低表面能烷基长链的协同作用,涂层表面的水接触角高达（157±0.8）°,滚动角低至（3.2±0.3）°.在-15℃的低温环境中,涂层表面水滴冻结延迟时间是无涂层材料的38.3倍.此外,由于涂层具有光热转换特性,涂层表面的覆冰在1.0 kW/m²的太阳光照强度下仅需80 s即可快速融化,证明其具有优异的被动防冰和主动除冰特性.重要的是,涂层还具有优异的自清洁性能、机械稳定性和化学稳定性.该多功能光热涂层在煤矸石高值化利用和工程材料绿色防护方面具有重要应用前景.

关键词

煤矸石改性 / 光热转换 / 超疏水涂层 / 防覆冰