本发明涉及一种用于防结冰、光/电热和电磁感应热除冰的超疏水织物的制备方法，属于兼具光热、电热和电磁感应热效应的超疏水织物应用领域。
背景技术：
1、结冰是一种常见的自然现象，但其在交通运输、户外活动以及日常生活中，冰的积累可能对道路、飞机、输电线和特殊工作服等造成不利影响。例如，织物在雨雪天气中容易结冰，这不仅会使衣物变得僵硬和沉重，还会降低穿着者的行动自由度和舒适度。同样，帐篷和其他户外装备在冰雪的重压下也可能面临损坏的风险。因此，研发能够抵御结冰并具备全天候除冰功能的新型织物，对于提高安全性、耐用性和舒适性具有重要意义。这种织物的开发将为户外活动提供更好的保护，同时减少因结冰带来的维护成本和潜在风险。
2、例如中国专利cn115160857 b公开了“一种被动光热除冰的超疏水防覆冰涂层及其制备方法和应用”，主要是将乙基纤维素、zif-8衍生的空心多孔碳纤维和氯化钠依次倒入无水乙醇中，经超声、搅拌后，喷涂于基材表面作为底层，待底层自然干燥固化后，将氟化二氧化硅倒入乙酸乙酯中搅拌后，喷涂于底层上作为表层，之后待表层自然干燥固化制得该涂层。该涂层既包含良好的防结冰性能，也具有出色的快速除冰效果，对防止冰害进行双重保险。例如中国专利cn 116815495a公开了“一种用于防结冰和光/电热除冰的超疏水织物的制备方法”，首先将织物进行预处理，然后将其浸泡在活化液中制得活化镍层，再将织物浸泡在镀液中进行表面镀铜镍，最后在表面均匀喷涂一层pdms溶液，制得用于防结冰和光/电热除冰的超疏水织物，兼具光热和电热双重除冰功能
3、因此，以聚合物聚吡咯和四氧化三铁颗粒为光热和电热转化材料，同时，四氧化三铁颗粒赋予织物电磁感应热的性能，以pdms(聚二甲基硅氧烷)为表面改性材料，简易制备了一种用于防结冰、光/电热和电磁感应热除冰的超疏水织物，可制备出一种防结冰和三重热转换模式的除冰织物。通过化学氧化聚合的方法在织物表面包裹一层聚吡咯，提高织物的光/电热性能和表面粗糙度，然后喷涂四氧化三铁颗粒，进一步提高织物光/电热性能的同时提升其表面粗糙度，最重要的是四氧化三铁颗粒赋予织物一定的电磁感应热性能。最后在织物表面喷涂pdms溶液对其进行疏水性修饰，制备的光/电热和电磁感应热超疏水材料有效的赋予了涤纶织物防结冰和除冰的能力。
技术实现思路
1、本发明目的是：提供一种用于防结冰、光/电热和电磁感应热除冰的超疏水织物的制备方法，采用化学氧化聚合和喷涂的简单方法在涤纶织物表面制备具有防结冰和光/电热和电磁感应热除冰的涂层，达到被动防结冰和主动自发热除冰的效果，丰富现有自发热织物的除冰方法。
2、本发明的技术方案是：
3、步骤一、制备预处理液，在室温条件下配置一定浓度的naoh溶液；
4、步骤二、制备氧化聚合溶液，在去离子水中按一定比例加入吡咯单体和盐酸得到溶液a。同样，在去离子水中按一定比例加入氯化铁和盐酸得到溶液b。最后将a和b溶液混合，得到氧化聚合溶液。
5、步骤三、制备fe3o4混合溶液，在一定质量分数的海藻酸钠水溶液中加入fe3o4纳米颗粒，并在水浴条件下搅拌，制得fe3o4混合溶液。
6、步骤四、制备pdms溶液，按照一定比例将硅胶与硅胶固化剂混合，加入正己烷稀释，并用磁力搅拌和超声进行处理，制得均匀分散的pdms溶液。
7、步骤五、制备光/电热和电磁感应热超疏水织物，首先用上述naoh溶液对涤纶织物进行预处理，然后将织物浸泡于上述氧化聚合溶液中进行聚合反应，其次在织物表面喷涂一定体积的fe3o4混合溶液，最后将织物浸入上述制备的pdms溶液，得到光/电热和电磁感应热超疏水织物。
8、进一步的，步骤一中所述制备naoh溶液的质量/体积浓度为50～100g/l。
9、进一步的，步骤二中所述氧化聚合溶液中，a溶液中吡咯单体和盐酸的浓度为0.5～1.5mol/l，两者的比例为1：0.5～1.5。b溶液中氯化铁的浓度为1.5～2.5mol/l，盐酸的浓度为0.5～1.5mol/l，两者的比例为1：0.5～1.5。吡咯单体和氯化铁的浓度比为1：2。
10、进一步的，步骤三中所述制备fe3o4溶液，海藻酸钠水溶液的质量分数为0.1～0.5％，fe3o4溶液的浓度为0.1mol/l，水浴温度为80℃，搅拌时间大于1h。
11、进一步的，步骤四中所述的制备pdms溶液，硅胶与硅胶固化剂的质量比为10：1，磁力搅拌和超声处理时间均为大于30min。
12、进一步的，步骤五中制备光/电热和电磁感应热超疏水织物，采用氧化聚合反应和喷涂的简单方法，具体步骤为，将一定尺寸的涤纶织物浸泡在naoh预处理液中清洗杂质，去离子水清洗后在80℃烘箱中干燥1h以上。然后将预处理后的涤纶织物浸入氧化聚合溶液中低温条件下聚合6h以上，反应结束后用去离子水清洗，并进行干燥，得到沉积了一层聚吡咯的涤纶织物。其次将在织物表面喷涂0.5～2ml的fe3o4混合溶液，在80℃烘箱中固化干燥0.5h以上。最后将织物浸入pdms溶液2～60s，并在80℃烘箱中固化1h以上，制得一种用于防结冰、光/电热和电磁感应热除冰的超疏水织物。
13、本发明的优点是：
14、选用的聚吡咯制备工艺成熟，fe3o4易于得到且价格低廉。实验方法采用氧化聚合和喷涂，操作工艺简单，实验易于重现。采用环境友好性的pdms进行表面修饰材料，更加绿色环保。
15、通过本方法所制备织物的接触角为152°，具有良好的疏水效果。在1个太阳光光照强度下可达到74.3℃，具有良好的光热转换性能。在织物两侧施加10v电压时可迅速达到72.2℃的平衡温度，具备良好的电热转换性能。织物在8v电压的电磁感应加热线圈上仅用5min便可达到71.4℃的最高温度，具有良好的电磁感应热性能。出色的疏水效果使得织物具备了被动防结冰性技能，优异的热转化能力使其表面可以完成主动除冰的任务。
1.一种用于防结冰、光/电热和电磁感应热除冰的超疏水织物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤，首先用naoh溶液对涤纶织物进行预处理，然后将织物浸入吡咯的氧化聚合溶液中进行聚合反应，在其表面聚合一层聚吡咯，其次将一定体积含有fe3o4颗粒的混合溶液均匀地喷涂于织物表面，最后将织物浸入聚二甲基硅氧烷(pdms)溶液中，取出后在烘箱中干燥固化，制得一种用于防结冰、光/电热和电磁感应热除冰的超疏水织物。
2.根据权利要求1所述的一种用于防结冰、光/电热和电磁感应热除冰的超疏水织物的制备方法，其特征在于，naoh溶液的质量/体积浓度为50～100g/l，涤纶织物浸泡在naoh溶液中预处理的时长为1～2h。
3.根据权利要求1所述的一种用于防结冰、光/电热和电磁感应热除冰的超疏水织物的制备方法，其特征在于，吡咯的氧化聚合溶液由吡咯单体、氯化铁和盐酸组成，其中吡咯单体的浓度为0.5～1.5mol/l，氯化铁的浓度为1.5～2.5mol/l，盐酸的浓度为1.0～3.0mol/l，三者浓度的比例为1：(1～3)：(1～3)，反应实验的聚合时间为6～12h，聚合温度为-15～5℃。
4.根据权利要求1所述的一种用于防结冰、光/电热和电磁感应热除冰的超疏水织物的制备方法，其特征在于，含有fe3o4颗粒的混合溶液，其中海藻酸钠的质量分数为0.1～0.5％，fe3o4的浓度为0.1mol/l，喷涂25cm2大小的织物需要0.5～3ml的fe3o4混合溶液。
5.根据权利要求1所述的一种用于防结冰、光/电热和电磁感应热除冰的超疏水织物的制备方法，其特征在于，聚二甲基硅氧烷(pdms)溶液中的硅胶与硅胶固化剂的质量比为10：1，浸入时长为2～60s，干燥固化温度为40～110℃。
6.一种通过权利要求1～5任一项所述的制备方法制得的一种用于防结冰、光/电热和电磁感应热除冰的超疏水织物，其特征在于，选用的基底织物并不仅限于涤纶织物，应包含浸泡在弱酸性吡咯的氧化溶液中不会损坏的天然纤维织物和化学纤维织物等其他织物，所制备织物具体应用于防结冰和除冰领域。
