CN110819230A - 一种具有自动除雪功能的斜面屋顶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有自动除雪功能的斜面屋顶，该斜面屋顶是由屋顶基材铺设而成，该屋顶基材上设有超疏水涂层，该超疏水涂层上又设有超润滑层，所述超疏水涂层是由超疏水涂料经涂布烘干制得。本发明中的屋顶基材上设置超疏水涂层和超润滑层；其中超疏水涂层中的纳米有机硅烷和硅烷偶联剂与其他组分配合，起到了较好的疏水效果；超润滑层起到较好的润滑作用；因此，超疏水涂层的疏水效果和超润滑层的润滑作用的配合，使得积雪不易附着在屋顶上，实现了屋顶及时自动除雪的效果，无需采用除雪设备进行除雪，避免了在屋顶上安装和使用除雪设备所带来的安全风险，降低了除雪成本。
Description
技术领域
本发明涉及屋顶设计技术领域，特别涉及一种具有自动除雪功能的斜面屋顶。
背景技术
一般，在遇到大雪天气时，屋顶的积雪难以通过工具得到清扫。但是，大雪过后屋顶积雪不清扫可能会引起大雪压塌屋顶以及结冰后成块掉落的积雪或冰块砸伤人畜的危险情况发生。因此，需要对屋顶的积雪及时进行清扫；在现有技术中，人们通常采用的解决办法是通过较大的风机或斜面清扫设备来进行除雪，但在斜面屋顶上设备的安装和使用存在诸多安全风险，而且设备的使用也会浪费大量的能源，产生较高的除雪成本。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种具有自动除雪功能的斜面屋顶；该屋顶通过在屋顶基材上设置超疏水涂层和超润滑层，使得积雪无法附着，从而实现自动除雪的功能。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：一种具有自动除雪功能的斜面屋顶，该斜面屋顶是由屋顶基材铺设而成，该屋顶基材上设有超疏水涂层，该超疏水涂层上又设有超润滑层，所述超疏水涂层是由超疏水涂料经涂布烘干制得。
其中，所述超疏水涂料包含以下重量份数的组分：去离子水20～60份、有机溶剂30～70份、纳米有机硅烷2～10份、硅烷偶联剂0.5～3份、催化剂0.01～0.5份、助剂0.1～0.5份、增粘剂1～10份。
上述超疏水涂料中，有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁烷、己烷中的一种或两种以上的组合；催化剂选自二甲亚锡、甲苯磺酸-二丁基氧化锡、Pt-N(C2H5)3络合物、辛酸亚锡中的一种或两种以上的组合；助剂为流平剂、分散剂、紫外吸收剂中的一种或两种以上的组合；增粘剂选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯中的一种或两种以上的组合。
上述超疏水涂料中，所述纳米有机硅烷为含有甲基、乙基或长链烷基的硅烷；所述硅烷偶联剂为含有不饱和基或环氧烃基的硅烷偶联剂。
优选的，所述超润滑层的材料选自硅油、液态硅胶、硅脂或其他润滑剂中的一种或两种以上的组合。
优选的，所述屋顶基材为玻璃、陶土、瓦片、金属、石材、木材或水泥中的一种。
作为本发明上述技术方案的进一步改进，屋顶基材的表面还可涂布油漆或防水涂料，以实现更好的防水效果。
作为本发明上述技术方案的进一步改进，屋顶基材与超疏水涂层之间还可设置浸润层，以提高屋顶基材的浸润性、可粘结性，保证超疏水涂层与屋顶基材之间的良好结合；该浸润层的材料选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、环氧双酚A树脂中的一种或两种以上的组合；该浸润层的厚度为1～20μm。
进一步的，所述超疏水涂层的厚度为1～20μm，超润滑层的厚度为1～20μm。
进一步的，该斜面屋顶的倾斜角度大于25°。
本发明的有益效果是：
本发明中的屋顶基材上设置超疏水涂层和超润滑层；其中超疏水涂层中的纳米有机硅烷和硅烷偶联剂与其他组分配合，起到了较好的疏水效果；超润滑层起到较好的润滑作用；因此，超疏水涂层的疏水效果和超润滑层的润滑作用的配合，使得积雪不易附着在屋顶上，实现了屋顶及时自动除雪的效果，无需采用除雪设备进行除雪，避免了在屋顶上安装和使用除雪设备所带来的安全风险，降低了除雪成本。
附图说明
图1为本发明的斜面屋顶的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明提供了一种具有自动除雪功能的斜面屋顶，该斜面屋顶是由屋顶基材1铺设而成，如图1所示，该屋顶基材1上设有超疏水涂层2，该超疏水涂层2上又设有超润滑层3，所述超疏水涂层2是由超疏水涂料经涂布烘干制得；其中，超疏水涂层2的厚度为1～20μm，超润滑层3的厚度为1～20μm，该斜面屋顶的倾斜角度大于25°。
其中，所述超疏水涂料包含以下重量份数的组分：去离子水20～60份、有机溶剂30～70份、纳米有机硅烷2～10份、硅烷偶联剂0.5～3份、催化剂0.01～0.5份、助剂0.1～0.5份、增粘剂1～10份。
上述超疏水涂料中，有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁烷、己烷中的一种或两种以上的组合；催化剂选自二甲亚锡、甲苯磺酸-二丁基氧化锡、Pt-N(C2H5)3络合物、辛酸亚锡中的一种或两种以上的组合；助剂为流平剂、分散剂、紫外吸收剂中的一种或两种以上的组合；增粘剂选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯中的一种或两种以上的组合。
上述超疏水涂料中，纳米有机硅烷为含有甲基、乙基或长链烷基的硅烷；所述硅烷偶联剂为含有不饱和基或环氧烃基的硅烷偶联剂。
上述斜面屋顶中，超润滑层3的材料选自硅油、液态硅胶、硅脂或其他润滑剂中的一种或两种以上的组合。
上述斜面屋顶中，屋顶基材1为玻璃、陶土、瓦片、金属、石材、木材或水泥中的一种。
上述屋顶基材1的表面还可涂布油漆或防水涂料，以实现更好的防水效果。
此外，屋顶基材1与超疏水涂层2之间还可设置浸润层，以改善屋顶基材的浸润性、可粘结性，提高超疏水涂层与屋顶基材之间的结合力；该浸润层的材料选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、环氧双酚A树脂中的一种或两种以上的组合；该浸润层的厚度为1～20μm。
下面对具体实施例进行详细阐述。
实施例
首先，制备超疏水涂料溶液，该超疏水涂料溶液包括以下重量份数的组分：去离子水30份、有机溶剂60份、纳米有机硅烷5份、硅烷偶联剂3份、催化剂0.5份、助剂0.5份、增粘剂1份；其中有机溶剂为乙醇，纳米有机硅烷为三氟丙基三甲氧基硅烷，硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；
选用瓦片为屋顶基材，将超疏水涂料溶液涂布至该屋顶基材表面，在150℃下烘干10min，制得超疏水涂层；该超疏水涂层的厚度为5μm；
在上述超疏水涂层的表面涂布液态硅胶，作为超润滑层，该超润滑层的厚度为3μm；
利用上述涂布有超疏水涂层和超润滑层的屋顶基材进行铺设，形成倾斜角度为45°的斜面屋顶。
对比例1
利用未处理的瓦片基材进行铺设，形成倾斜角度为45°的斜面屋顶。
对比例2
在瓦片基材上涂布液态硅胶，液态硅胶的厚度为3μm，利用涂布有液态硅胶的该瓦片基材进行铺设，形成倾斜角度为45°的斜面屋顶。
效果对比
将实施例、对比例1和对比例2制备的屋顶材料放置于下雪区域或通过人工实验室模拟的下雪环境中，其中，试验过程中的屋顶材料均具有45°的倾斜角度；经过对比，实施例的屋顶材料上几乎没有积雪，实现了自动除雪的功能。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有自动除雪功能的斜面屋顶，其特征在于，该斜面屋顶是由屋顶基材铺设而成，该屋顶基材上设有超疏水涂层，该超疏水涂层上又设有超润滑层，所述超疏水涂层是由超疏水涂料经涂布烘干制得。
2.根据权利要求1所述的一种具有自动除雪功能的斜面屋顶，其特征在于，所述超疏水涂料包含以下重量份数的组分：去离子水20～60份、有机溶剂30～70份、纳米有机硅烷2～10份、硅烷偶联剂0.5～3份、催化剂0.01～0.5份、助剂0.1～0.5份、增粘剂1～10份。
3.根据权利要求1所述的一种具有自动除雪功能的斜面屋顶，其特征在于，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁烷、己烷中的一种或两种以上的组合；所述催化剂选自二甲亚锡、甲苯磺酸-二丁基氧化锡、Pt-N(C2H5)3络合物、辛酸亚锡中的一种或两种以上的组合；所述助剂为流平剂、分散剂、紫外吸收剂中的一种或两种以上的组合；所述增粘剂选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯中的一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的一种具有自动除雪功能的斜面屋顶，其特征在于，所述纳米有机硅烷为含有甲基、乙基或长链烷基的硅烷；所述硅烷偶联剂为含有不饱和基或环氧烃基的硅烷偶联剂。
5.根据权利要求1所述的一种具有自动除雪功能的斜面屋顶，其特征在于，所述超润滑层的材料选自硅油、液态硅胶、硅脂或其他润滑剂中的一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求1所述的一种具有自动除雪功能的斜面屋顶，其特征在于，所述屋顶基材为玻璃、陶土、瓦片、金属、石材、木材或水泥中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种具有自动除雪功能的斜面屋顶，其特征在于，所述屋顶基材的表面还可涂布油漆或防水涂料。
8.根据权利要求1所述的一种具有自动除雪功能的斜面屋顶，其特征在于，所述屋顶基材与超疏水涂层之间还可设置浸润层，该浸润层的材料选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、环氧双酚A树脂中的一种或两种以上的组合，该浸润层的厚度为1～20μm。
9.根据权利要求1所述的一种具有自动除雪功能的斜面屋顶，其特征在于，所述超疏水涂层的厚度为1～20μm，超润滑层的厚度为1～20μm。
10.根据权利要求1所述的一种具有自动除雪功能的斜面屋顶，其特征在于，该斜面屋顶的倾斜角度大于25°。
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