防冰涂料機理及市場應(yīng)用
全球涂料網(wǎng)訊:
降水覆冰、升華覆冰輸造成電線路的覆冰現(xiàn)象,給人們的生活和工作帶來極大的不便,也為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大的損失。
一種含氟硅的超低表面能丙烯酸樹脂,利用該樹脂制備的清漆涂層表面水接觸角可達(dá)120°以上,具有優(yōu)異的憎水效果;將該樹脂配制成色漆,噴涂制得的涂層表面具有超疏水效果,水接觸角達(dá)到150°以上,滾動角小于10°。當(dāng)水滴接觸到該涂料表面時,會因為涂層的憎水作用而滑落,使涂層表面不存留水分,起到防冰作用。
該技術(shù)突破了以往超疏水涂層施工工藝復(fù)雜、強度差等缺陷,采用普通的高壓空氣噴涂,真正滿足了大面積施工的要求,涂層機械性能優(yōu)良。 該涂層材料具有優(yōu)異的憎水防冰效果,在自清潔、減阻、防冰、防霧等方面有重要作用。
使用防冰涂料基本不需要人工干預(yù),減少了后期運行維護(hù)的難度和成本,故成為改善和解決絕緣子覆冰問題的研究熱點。對比不同涂料表面覆冰情況的研究結(jié)果表明,涂料表面性質(zhì)對結(jié)冰量和形態(tài)有較為明顯的影響。
現(xiàn)有的飛機防冰、除冰方法主要包括主動與被動防護(hù)的方法。主動防護(hù)方法包括物理法(機械除冰、電熱防/除冰系統(tǒng))、化學(xué)法(噴灑鹽水、除冰劑及防冰液),被動防護(hù)方法即防冰涂料。電熱除冰技術(shù),設(shè)計時需根據(jù)具體位置的電熱發(fā)電率進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計,實際運用中可能由于電力損耗會對飛機動力產(chǎn)生一定阻礙;全球涂料網(wǎng)了解到防冰液的防冰時間短,使用量大且使用過程中容易發(fā)生堵塞,引發(fā)安全問題;被動防冰技術(shù)主要是通過在基體表面構(gòu)建具有防冰、抗結(jié)冰功能性的涂層,減少水、冰等對基體表面的黏附,從而達(dá)到防冰、延遲結(jié)冰的防冰功效。
(如今,各國航空公司每年需要花費數(shù)億美元在飛機防冰、除冰等維護(hù)項目。)
在科技高度發(fā)展的今天,能源能耗的高效利用非常重要,能否通過防冰涂層的延遲結(jié)冰功效與機械電熱除冰的綜合利用來降低能耗,發(fā)展生態(tài)無害的防冰技術(shù)顯得尤為重要基體表面結(jié)冰與其和水分子之間的相互作用力有關(guān),分子間作用力越大,冰的黏附強度就越高。
通過改變涂層表面的化學(xué)組成成分,降低涂層的表面能,使其成為超疏水表面(即接觸角>150°),可以降低冰或水(結(jié)冰前)與表面的黏附力,從而達(dá)到防冰或延遲結(jié)冰的效果。
大量的研究證明,表面超疏水化能降低冰的黏附強度,延遲冰的增長,減少覆冰量,一般認(rèn)為接觸角越大(>150°),滾動角越小(<10°)的超疏水涂層的防冰效果優(yōu)良。
涂層表面的粗糙程度也是決定冰黏附強度的因素之一,表面具有合適的微/納米結(jié)構(gòu)和一定的粗糙程度(或表面紋理),不僅可以提高表面的疏水性能,延遲結(jié)冰時間,而且可以截留停留在涂層表面水分子下的部分空氣,造成冰體與基體界面的應(yīng)力集中,在一定的外力作用下(如震動、傾斜、剪切力等),使冰更易從涂層表面脫落。(來源:全球涂料網(wǎng))
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