讓寒冷地區(qū)風電葉片不再結(jié)冰覆冰

志盛威華唐工

通常的結(jié)冰是水在零攝氏度時從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，這樣的覆冰過程比較慢，水在結(jié)為冰之前會有大部分主動流淌和被動甩落下來，能留在葉片上的會非常少。大量的氣象觀測證明，自然界中存在過冷卻水，也就是在零下還未結(jié)冰的水，尤其是云層中，水滴通常在-10℃，甚至在-30℃還未結(jié)冰，仍以液態(tài)水的形式存在。這是由于云層中的水溶解了大量的溶質(zhì)，不再是純的水，而是形成了高濃度水溶液，濃度越大，其飽和蒸汽壓就越小，冰點就越低。此外，水的凝固需要冰核，而大量的試驗表面，地球表面的塵埃是冰核的主要來源，因此，缺少冰核也是云層中過冷卻水存在的一個重要原因。

北京志盛威華ZS-611防冰雪涂料是一種表面能極低的具有殼核乳液結(jié)構(gòu)的三維疏水防覆冰涂層，2008年面世后主要應用于山區(qū)高空電纜及鐵塔、絕緣子上面防止冰雪覆著，效果顯著。隨著我國風力發(fā)電的大力發(fā)展，也逐步體現(xiàn)出葉片覆冰的現(xiàn)象和危害，2012年，北京志盛威華公司應多家風電集團、玻璃鋼研究院及風電葉片設計公司等邀請，開始參與風電葉片防覆冰的基礎研究、應用驗證及效果評價，得到行業(yè)內(nèi)多方面專業(yè)人士的大力認可。

風機葉片覆冰的原理：云層中過冷卻水下落過程中遇到濕氣或雨水溶液被稀釋，濃度逐漸降低，冰點升高，與風機葉片接觸后，由風帶起的大量塵埃提供了冰核，由于溫度過低，來不及滴落就會迅速結(jié)冰。

傳統(tǒng)的防覆冰手段通常有溶液防冰、機械除冰、熱能除冰等，而這些手段的實施有一定難度，并且要耗費大量的人力物力，效果還不盡如人意。利用涂層防冰這個一勞永逸的手段，涂層防冰是利用特種涂料的物理化學作用，使冰融化或者減小冰與基材表面的親和力，從而讓冰主動或被動的掉落。

常規(guī)的防覆冰涂層一般有兩種：1、利用涂層的低表面能減小與冰的親和力；2、從涂層中揮發(fā)出超低冰點的有機小分子降低界面的冰點。第1種，疏水防水防塵還可以，一旦結(jié)冰后，形成的范德華力也很難讓冰脫除；第2種，這種防冰涂層通常含有很多無交聯(lián)大分子，大分子可逐步分解出許多小分子，其短期內(nèi)防冰效果還不錯，但由于涂層中鍵能過低，耐老化性很差，一般堅持不到一個冬季就會失效。

志盛威華ZS-611防覆冰涂層采用的是三維疏水防冰原理，涂層結(jié)構(gòu)為殼核乳液結(jié)構(gòu)，也就是用光觸媒型無機氧化物反包裹高疏水有機聚合物的鏈段，然后再固化交聯(lián)成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這樣既在二維表面上做到了疏水防冰，又在三維立體結(jié)構(gòu)上做到了微重力卷曲效應，大大瓦解冰層的結(jié)合力，即使一點點冰層也無法親近它！