风电叶片水性复合涂层疏水、抗冲蚀与抗结冰性能探究
2021-10-16罗彤彤汪涛项伟杨蒙蒙
表面技术 2021年9期
关键词:改性
罗彤彤,汪涛,项伟,杨蒙蒙
(南京航空航天大学 材料科学与技术学院,南京 211106)
疏水涂层因其在自清洁[1-2]、防结冰[3-5]、防腐蚀[6-8]等领域的潜在应用而受到广泛关注,其疏水性能主要由表面能和表面微观结构两个因素决定。目前最简易常用的制备方法是,将填料与成膜物质共混后,经涂覆固化,构建具有低表面能及多级微观结构的涂层表面。如 Kapridaki 等人[9]利用 TiO2-SiO2-PDMS 为主要原料,制备了一种纳米复合疏水涂层。Karmouch 等人[10]以环氧树脂为成膜物质,通过加入纳米SiO2粒子,制备了一种适用于风电叶片的疏水防护涂层。
对风电叶片来说,其需要长期抵抗风沙、冰冻等恶劣环境及特殊气候的侵蚀和磨损[11],因此风电功能涂层需要具有一定的机械耐久性。然而,大多数疏水表面受到机械刮擦都会显著影响其润湿状态[12],因此疏水表面的机械耐久性仍然是限制其应用的重要原因。目前,许多研究都致力于通过各种方法来延长疏水涂层的使用寿命。如长效疏水改性[13]、特殊涂层结构[14-15]、通过刺激性条件(温度、湿度、介质)自我修复[16-18]等。这些方法通过维持涂层的低表面能及微观结构,使涂层在受到机械磨损下的一定范围内,能够维持或只稍微削弱其疏水性。同时,目前大多现有的疏水涂层体系都大量使用有机溶剂,从而容易造成安全问题和环境污染。与溶剂型涂料相比,水性涂料更环保、安全,但也存在填料分散困难、机械耐磨性弱等缺点[19],因此制备具有高机械耐久性的水性疏水涂层仍值得研究。……
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