TiO2粒径对TiO2/聚脲超疏水涂层机械稳定性和防覆冰性能的影响研究

目的 研究改性TiO2粒径对TiO2/聚脲超疏水涂层机械稳定性和防覆冰性能的影响,解决低温环境下风机叶片结冰问题.方法 采用有机无机粒子共混,以改性纳米TiO2和聚天门冬氨酸酯聚脲(PAE聚脲)为材料,利用一步法构建TiO2/PAE聚脲超疏水涂层.开展耐酸碱性、耐磨性、静态防覆冰、动态防覆冰、覆冰黏结强度等实验研究,并应用在真实风电场.结果 超疏水涂层的机械稳定性、防覆冰性能随着粒径增大而逐渐变差.当TiO2粉末粒径为100 nm时,接触角为(162.4±2.1)°,滚动角为(3.8±0.7)°;经过250次磨损,接触角为(158.8±0.31)°,滚动角为(7.3±0.1)°;经过14 d的酸碱耐候性实验,超疏水涂层仍具有超疏水性,酸性和碱性溶液皆会导致涂层受损,碱性溶液对涂层腐蚀作用更强;机械稳定性较强、防覆冰性能较优.涂有超疏水涂层的风机在冻雨天平均比空白风机平均多运行255 min,对一台2 MW机组来讲,相当于多产生8500 kW·h的电能.结论 制备的超疏水涂层具备优良的机械稳定性与防覆冰性能,推动了超疏水涂层在风机叶片被动防覆冰领域的应用.