防結冰自清潔涂料（轉）
寒冷的冬季、冰花、冰霜、冰凌等天然奇觀以及人工冰雕都帶給人們無限的想象和美的享受。冰雪世界，令人心曠神怡，冰上運動強身健體；但是冰的危害有時候也會讓我們束手無策，直接影響著人們的生活，甚至帶來巨大的安全隱患和經濟損失。例如橋梁纜索、景點纜車、高壓輸變電線等露天線纜結冰將增加自身重量，一旦超過荷載很容易斷裂，造成無法挽回的巨大損失，其他如高鐵、飛機、風電、光伏等其他重要領域的設施都會受到結冰的危害。
據報道，2008年中國南方冰雪災害導致大面積交通中斷，電力供應癱瘓，直接經濟損失超過1500億元，數千萬人受到影響，農作物和基礎設施遭受嚴重破壞。因此，防冰除冰技術成為科技工作者戰(zhàn)勝自然災害的最重要的研究課題；特別是防結冰涂料的研發(fā)經過涂料研發(fā)人員的多年探索和實踐發(fā)展迅速，某些產品取得重大突破，如TGA-石墨烯超疏水防結冰納米涂料，并在電力行業(yè)得到成功應用。防結冰涂料研發(fā)人員認為此款涂料防結冰機理主要有以下幾點：
1.超疏水表面特性。石墨烯涂料形成超疏水表面，水珠接觸角大，不易附著，從而減少冰晶形成。
2.納米級結構。納米級粗糙結構增加了表面能，使得冰晶難以在涂層表面穩(wěn)定存在。
3.熱效應。石墨烯的導熱性能使得涂層表面溫度升高，能夠有效防止冰晶的形成和積累。
TGA-石墨烯超疏水防結冰納米涂料是一種具備微鈉結構的納米級涂層產品。該涂料干燥后能夠提供顯著的疏水疏油的效果，其涂裝后可以形成一層薄而牢固的保護膜，有效的防止水分和油脂的滲透和積累。TGA-石墨烯超疏水防結冰納米涂料對金屬、玻璃、陶瓷和塑料及其他多種材質具有卓越的附著力和防水性能。其前沿的石墨烯納米雜化技術，實現了對水和油的完全隔離，具有很高的抵抗液體侵害能力，即在基材表面形成一道能夠阻擋水和油侵害的空氣保護膜。綜合TGA-石墨烯超疏水防結冰納米涂料產品性能特點，歸納以下：
1.自潔性。具有抵抗油和水污染的能力，表面干燥無菌，只需給與少量的水分或者氣流就可以去除表面灰塵和污垢。
2.防污性。顯著減少或消除灰塵、污垢及水和含細菌或者輻射液體的污染。
3.耐蝕性。水或者空氣中的水汽未與表面接觸，降低了基材表面的腐蝕程度。
4.防凍性。由于保持物體表面干燥無水分，因此不會發(fā)生結冰現象，適應環(huán)境溫度范圍寬泛，從-30℃～150℃。
5.防潮性。疏水角和疏油角均大于150度，滾動角小于5度，因此充分的保持了物體表面的干燥，有效的防止水和氣體液體的滲透和吸收。
6.效果優(yōu)異。當環(huán)境溫度為-15℃時，太陽輻射功率為96mW cm-2（1個太陽）的模擬條件下，冰的附著強度降低了約97%，結冰的時間延遲了46.3倍。涂層優(yōu)異的防冰和除冰能力主要歸功于低表面能的氟樹脂，減少接觸面積以及具有優(yōu)秀的嵌入式石墨烯納米片層的光熱效應（可以吸收光能轉化為熱能能夠使得表面溫度升高），從而有效的防止結冰現象的發(fā)生。
TGA-石墨烯超疏水防結冰納米涂料相對于普通的疏水涂料具有更佳的抗表面老化及磨損后仍然能夠保持長效的防結冰效果；更有效的延緩和減輕冰層的堆積速度；更有效的降低冰層的附著力；更好的彈性和柔韌性；更優(yōu)秀的耐風沙和雨水性能；更牢固的附著力。
TGA-石墨烯超疏水防結冰納米涂料的優(yōu)異性能已經在多個領域應用效果顯著，其社會效益和經濟效益突出，引起業(yè)界的強烈關注。如TGA-石墨烯超疏水防結冰納米涂料可以在光伏板表面形成牢固的保護膜，其自潔性能夠有效的抗水阻油，而且表面干燥無菌，只需少量水分或者氣流就可以輕松的去除污垢和灰塵，保持光伏板清潔，提高了發(fā)電效率；在風電葉片上面使用，可以顯著減少87%的覆冰量，有效降低因為結冰對葉片造成的損害，延長了葉片的使用壽命，保障風力發(fā)電的溫度運行；該涂料良好的防潮性能可以應用于新能源汽車電池倉，保持電池倉表面干燥，，有效防止水及其他液體的吸收，避免凝露現象發(fā)生，為電池提供穩(wěn)定可靠的工作環(huán)境；該涂料在輸電線路上發(fā)揮了巨大的作用，可以使得輸電線路覆冰量減少87%，大大降低了因覆冰過重導致線路損害的風險，保障了電網的安全穩(wěn)定運行，另外在實際應用中，使用TGA涂層后，輸電線路融冰能耗從200W/m降至40W/m，降低幅度高達80%，有效的節(jié)約了能源，降低了碳排放，減少了運營成本，符合國家低碳綠色政策規(guī)定；經過長時間的工程實踐檢驗，該涂料涂層在電網設施上持續(xù)發(fā)揮著良好的保護作用，無論在惡劣的冰雪環(huán)境下還是日常環(huán)境中都能為輸線電路等設施提供安全可靠的防護；在航空領域該涂料應用于飛機翼面，有效解決了飛機翼面結冰導致的氣動效能衰減的委托，確保了飛機在飛行過程中的安全性和穩(wěn)定性；在高鐵受電弓這塊的應用，TGA涂層表現出非常出色的防結冰性能，可以保障受電弓在寒冷的天氣下正常工作，確保高鐵運行過程中的電力供應穩(wěn)定；除了飛機和高鐵使用這種高效的防結冰涂料，船舶和其他的交通設施也可以復制這種防結冰技術措施，有望為整個交通行業(yè)的裝備及設施安全升級提供有力的支持。
TGA-石墨烯超疏水防結冰納米涂料適用于需要干燥狀態(tài)，并且要求耐蝕和防結冰抗污染的的基層表面，是一種優(yōu)秀的功能型涂料，在鋼鐵、鋁材、塑料、紡織品、皮革、木材、工作手套、服裝服飾、皮鞋以及其他建筑材料、混凝土表面、電動汽車行業(yè)都具有廣泛的實際應用。因此，根據其綜合的性能特征遠遠不限于以上材料的應用領域了，它已經外延到更廣更需要抗冰耐污的行業(yè)，可以毫不夸張的說“有結冰危害的的地方就有防結冰涂料的身影”。
TGA-石墨烯超疏水防結冰納米涂料是施工并不復雜。首先，噴涂防結冰涂料前要對被涂物基層表面進行處理，清理掉表面上的殘舊漆膜、銹跡、油污、氧化皮及雜物，要求達到無銹、無油污、無塵埃、無水跡效果。處理后的基層表面應該及時噴涂防結冰涂料，以防二次污染。施工時，要求環(huán)境無灰塵，或者有排風裝置亦或有吸塵設備。噴涂設備建議使用HPLV噴槍，噴出壓力0.3-0.5MPa，噴頭口徑1-1.5㎜，噴涂距離15-25㎝，漆膜厚度大約40-60μm。施工時的相對濕度為45%-75%，環(huán)境穩(wěn)定為10-30℃。其次，底漆涂裝前按照產品說明書配比進行混合攪拌，并充分攪拌均勻，如果涂料黏度大可以適量添加專用稀釋劑進行稀釋，噴涂工具建議采用HPLV噴槍，底漆噴涂3遍，干燥后厚度控制在40μm左右，大約10分鐘左右，待底漆干燥后就可以噴涂面漆。最后就是噴涂防結冰面漆，噴涂面漆時需要注意的不得使用噴過底漆的同一個噴槍，而是選擇一個新的噴槍，使用HPLV噴槍，面漆使用前要攪拌均勻，噴涂四遍，要完全覆蓋底漆層，面漆干燥后膜厚度在10μm左右。防結冰涂層結束后，必須整體檢查一遍，發(fā)現缺陷或者漏涂的必須進行補涂補噴。
TGA-石墨烯超疏水防結冰納米涂料超疏水性能和疏油性能在噴涂面漆層以后1小時呈現，最佳時間是24小時以后。TGA超疏水防結冰納米涂層必須同時使用兩種涂層方可呈現超疏水特性。清洗時使用低壓水噴霧進行，在低壓水流沖洗下表面將會實現自潔，灰塵及污垢非常容易的被清洗掉，表面將保持完全干燥。一些洗滌劑、肥皂、二甲苯、甲苯及丙酮或者高壓水流將會影響涂層表面的性能，一旦表面涂層被破壞，就失去了超疏水疏油的效果，只能重新噴涂面漆，干燥后就可以恢復超疏水疏油的效果。
防結冰耐油污涂料應用前景總體向好，尤其在電力線路，風力發(fā)電，光伏發(fā)電，新能源，交通和航天航空領域需求明確，而且呈現快速發(fā)展的趨勢；但是由于目前受到技術條件的限制，防結冰耐油污涂料依然存在許多缺陷，如光熱效應在無光無日照環(huán)境下表現不佳，無法提升表面溫度以延緩結冰；再如多次除冰或者機械摩擦后，防冰性能會逐漸降低等等。筆者認為TGA-石墨烯超疏水防結冰納米涂料的出現將為國內企業(yè)開發(fā)性能更多、效果更優(yōu)的防結冰耐油污涂料提供寶貴的技術參考和應用價值，并不斷開發(fā)出品種齊全，性能超群的防結冰、自潔功能性涂料，實現冰雪無災害，環(huán)保又降碳的美好目標。