疏冰涂料冰粘附力值ARF已成为国际先进防结冰材料评测标准

WaterOff

2022-08-10 09:50:39

冰的积聚是自然界最常见的现象之一。寒冷气候下冰在表面累积，从操作、经济和安全角度来看是严重影响设备稳定运维的重要因素之一，在过去的几十年里，疏水性防冰涂层发展迅速且种类繁多。目前国内早期使用的是一种疏水或超疏水防冰涂料，但是在风场恶劣的环境下，近海、潮湿的气候，风沙及耐用性对于疏水或超疏水防冰涂料是不小的挑战。

疏冰涂料冰粘附力值ARF已成为国际先进防结冰材料评测标准1.jpg — 水结为冰示意图

人们研发出的抗结冰涂层（俗称防冰涂料），目的是通过延缓结冰时间，减少冰在表面的粘附来防止结冰。为了使防冰涂料尽可能减少风电运维成本提高工作效率，国内外科研人员做了大量研究和评测，最终提出了“ARF”评测标准。

在说“ARF”之前，简单聊下防冰与疏水的区别

“疏冰”一词是17世纪通过“疏水”一词而演化而来，但有着本质的区别。疏水性描述的是一种物质，从化学的观点，只有轻微或不具亲水性。具体地说，这种非化学亲合力导致水产生一种微弱的静电束缚，以及水和表面能之间的差异，从而在疏水表面形成更球形的水滴从而更容易在基材表面上滑落。

在疏冰表面材料上，水要么处于过冷状态，要么处于固态状态，导致了另外两个问题：机械粘附和冰积累。

因此，疏水不等于疏冰，所以一个疏冰的表面应该考虑以下两点：

1、减少冰在基材上的附着力；

2、防止冰在表面堆积；

疏冰涂料冰粘附力值ARF已成为国际先进防结冰材料评测标准2.jpg — 粘附力减少因子(ARF)

粘附力减少因子(ARF)

粘附力减少因子(ARF)于2003年由国际防结冰材料实验室(AMIL)率先提出，目前(CAT)离心冰粘附试验普遍受到全球防冰材料机构的认可，所以CAT成为了一种较为认可的测量防冰涂料评价试验与粘附力降低系数测试，通过计算ARF可以得出更可靠精准的冰粘附值数据。

ARF>1，具有疏冰性，降低冰粘附性，值越高，疏冰性越强；

ARF<1，具有亲冰性，增加冰的粘附性；

自2003年以来，国际防结冰材料实验室(AMIL)已对377种不同材料表面进行了结冰和CAT条件下的测试，环境温度设置为-10度，记录结冰温度为-8度，具体结果看下图。

疏冰涂料冰粘附力值ARF已成为国际先进防结冰材料评测标准3.jpg — AMIL多年ARF测试结果

通过AMIL多年ARF测试结果不难看出，能够满足(ARF>1)的疏冰涂料，通过CAT筛选测试的方法确定了最佳的疏冰候选涂料涂层，必须考虑进一步的扩展使用性能。实际上，一个高效的疏冰表面不仅能降低冰的粘附力和表面积累，还必须具有在特定的温度、结冰和恶劣环境下高效使用的能力。

所以ARF值对于防冰涂料是重要评测数据之一，在国内的防冰涂料中，以大连义邦的Uniqe防冰涂料为例，Uniqe疏冰涂料经过CAT测试，ARF大于1，同时区别于传统的疏水涂料，拥有更坚固光滑的表面，耐用性经过测试已达到5年以上，Uniqe防冰涂料可以降低冰在基材表面的附着力，加速冰的脱落，同时由于风机自身的转动，冰会从设备表面脱落，减少冰雪在设备表面上的积累，从而达到少停机或不停机，减轻冰灾的作用。

通过本文的介绍我们应该简单的了解到ARF数值对风机防覆冰的价值，ARF是一种综合评测冰粘附力值的测试，防冰涂层的实际工作效率不仅仅是一个简单的测量冰的粘附，事实上，还有许多方面需要考虑。

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