[发明专利]一种超疏水亲水间隔涂覆控冰叶片及方法

说明书

本发明提供了一种超疏水亲水间隔涂覆控冰叶片及方法，其中超疏水亲水间隔涂覆控冰叶片，包括叶片本体，叶片本体表面的转捩点或转捩点附近位置处设有第一亲水涂层。本发明所述的超疏水亲水间隔涂覆控冰叶片，将亲水涂层引入转捩点，可引导风力发电机在冰冻灾害下的叶片结冰方式，避免无序生长影响发电。

技术领域

本发明属于风力发电机技术领域，尤其是涉及一种超疏水亲水间隔涂覆控冰叶片及方法。

背景技术

1.固体润湿

固体润湿现象涉及液态、气态、固态三相特征，不考虑表面性质的模型为杨氏(Young)模型。

1.1杨氏模型：

介绍了固体表面润湿与三相界面表面张力的基本关系(杨氏接触角关系图见图1和图2)，其中固-气的界面张力为γsg，固-液的界面张力为γsl，固-液的界面张力γlg，则界面的接触角为：

2.超疏水与亲水表面

超疏水原理是杨氏方程解释了表面张力越大接触角越大，亦解释为表面自由能越小接触角越大(接触角、滚动角、滞后角的示意图见图3)，例如：在固体表面水银比水接触角大。

滚动角的大小表征了固体表面的滞后现象，所以只有拥有较大的接触角和较小的滚动角才是真正意义上的超疏水表面接触角。接触角θ150°,滚动角θ10°的表面叫做超疏水表面。θ90°的表面叫做亲水表面。

3.水滴的合并迁移

由于液滴比较小重力与表面张力相当，在微重力环境中的液滴或气泡热毛细迁移，是由相自由界面上温度分布的不均匀引起的界面张力梯度所驱动的液滴或气泡的宏观运动现象。

超疏水表面冷凝研究发现，冷凝液滴能融合而后快速地自发迁移，即形成持续的滴状冷凝。冷凝水滴在超疏水表面的合并离开是导致该超疏水表面在冷凝前后都具有优异的超疏水性的主要原因。冷凝液滴在结冰前自发合并后弹跳走，就达到防冰的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种超疏水亲水间隔涂覆控冰叶片，将亲水涂层引入转捩点，可引导风力发电机在冰冻灾害下的叶片结冰方式，避免无序生长影响发电。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种超疏水亲水间隔涂覆控冰叶片，包括叶片本体，叶片本体表面的转捩点或转捩点附近位置处设有第一亲水涂层。

进一步的，所述叶片本体表面本身为疏水材质。

进一步的，所述的超疏水亲水间隔涂覆控冰叶片，还包括设在叶片本体表面的迎风叶缘位置处设有第一超疏水涂层。

进一步的，所述叶片本体表面上相邻两个转捩点或转捩点附近位置处的第一亲水涂层之间的区域、转捩点或转捩点附近位置处的第一亲水涂层与叶片本体边缘之间的区域内均涂覆有第二超疏水涂层；第二超疏水涂层与第一超疏水涂层连贯为一体。

进一步的，第一亲水涂层与第一超疏水涂层的夹角为直角或锐角。进一步的，所述的超疏水亲水间隔涂覆控冰叶片，还包括第二亲水涂层；所述第二亲水涂层设在所有第二超疏水涂层、第一亲水涂层远离第一超疏水涂层一侧。

进一步的，第二亲水涂层成连续的带状，且与所有的第一亲水涂层、第二超疏水涂层远离第一超疏水涂层一侧紧贴。