[发明专利]一种基于PTFE纳米功能复合膜制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种基于PTFE纳米功能复合膜制备方法及应用，涉及高分子复合材料技术领域，可应用于各种类型风电机组叶片的防抗冬季结冰和风机叶片的防盐雾腐蚀，同时能够改善风机叶片翼型气动性能，增强叶片整体表面强度，保护叶片受到老化侵蚀，是一种可直接拓展应用于海上风电、海上平台的钢管桩防海洋污损生物粘附与防腐蚀，高压输电铁塔、电缆的防积雪、防结冰，桥梁（斜拉索、悬索）的防积雪、防结冰等行业领域的新一代多功效全新复合膜材料。

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，特别是涉及一种基于PTFE纳米功能复合膜制备方法及应用。

背景技术

“绿色和谐”的风电是一种资源潜力巨大、技术基本成熟的清洁能源，在优化能源结构、减排温室气体、应对气候变化等方面发挥着重要作用。中国是世界上第一个风电装机容量超过2亿千瓦的国家，风电显然已经成为我国推进能源转型的核心内容和应对气候变化的重要途径，是落实生态优先、绿色发展的重要举措，是我国深入推进能源生产和消费革命、促进大气污染防治的重要手段。

然而，在全球范围内因寒冷气候及冰雪灾害造成的风机叶片结冰停机事件屡见不鲜。相关资料显示，在特殊天气情况下，比如温度接近零摄氏度，又伴有高湿度如冻雨或者雨夹雪时，风机叶片比较容易覆冰。德国恩德公司（Nordex）调研了欧洲及北美区域气候发现，气温低于0℃的区域约占欧洲及北美面积的一半，每年冬季长达一个月左右，欧洲内陆和英国北海及以东区域的风机叶片均覆冰较为严重。阿尔卑斯山脉地域存在明显的冬季性覆冰，东欧地区冬季均存在覆冰现象。北美西海岸由于受加利福尼亚寒流影响，造成美国装机最多的加利福尼亚、俄勒冈州等地域覆冰问题严重。美国五大湖地区由于湖风湿度较大，风机在冬季都存在明显覆冰。

我国是全球第一的风电装机大国，风机叶片表面覆冰问题同样相当突出。北疆、内蒙、冀北山区、晋西北、东北、云、贵、川、渝、鄂、湘、赣等地区的整个冬季都存在明显的风机叶片覆冰现象。处在寒冷气候地区以及坐落于高山林区的风电机组，由于环境空气湿度较大，加之冬季低温,昼夜温差较大，每年11月末至来年的2～3月间，尤其是南方地区的倒春寒天气，都是叶片结冰的多发期。每当遇有雨夹雪天气且气温在0℃左右、降雪较为粘稠时，风机叶片、风速风向仪等裸露在外面的部件都会被包裹着大量潮湿的雨雪混合物，局部厚度达到10cm以上，随着气温降低，风机叶片上的雨雪混合物开始覆冰，风机出力逐渐降低，导致无法达到该风速下的正常出力。特别是地处湘、鄂、两广、赣、浙、皖地区、云贵高原等高海拔山区、林区的风机叶片覆冰，较之地处北疆、内蒙、冀北山区、晋西北、东北地区，无论是覆冰时间与覆冰程度，都相对严重。

风机叶片覆冰最多的区域在集中叶片的迎风面，且叶尖的覆冰沉积大于叶根，结冰累积的不均匀载荷和不同的厚度结冰截面，使得叶片原有的翼型发生改变，进而影响机组输出功率。

风机叶片覆冰的危害归纳起来主要有以下几点：增大了静态和动态不平衡载荷、可能会导致机组振动过大、改变了叶片的固有频率、增加疲劳载荷、增加叶片弯矩、危害人身安全。解决叶片结冰问题是风电行业世界范围内的重要课题，通过科技创新有效解决这一问题，是实现风电效益、安全双提升的根本所在。