在寒冷地区行驶的汽车和在极地行驶的船舶等,都需要采取防寒措施,以防止冰雪附着在车窗和车身上,防止因反复冻结、溶解而引发船体等的腐蚀,进而确保安全。为了达到这一目的,需要使用耐寒涂料。耐寒涂料中,最有名的是耐低温涂料和防冰涂料。
耐低温涂料又被称为冰海涂料,旨在提高在冰海区域使用的构造物以及船舶吃水线附近的耐腐蚀性,降低与冰之间的摩擦,防止冰附着等。
通常是以环氧树脂、聚氨酯等为载体,含有玻璃鳞片等骨料的厚膜型重防蚀涂料,膜厚为500~700μm,可采用无气、二液分配型无气、胶枪、专用气动喷枪等方式进行涂装施工。
这种涂料所应具备的重要功能是防止船底等外板腐蚀,保持表面平滑,降低与冰之间的摩擦阻力。表面粗糙度越低、涂膜硬度越高、接触角越大,则对冰的摩擦系数越好。
通过涂布能够有效防冰的涂料,亦即具有大接触角和高度疏水性的涂料,可以防止处于寒冷地区的结构物上结冰。此外,树脂的玻璃化转变点和分子量也会影响到冰海涂料的抗冰性能。【图1】中展现了冰附着力与接触角之间的关系。
冰附着力的评估方法如【图2】所示,是使用外径为φ30mm的不锈钢器具,在其中灌入蒸馏水然后将其冻结,让冰温保持在-30℃,通过拉伸试验测量涂膜与冰之间的附着力。冰对于无涂装钢板的附着力较大,在涂装面上会降低至1/2~1/3,且表现出防结冰效果。
此外,涂膜的表面粗糙度越大,则冰附着力越大,因此涂装表面必须保持光滑并具备疏水性。接触角的增加能够有效防止冰附着。