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CN105903662B - 一种材料表面改性方法及自清洁材料，风机叶片表面改性方法及自清洁风机叶片 - Google Patents

一种材料表面改性方法及自清洁材料，风机叶片表面改性方法及自清洁风机叶片 Download PDF

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CN105903662B CN201610227389.2A CN201610227389A CN105903662B CN 105903662 B CN105903662 B CN 105903662B CN 201610227389 A CN201610227389 A CN 201610227389A CN 105903662 B CN105903662 B CN 105903662B
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Abstract

本发明公开了一种材料表面改性方法及自清洁材料，风机叶片表面改性方法及自清洁风机叶片，该材料表面改性方法包括下列步骤：1)在材料表面涂覆底漆，在底漆形成干膜之前，在底漆上涂覆磁粉或涂覆铁粉、磁粉形成磁层；2)在磁层上涂覆面漆，在面漆形成干膜之前，施加交变磁场使磁粉或使铁粉、磁粉从漆膜析出并脱离，面漆干膜表面形成微凸起。该表面改性方法在面漆未将磁粉或未将铁粉、磁粉凝固前，利用交变磁场使磁粉或使铁粉、磁粉从漆膜中被搅动和被磁吸从而脱出漆膜，待面漆形成干膜后，在表面上形成均匀的微凸起，构成具有荷叶效应的微纳米结构，从而增大材料表面的憎水性。采用该表面改性方法所得的风机叶片具有良好的表面自清洁效果。

Description

一种材料表面改性方法及自清洁材料，风机叶片表面改性方 法及自清洁风机叶片
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种材料表面改性方法及采用该表面改性方法所得的自清洁材料，同时还涉及一种风机叶片表面改性方法及采用该表面改性方法所得的自清洁风机叶片。
背景技术
风机叶片是风机的关键部位之一，风机叶片的使用寿命直接关系到风机的使用寿命。风机叶片工作环境恶劣，易受磨蚀破坏和冰雪覆盖。风机叶片覆冰后，会产生很大的危害：覆冰使得叶片原有的翼型改变，大大影响风电机组的载荷和出力，使得风机的发电效率大打折扣；且覆冰脱落对于现场人员也存在很大的安全隐患。因此，风机叶片需选择优异的防护涂层，实现自清洁。
涂料防覆冰是风机叶片主动型防护方法之一，主要是利用特种涂料的物理或化学的作用，使冰融化或者减小冰与物件表面的亲和力，从而把冰从表面除去。该种涂料形成的防护涂层需满足叶片防腐蚀性要求，提高其使用寿命，而且重点考虑抗冲击耐磨和严寒地区的除冰雪功能，并能为风机叶片提供光滑的空气动力学表面，从而增大风机的转化效率；具体要求其具有良好的附着性、高耐磨性、耐候性、耐大气腐蚀和仿照荷叶原理的除冰雪自清洁功能。
憎水性涂料能够降低和基底表面即叶片的附着力，可使冻雨或雪等在冻结或粘结到叶片之前在自然力的作用下滑落，明显降低冰雪在叶片的附着力。荷叶具有天然的憎水性，水珠在荷叶表面能够轻易滑动而不累积，因其表面的蜡质晶体明显减小了水珠与荷叶面的接触角，此现象称为荷叶效应。已有研究表明荷叶超憎水的实现与其表面的显微微米纳米-二元尺度结构有关；通过观察植物叶片表面的微观结构，发现在荷叶表面是由微纳米粗糙乳突结构和憎水性蜡状涂层所组成，因此可构造具有微纳米结构的表面实现憎水性涂料的研究。
现有技术中，也有根据荷叶原理形成的纳米仿荷叶自洁涂料(如ZS-511)，能够使水在物体表面犹如在荷叶上一样滚落而不留水迹，既可以使灰尘颗粒附着在涂层表面呈悬空状态，使水与涂层表面的接触角大大增加，有利于水珠在涂层表面的滚落；同时又根据涂层的自分层原理，将疏水性物质引入丙烯酸乳液中，使涂料在干燥成膜过程中自动分层，从而在涂层表面富集一层疏水层，进一步保证堆积或吸附的污染性微粒在风雨的冲刷下脱离涂层表面，达到自清洁目的。但是，采用该种涂料改性风机叶片，形成的涂层硬度低，难以抵抗风沙吹打。
因此，现有的通过涂料在风机叶片上形成防护涂层，用于风机叶片防覆冰的方法，效果不理想，还达不到使用的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种材料表面改性方法，在材料表面形成具有荷叶效应的微纳米结构，从而增大材料表面的憎水性，且机械强度高。
本发明的第二个目的是提供一种采用上述表面改性方法所得的自清洁材料。
本发明的第三个目的是提供一种风机叶片表面改性方法。
本发明的第四个目的是提供一种采用上述表面改性方法所得的自清洁风机叶片。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
一种材料表面改性方法，包括下列步骤：
1)在材料表面涂覆底漆，在底漆形成干膜之前，在底漆上涂覆磁粉或涂覆铁粉、磁粉形成磁层；
2)在磁层上涂覆面漆，在面漆形成干膜之前，施加交变磁场使磁粉或使铁粉、磁粉从漆膜析出并脱离，面漆干膜表面形成微凸起。
该材料表面改性方法的实现与待改性的材料(基材)的材质本身无关，只要底漆表面能直接或间接吸附磁粉，且通过交变磁场能使磁粉或使铁粉、磁粉从漆膜析出并脱离，在面漆表面轰击出具有荷叶效应的微凸起，即可。
步骤1)中，底漆干膜的厚度为80～150μm；步骤2)中，面漆干膜的厚度为100～150μm。在底漆形成干膜之前是指在底漆干透之前，即在漆膜固化的过程中进行磁粉或进行铁粉、磁粉的涂覆。待改性材料事先经过常规的前处理，方便涂漆。
步骤1)中，形成的磁层可以是单独涂覆磁粉形成的连续的磁粉层，或者涂覆铁粉与磁粉的混合物形成的连续的混合粉层，或者依次涂覆铁粉、磁粉形成的铁粉层、磁粉层构成的连续的双层粉层。形成的磁层中，磁粉的质量含量不低于50％。加入铁粉的目的是保证磁粉与底漆间的粘附性。
步骤1)中，磁层的厚度为2～8μm；所用磁粉的粒度为2～4μm，铁粉的粒度为2～4μm。优选的，当形成的磁层是单独涂覆磁粉形成的磁粉层时，磁粉层的厚度为2～4μm；当形成的磁层是涂覆铁粉与磁粉的混合物形成的混合粉层时，混合粉层的厚度为2～4μm；当形成的磁层是依次涂覆铁粉、磁粉形成的铁粉层、磁粉层构成的双层粉层时，双层粉层中的铁粉层的厚度为2～4μm，磁粉层的厚度为2～4μm。
所述磁粉为氧化物磁粉或金属磁粉；优选的，所述氧化物磁粉为γ-Fe2O3。
步骤2)中，采用交流电磁铁施加交变磁场，交流电磁铁与面漆的距离为10～50mm；交流电磁铁的吸附端或者交流电磁铁装置中用于形成定向交变磁场的漏磁板与面漆的距离为10～50mm。交变磁场的磁场方向与材料表面的夹角>70°。优选的，采用定向垂直交变磁场，磁场的方向垂直于材料表面。交变磁场使磁粉或使铁粉、磁粉从漆膜内部析出并脱离漆膜表面，因磁粉或磁粉与铁粉轰击表面漆膜而残留的孔隙痕迹，在面漆干膜后表面形成均匀的微凸起。
施加交变磁场时，所需的磁场强度应保证漏磁栅格板孔径中的磁粉或铁粉、磁粉所受的磁力不大于栅格中的气流对其的阻力，保证磁粉或铁粉、磁粉不堵塞栅格板网孔。施加交变磁场的时间可结合面漆特性及磁场强度进行调整，保证磁粉或铁粉、磁粉析出。
一般的，析出并脱离漆膜的磁粉质量或析出的铁粉、磁粉总质量为涂覆粉体质量的80％以上。此处析出并脱离漆膜的磁粉质量或析出的铁粉、磁粉总质量是通过收集称重法计算所得，其余不足20％的粉体为析出但未能收集的粉体或残留在漆膜内的粉体。
漆膜表面微凸起的形成是在交变磁场作用下由磁层的磁粉或由磁层的铁粉、磁粉轰击面漆漆膜而残留的孔隙痕迹形成的，也会存在微量的未完全逃逸的磁粉或铁粉残留在漆膜内，不影响漆膜的使用性能。
优选的，步骤2)中，所述交变磁场的磁场强度为100～140A/m，作用时间为2～4s。
步骤2)中，所述交变磁场的交流电频率为50～60Hz。
一种采用上述的材料表面改性方法所得的自清洁材料。
本发明的材料表面改性方法，在面漆干膜表面形成的微凸起的高度为2～4μm，微凸起与面漆干膜表面的夹角大于140°。该表面改性方法，在面漆形成干膜之前施加交变磁场，是指在面漆未将磁粉或未将铁粉、磁粉凝固前，利用交变磁场使磁粉或使铁粉、磁粉从漆膜中因方向变化被搅动和被磁吸从而从漆膜溢出并脱离漆膜，因磁粉或磁粉与铁粉轰击表面漆膜而残留的孔隙痕迹，面漆表面随机形成均匀的微凸起，面漆干膜后，表面上均匀的微凸起构成具有荷叶效应的微纳米结构，从而增大材料表面的憎水性，达到材料表面自清洁的目的；同时形成的漆层机械强度高，抗风沙吹打。
采用定向交变磁场使得漆膜内部的磁粉或铁粉、磁粉析出原理是：交流电具有趋肤效应，又因交流电方向在不断地变化，使交流电磁铁产生的磁场方向也不断地变化，这种方向变化可搅动磁粉，有助于磁粉迁移；在面漆未将磁粉或未将铁粉、磁粉凝固前，利用交流电磁铁的吸附端形成的定向交变强磁场，使磁粉或使铁粉、磁粉从漆膜中因方向变化被搅动和被磁吸而溢出漆膜并脱离表面，因磁粉或磁粉与铁粉轰击表面漆膜而残留的孔隙痕迹，在面漆干膜后表面形成均匀的微凸起。
一种风机叶片表面改性方法，包括下列步骤：
a)在风机叶片表面涂覆底漆，在底漆形成干膜之前，在底漆上涂覆磁粉或涂覆铁粉、磁粉形成磁层；
b)在磁层上涂覆面漆，在面漆形成干膜之前，施加交变磁场使磁粉或使铁粉、磁粉从漆膜析出并脱离，面漆干膜表面形成微凸起。
在底漆形成干膜之前是指在底漆干透之前，即在漆膜固化的过程中进行磁粉或进行铁粉、磁粉的涂覆。由于风机叶片在加工过程中涂漆是必要的工序，本发明的风机叶片表面改性方法在风机叶片的涂漆施工过程中进行。
一般的，底漆、铁粉、磁粉和面漆均采用喷涂的方法进行涂覆。优选的，所述底漆、面漆采用无气喷涂的方式进行涂覆。
步骤a)中，所述底漆为脂肪族聚氨酯漆或聚酯改性丙烯酸树脂漆。
步骤b)中，所述面漆为脂肪族聚氨酯漆。
步骤a)中，风机叶片表面在涂覆底漆之前依次经过打磨、填平处理。风机叶片事先经过常规的前处理，包括基材表面打磨和填平处理；所述填平处理是指刮腻子。
步骤a)中，底漆干膜的厚度为80～150μm；步骤b)中，面漆干膜的厚度为100～150μm。
步骤a)中，磁层的厚度为2～8μm；所用磁粉的粒度为2～4μm，铁粉的粒度为2～4μm。优选的，当形成的磁层是单独涂覆磁粉形成的磁粉层时，磁粉层的厚度为2～4μm；当形成的磁层是涂覆铁粉与磁粉的混合物形成的混合粉层时，混合粉层的厚度为2～4μm；当形成的磁层是依次涂覆铁粉、磁粉形成的铁粉层、磁粉层构成的双层粉层时，双层粉层中的铁粉层的厚度为2～4μm，磁粉层的厚度为2～4μm。
所述磁粉为氧化物磁粉或金属磁粉；优选的，所述氧化物磁粉为γ-Fe2O3。
步骤b)中，采用交流电磁铁施加交变磁场，交流电磁铁与面漆的距离为10～50mm。交流电磁铁的吸附端或交流电磁铁装置中用于形成定向交变磁场的漏磁板与面漆的距离为10～50mm。交变磁场的磁场方向与材料表面的夹角>70°。优选的，采用定向垂直交变磁场，磁场的方向垂直于风机叶片表面。交变磁场使磁粉或使铁粉、磁粉从漆膜内部溢出漆膜表面，随机形成均匀的微凸起。
优选的，步骤b)中，所述交变磁场的磁场强度为100～140A/m，作用时间为2～4s。
步骤b)中，所述交变磁场的交流电频率为50～60Hz。
一种上述的风机叶片表面改性方法所得的自清洁风机叶片。
本发明的风机叶片表面改性方法，在面漆干膜表面形成的微凸起的高度为2～4μm，微凸起与面漆干膜表面的夹角大于140°。该表面改性方法，在面漆形成干膜之前施加交变磁场，是指在面漆未将磁粉或未将铁粉、磁粉凝固前，利用交变磁场，使磁粉或使铁粉、磁粉从面漆中因方向变化被搅动和被磁吸从而溢出漆膜并脱离，因磁粉或磁粉与铁粉轰击表面漆膜而残留的孔隙痕迹，面漆表面随机形成均匀的微凸起，待面漆干膜后，表面上均匀的微凸起构成具有荷叶效应的微纳米结构，从而防止冰雪粘附，达到风机叶片自清洁的目的；同时形成的漆层机械强度高，抗风沙吹打。
本发明的风机叶片表面改性方法，是在风机叶片涂覆的底漆干透之前，增加磁粉或增加铁粉、磁粉的涂覆，在面漆干膜过程中，使用交变磁场使漆膜内部的磁粉或内部的磁粉、铁粉从漆膜析出并脱离，因磁粉或磁粉与铁粉轰击表面漆膜而残留的孔隙痕迹，待面漆干膜后，面漆表面形成均匀的具有荷叶效应的微凸起，从而达到风机叶片防止冰雪粘附的自清洁目的。采用该风机叶片表面改性方法所得的自清洁风机叶片，可有效防范冰雪对风机叶片的粘附，有效解决风机叶片自清洁除冰雪难的问题及风沙对自清洁涂料的损害问题；不仅提升了发电效率，并且减少甚至消灭了粘附冰雪对风机现场人员的安全威胁。
附图说明
图1为具体实施方式中所用的材料表面改性装置的结构示意图；
图2为图1中的漏磁板的安装结构示意图；
图3为图1中的漏磁板的结构示意图；
图4为图1的材料表面改性装置的使用状态示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式中，所用的聚酯改性丙烯酸树脂底漆为桐乡市正大涂料有限公司提供的L121羟基聚酯改性丙烯酸树脂，类别：羟基聚酯改性；牌号：L121。
所用的脂肪族聚氨酯防腐面漆为立邦PC5000聚氨酯面漆。
所用磁粉的粒度为2～4μm，铁粉的粒度为2～4μm。
具体实施方式中，析出并脱离漆膜的磁粉质量或析出的铁粉、磁粉总质量为涂覆粉体质量的80％以上。此处析出并脱离漆膜的磁粉质量或析出的铁粉、磁粉总质量是通过收集称重法计算所得，其余不足20％的粉体为析出但未能收集的粉体或残留在漆膜内的粉体。漆膜表面微凸起的形成是在交变磁场作用下由磁层的磁粉或由磁层的铁粉、磁粉轰击面漆漆膜而残留的孔隙痕迹形成的，会存在微量的未完全逃逸的磁粉或铁粉残留在漆膜内，不影响漆膜的使用性能。
具体实施方式中，所用的材料表面改性装置，包括粉料收集装置和交流电磁铁装置，如图1所示，所述交流电磁铁装置包括棒状铁芯1及缠绕在棒状铁芯1外部的交流线圈2，所述棒状铁芯1具有用于吸附磁粉或磁粉与铁粉的吸附端1-1；所述棒状铁芯1及交流线圈2的外周同轴套设有管状的用于磁屏蔽的磁轭3，磁轭3的两端均具有向内的环状的翻沿3-1、3-2；
所述交流电磁铁装置还包括用于使交流电磁铁形成定向交变磁场的漏磁板4；磁轭3上靠近吸附端1-1的一端长度超出棒状铁芯1，该端的翻沿3-1上设有用于安装漏磁板4的凹槽5，如图2所示，凹槽5与漏磁板4的安装部间隙配合，使漏磁板4在磁力线方向改变时能上下、左右随机振动；装配状态下，用于安装漏磁板4的凹槽5的侧壁、槽底与漏磁板4的安装部之间的间隙尺寸是漏磁板4(多孔板)的漏磁孔的孔径的2倍；磁轭3的另一端的翻沿3-2与棒状铁芯1远离吸附端1-1的一端搭接并固定连接。
所述交流电磁铁装置的磁轭3与棒状铁芯1之间具有保压腔室20(如图1所示)，所述保压腔室20通过漏磁板4上的漏磁孔与外部连通；所述保压腔室是指磁轭与铁芯之间的空间，除了漏磁板上的漏磁孔外，其余均处于密封状态，密封处耐2bar气压以上。
如图3所示，所述漏磁板4为多孔板，漏磁板4上设有多个用于供所述吸附端定向漏磁的漏磁孔4-1以及处于相邻漏磁孔之间的导磁部分4-2，所述漏磁孔4-1为直孔且其两端分别具有用于朝向所述吸附端与待改性材料的开口。
如图1所示，所述粉料收集装置包括用于设置在交流电磁铁装置的漏磁板4下方的抽吸口13、用于连接气泵7的出气口14以及设置于抽吸口13与出气口14之间的粉料吸附过滤收集器6；
所述粉料收集装置还包括上端、下端开口的收集筒11，所述收集筒11的侧壁与交流电磁铁装置的磁轭端部(磁轭3的翻沿3-1，和漏磁板4)、待改性材料表面围设形成粉料收集腔12；所述抽吸口13、出气口14及粉料吸附过滤收集器6均位于所述粉料收集腔12内；所述出气口14通过伸出粉料收集腔12的气体管路8连接气泵7；沿气体流动方向，所述气体管路8上在气泵7下游还依次设有调压排气阀9、保压储气罐10和调压节流阀19，气体管路8远离出气口14的一端与所述保压腔室20相连通，用于使保压腔室20内的气压(1.2bar)大于外界大气压。保压储气罐10与调压节流阀19的作用是保证保压腔室20的气压略大于外界大气压，使得漏磁板上的漏磁孔处存在向外的气流和气压，从而保证漏磁孔不被磁粉或磁粉与铁粉堵塞，促使粉体被抽吸口卷吸走，保证不影响交流电磁铁装置对漆膜内磁粉或磁粉与铁粉的吸附效果。
该材料表面改性装置中的交流电磁铁装置，在其吸附端设有用于形成定向交变磁场的漏磁板，该漏磁板使交流电磁铁在该处的磁力线均匀分布，从而形成定向稳定且强度适中的定向交变磁场，满足材料表面疏水改性的磁吸需求。磁轭上用于安装漏磁板的凹槽与漏磁板的安装部间隙配合，使漏磁板在交变磁场的作用下可以随机上下振动、左右移动；因漏磁板的运动，既能防止被磁吸的铁粉和/或磁粉堵塞漏磁板的漏磁孔，保证较高的磁粉或磁粉与铁粉析出效率，又能防止局部磁场强度过大、磁吸作用力过强使面漆与底漆分层，避免面漆漆膜局部或整块被解离的情况，使用方便。
采用该材料表面改性装置进行风机叶片表面改性时，如图4所示，交流电磁铁装置的漏磁板4位于风机叶片漆膜(风机叶片表面自下而上依次为底漆15、磁层18、面漆17)的上方施加交变磁场，交流电磁铁装置的漏磁板4与面漆17之间形成磁吸区，粉料收集装置位于漏磁板4的下方、磁吸区的一侧；收集筒11的侧壁与交流电磁铁装置的磁轭端部(漏磁板4)、待改性材料表面将磁吸区围设形成粉料收集腔12；与粉料吸附过滤收集器6相连接的气体管路8上设有气泵，在气泵的抽气作用下，被吸附端磁吸至粉料收集腔12的磁粉或磁粉与铁粉，受到的气体卷吸力大于磁吸力(如图4所示，a为磁吸方向，b为气体卷吸方向)，从而随着气流进入粉料吸附过滤收集器6，粉料被设置在粉料吸附过滤收集器6中的过滤或吸附材料截留，从而实现粉料的收集，同时避免了粉料堵塞漏磁板的漏磁孔；收集的粉料可用于测量粉料析出率或循环用于材料表面改性。
实施例1
本实施例的风机叶片表面改性方法，包括下列步骤：
1)前处理：对风机叶片基材表面进行打磨，后刮腻子进行填平处理；
2)在风机叶片表面无气喷涂聚酯改性丙烯酸树脂底漆，厚度满足底漆干膜厚度为80μm；在底漆形成干膜之前(即底漆干透之前)，在底漆上依次均匀涂覆铁粉、磁粉(γ-Fe2O3磁粉)，依次分别形成2～4μm厚的铁粉层和2～4μm厚的磁粉层，构成厚度为4～8μm的磁层；
3)在磁层上涂覆脂肪族聚氨酯防腐面漆，厚度满足面漆干膜厚度为100μm；
在面漆形成干膜之前(即面漆干透之前)，采用上述的材料表面改性装置进行磁吸操作：交流电磁铁装置在面漆表面施加定向交变磁场(交流电频率为50Hz，磁场强度为120A/m，作用时间为3s)，交变磁场的磁场方向与风机叶片表面的夹角为90°，交流电磁铁装置的漏磁板与面漆表面的距离为50mm；定向垂直交变磁场使铁粉、磁粉从面漆析出并脱离漆膜，因磁粉与铁粉轰击表面漆膜而残留的孔隙痕迹，面漆干膜后漆膜表面形成均匀的微凸起。
在气泵的抽气作用下，被磁吸至粉料收集腔的磁粉或磁粉与铁粉，受到的气体卷吸力大于磁吸力，从而随着气流进入粉料吸附过滤收集器，粉料被设置在粉料吸附过滤收集器中的过滤或吸附材料截留，从而实现粉料的收集。
本实施例的风机叶片表面改性方法所得自清洁风机叶片，漆膜表面形成高度为3μm左右的微凸起，微凸起与漆膜表面的夹角大于140°，形成具有荷叶效应的微纳米结构，从而防止冰雪粘附，达到风机叶片自清洁的目的。
实施例2
本实施例的风机叶片表面改性方法，包括下列步骤：
1)前处理：对风机叶片基材表面进行打磨，后刮腻子进行填平处理；
2)在风机叶片表面无气喷涂聚酯改性丙烯酸树脂底漆，厚度满足底漆干膜厚度为150μm；在底漆形成干膜之前(即底漆干透之前)，在底漆上依次均匀涂覆铁粉、磁粉(γ-Fe2O3磁粉)，依次分别形成2～4μm厚的铁粉层和2～4μm厚的磁粉层，构成厚度为4～8μm的磁层；
3)在磁层上涂覆脂肪族聚氨酯防腐面漆，厚度满足面漆干膜厚度为150μm；
在面漆形成干膜之前(即面漆干透之前)，采用上述的材料表面改性装置进行磁吸操作：交流电磁铁装置在面漆表面施加定向交变磁场(交流电频率为60Hz，磁场强度为100A/m，作用时间为4s)，交变磁场的磁场方向与风机叶片表面的夹角为80°，交流电磁铁装置的漏磁板与面漆表面的距离为20mm；定向交变磁场使铁粉、磁粉从面漆析出并脱离漆膜，因磁粉与铁粉轰击表面漆膜而残留的孔隙痕迹，面漆干膜后漆膜表面形成均匀的微凸起。
在气泵的抽气作用下，被磁吸至粉料收集腔的磁粉或磁粉与铁粉，受到的气体卷吸力大于磁吸力，从而随着气流进入粉料吸附过滤收集器，粉料被设置在粉料吸附过滤收集器中的过滤或吸附材料截留，从而实现粉料的收集。
本实施例的风机叶片表面改性方法所得自清洁风机叶片，漆膜表面形成高度为3μm左右的微凸起，微凸起与漆膜表面的夹角大于140°，形成具有荷叶效应的微纳米结构，从而防止冰雪粘附，达到风机叶片自清洁的目的。
实施例3
本实施例的风机叶片表面改性方法，包括下列步骤：
1)前处理：对风机叶片基材表面进行打磨，后刮腻子进行填平处理；
2)在风机叶片表面无气喷涂聚酯改性丙烯酸树脂底漆，厚度满足底漆干膜厚度为100μm；在底漆形成干膜之前(即底漆干透之前)，在底漆上均匀涂覆磁粉(金属磁粉)形成2～4μm厚的磁层；
3)在磁层上涂覆脂肪族聚氨酯防腐面漆，厚度满足面漆干膜厚度为120μm；
在面漆形成干膜之前(即面漆干透之前)，采用上述的材料表面改性装置进行磁吸操作：交流电磁铁装置在面漆表面施加定向交变磁场(交流电频率为50Hz，磁场强度为140A/m，作用时间为3s)，交变磁场的磁场方向与风机叶片表面的夹角为90°，交流电磁铁装置的漏磁板与面漆表面的距离为40mm；定向垂直交变磁场使铁粉、磁粉从面漆析出并脱离漆膜，因磁粉与铁粉轰击表面漆膜而残留的孔隙痕迹，面漆干膜后漆膜表面形成均匀的微凸起。
在气泵的抽气作用下，被磁吸至粉料收集腔的磁粉或磁粉与铁粉，受到的气体卷吸力大于磁吸力，从而随着气流进入粉料吸附过滤收集器，粉料被设置在粉料吸附过滤收集器中的过滤或吸附材料截留，从而实现粉料的收集。
本实施例的风机叶片表面改性方法所得自清洁风机叶片，漆膜表面形成高度为3μm左右的微凸起，微凸起与漆膜表面的夹角大于140°，形成具有荷叶效应的微纳米结构，从而防止冰雪粘附，达到风机叶片自清洁的目的。
实施例4
本实施例的风机叶片表面改性方法，包括下列步骤：
1)前处理：对风机叶片基材表面进行打磨，后刮腻子进行填平处理；
2)在风机叶片表面无气喷涂聚酯改性丙烯酸树脂底漆，厚度满足底漆干膜厚度为120μm；在底漆形成干膜之前(即底漆干透之前)，在底漆上均匀涂覆铁粉与磁粉(金属磁粉)的混合物(铁粉与磁粉的质量比为1:1)，形成2～4μm厚的磁层；
3)在磁层上涂覆脂肪族聚氨酯防腐面漆，厚度满足面漆干膜厚度为100μm；
在面漆形成干膜之前(即面漆干透之前)，采用上述的材料表面改性装置进行磁吸操作：交流电磁铁装置在面漆表面施加定向交变磁场(交流电频率为60Hz，磁场强度为120A/m，作用时间为2s)，交变磁场的磁场方向与风机叶片表面的夹角为85°，交流电磁铁装置的漏磁板与面漆表面的距离为30mm；定向交变磁场使铁粉、磁粉从面漆析出并脱离漆膜，因磁粉与铁粉轰击表面漆膜而残留的孔隙痕迹，面漆干膜后漆膜表面形成均匀的微凸起。
在气泵的抽气作用下，被磁吸至粉料收集腔的磁粉或磁粉与铁粉，受到的气体卷吸力大于磁吸力，从而随着气流进入粉料吸附过滤收集器，粉料被设置在粉料吸附过滤收集器中的过滤或吸附材料截留，从而实现粉料的收集。
本实施例的风机叶片表面改性方法所得自清洁风机叶片，漆膜表面形成高度为3μm左右的微凸起，微凸起与漆膜表面的夹角大于140°，形成具有荷叶效应的微纳米结构，从而防止冰雪粘附，达到风机叶片自清洁的目的。
在本发明的其他实施方式中，也可采用普通的交流电磁铁进行磁吸操作，交流电磁铁的吸附端与面漆的距离为10～50mm。只要能满足将磁粉或磁粉与铁粉从漆膜中吸出，又不会使面漆与底漆分离、或面漆局部或大面积被剥离的装置都是可行的。

Claims (10)

1.一种材料表面改性方法，其特征在于：包括下列步骤：
1）在材料表面涂覆底漆，在底漆形成干膜之前，在底漆上涂覆磁粉或涂覆铁粉与磁粉形成磁层；
2）在磁层上涂覆面漆，在面漆形成干膜之前，施加交变磁场使磁粉或使铁粉与磁粉从漆膜析出并脱离，析出并脱离漆膜的磁粉质量或析出的铁粉与磁粉总质量为涂覆粉体质量的80%以上，面漆干膜表面形成微凸起。
2.根据权利要求1所述的材料表面改性方法，其特征在于：步骤1）中，底漆干膜的厚度为80～150μm；步骤2）中，面漆干膜的厚度为100～150μm。
3.根据权利要求1所述的材料表面改性方法，其特征在于：步骤1）中，磁层的厚度为2～8μm；所用磁粉的粒度为2～4μm，铁粉的粒度为2～4μm。
4.根据权利要求1所述的材料表面改性方法，其特征在于：步骤2）中，所述交变磁场的磁场强度为100～140A/m，作用时间为2～4s。
5.一种采用如权利要求1-4中任一项所述的材料表面改性方法所得的自清洁材料。
6.一种风机叶片表面改性方法，其特征在于：包括下列步骤：
a）在风机叶片表面涂覆底漆，在底漆形成干膜之前，在底漆上涂覆磁粉或涂覆铁粉与磁粉形成磁层；
b）在磁层上涂覆面漆，在面漆形成干膜之前，施加交变磁场使磁粉或使铁粉与磁粉从漆膜析出并脱离，析出并脱离漆膜的磁粉质量或析出的铁粉与磁粉总质量为涂覆粉体质量的80%以上，面漆干膜表面形成微凸起。
7.根据权利要求6所述的风机叶片表面改性方法，其特征在于：步骤a）中，所述底漆为脂肪族聚氨酯漆或聚酯改性丙烯酸树脂漆。
8.根据权利要求6所述的风机叶片表面改性方法，其特征在于：步骤b）中，所述面漆为脂肪族聚氨酯漆。
9.根据权利要求6所述的风机叶片表面改性方法，其特征在于：步骤b）中，所述交变磁场的交流电频率为50～60Hz。
10.一种采用如权利要求6-9中任一项所述的风机叶片表面改性方法所得的自清洁风机叶片。
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