[发明专利]一种风力发电机叶片用防护涂料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防护涂料及制备方法，具体涉及一种风力发电装置的风力发电机叶片用双组份丙烯酸聚氨酯防护涂料的制备方法。

背景技术

风力发电装置最关键、最核心的部分是叶片，叶片的设计和采用的材料决定风力发电装置的性能和功率，也决定风力发电机组的成本。风电叶片占风力发电整个装置成本的20％左右，制造叶片的材料和工艺对其成本存在决定性。风电叶片用的材料根据叶片长度不同而选用不同的复合材料，目前最普遍采用的是玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂、玻璃纤维增强环氧树脂，并局部采用玻纤或碳纤增强环氧树脂作为主承力结构。

这些复合材料具有重量轻，强度和刚度大，机械性能好的优点，但由于风力发电机组大都设立在荒漠、海上以及沿海等地区，工作环境非常恶劣。叶片在运转的过程中不仅要经受气体冲刷、砂石粒子冲击，还要面临强烈的紫外光照射、大幅的昼夜温差变化以及酸、碱、水汽的侵蚀。这就需要在叶片表面涂装保护层，也就是防护涂料。专利CN1556161A报道了卢能晓利用石墨对水的不浸润性，向环氧树脂中添加石墨粉，制备了风力发电机桨叶防结冻涂料，使水汽无法在涂覆涂膜的桨叶表面结冰，并提高了涂料的结合强度，降低了制备成本。专利CN101392144A报道了薛芳等以羟基丙烯酸树脂、微支链聚酯多元醇树脂、颜料以及各种助剂制备了风力发电叶片用涂料。专利CN101195724A报道了陈立斌等以氟碳涂料作为A组分，二异氰酸酯三聚体固化剂作为B组分，制备了一种风力发电用表面绝缘磁漆。

防护涂料的作用是对叶片提供保护，必须具有超强的耐候性和耐磨性。聚氨酯树脂涂料是现有的有机树脂涂料中耐磨性最好的涂料品种之一，而丙烯酸酯涂料具有优异的耐候性，利用羟基丙烯酸酯树脂与多异氰酸酯预聚物制备的双组份丙烯酸聚氨酯涂料兼具聚氨酯树脂涂料和丙烯酸酯涂料的优点，具有优异的耐候性和耐磨性，能够有效的满足防护涂料的要求。

目前，国内尚未见将双组份丙烯酸聚氨酯涂料用作风力发电叶片的防护涂料的专利和文献报道。

发明内容

技术问题：本发明的目的是根据处于恶劣环境中的风力发电机叶片对涂料的性能要求，提供了一种具有优异抗紫外线性、耐磨性、抗沾污性、耐腐蚀性、附着力和柔韧性的风力发电机叶片用防护涂料及制备方法。

技术方案：为了达到上述目的，本发明涂料由A、B两组分组成，所述A组分与B组分的质量比为：2～6∶1；

所述的A组分按份数比例计：

含有羟基丙烯酸酯树脂10～55份

耐磨和抗沾污助剂1～5份

紫外光稳定剂0.2～0.4份

环保有机溶剂10～15份

颜填料15～20份

消光剂2～5份

分散剂0.15～0.55份

催干剂0.01～0.3份

流平剂0.25～0.55份；

所述B组分按份数计：

含HDI缩二脲1～15份

HDI三聚体1～15份。

所述耐磨和抗沾污助剂为聚硅氧烷化合物和改性聚乙烯蜡。

所述紫外光稳定剂为苯胺乙二酸紫外光吸收剂与受阻胺光稳定剂的复合物。

所述环保有机溶剂为醋酸丁酯、甲氧基丁基醋酸酯或乙二醇丁醚醋酸酯，以及其中两种或三种的组合。

所述消光剂为表面处理过的二氧化硅。

所述分散剂为聚胺酸与烷醇胺复合物。

所述催干剂为二月桂酸二丁基锡、环烷酸锌中的一种或两种。

所述流平剂为聚氨酯改性聚醚类和改性聚丙烯酸混合制成。

风力发电机叶片用防护涂料的制备方法中：

A组分的制备：将羟基丙烯酸酯树脂与颜填料、分散剂和环保有机溶剂混合，研磨均匀制成色浆；然后将研磨好的色浆与紫外光稳定剂、耐磨和抗沾污助剂、消光剂、流平剂、催干剂一起投入至高速分散机中，高速分散0.5～1.0小时，混合均匀后即制得满足要求的A组分；

B组分的制备：将HDI缩二脲与HDI三聚体混合均匀即得到满足要求的B组分；

使用时，将A、B组分按质量比为：2～6∶1的配比混合并搅拌均匀，调整到合适的粘度后用喷涂方法施工。

有益效果：

(1)具有优异的耐候性，抗紫外线能力强，并具有突出的耐酸碱性和耐盐雾性，使用寿命至少15年。

(2)对多种底材均有优异的附着力。

(3)耐磨性能优良，能抵抗气体冲刷和砂石粒子冲击。

(4)具有优异的抗沾污性，易清洗。

(5)有机溶剂环保，VOC的排放量低，符合最新的环保法规。