[发明专利]一种风能叶片前缘防护加强复合涂膜结构及其制备方法

说明书

本发明涉及风能叶片防护技术领域，提供了一种风能叶片前缘防护加强复合涂膜结构及其制备方法。本发明提供的防护加强复合涂膜结构包括厚浆弹性涂料基底层和叠加设置在所述厚浆弹性涂料基底层上的若干个加强复合涂膜单元，所述加强复合涂膜单元包括由内而外依次设置的胎基布内侧厚浆弹性涂层、胎基布和胎基布外侧厚浆弹性涂层；所述加强复合涂膜单元的个数≥1。本发明将胎基布与厚浆弹性涂层相结合，利用二者的协同作用对风能叶片前缘进行防护，在吸收冲击动能的同时将前缘部位的冲击力及时向叶片两侧分散，本发明提供的加强防护涂膜结构能有效的在风能叶片前缘部位抵抗高速雨滴和空中其它小颗粒物的冲击，大大提高风能叶片前缘的耐久性。

技术领域

本发明涉及风能装置防护技术领域，尤其涉及一种风能叶片前缘防护加强复合涂膜结构及其制备方法。

背景技术

风能是一种可再生、无污染的绿色能源，风能的大规模开发利用，可以有效减少化石能源的利用、减少温室气体排放、保护环境。

传统的风能叶片采用玻璃钢作为主材，然后直接在玻璃钢上喷涂油漆，这些油漆为薄涂料，且为刚性涂料，厚度为微米级别，如丙烯酸漆、聚氨酯丙烯酸漆等白色防护漆。目前的风机叶片长度达到50m以上，其叶尖的速度很大，线速度约为60～150m/s，上述丙烯酸漆等油漆抗冲击性差，不具有抵抗高速雨滴冲击动能的能力，在雨水冲击下，从叶尖端到叶根部方向约10m左右区域端迎风面(即风能叶片前缘)很容易发生破坏。尤其是在风沙和酸雨严重的地区，风能叶片前缘部分破坏严重，轻则前缘部分涂料开裂破损，重则叶片玻璃钢发生破坏开裂。

目前，有研究人员在采用弹性涂料或者弹性贴膜对风能叶片前缘进行防护加强，以达到减轻破坏的目的。但是，尽管这种弹性涂层具有减轻撞击的效果，但是其耐久性仍不理想，防护效果仅能维持1～2年左右。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种风能叶片前缘防护加强复合涂膜结构及其制备方法。本发明提供的风能叶片前缘防护加强复合涂膜结构耐冲击性好，应力分散性好，能够有效抵抗高速雨滴和其它颗粒物的冲击，可以大大提高风能叶片前缘的耐久性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种风能叶片前缘防护加强复合涂膜结构，从风能叶片前缘基层向外的方向上，所述防护加强复合涂膜结构依次包括厚浆弹性涂料基底层和叠加设置在所述厚浆弹性涂料基底层上的若干个加强复合涂膜单元，所述加强复合涂膜单元包括由内而外依次设置的胎基布内侧厚浆弹性涂层、胎基布和胎基布外侧厚浆弹性涂层；所述加强复合涂膜单元的个数≥1。

优选的，所述防护加强复合涂膜结构中，相邻的涂层与涂层之间，或相邻的涂层与胎基布之间的剥离强度为3N/mm以上。

优选的，所述胎基布包括聚酯类胎基布、聚氨酯类胎基布、聚酰胺类胎基布、氨纶类胎基布、碳纤维类胎基布和芳纶类胎基布中的一种或几种；所述胎基布的纵、横向断裂强力独立地为100N以上。

优选的，所述厚浆弹性涂料基底层、胎基布内侧厚浆弹性涂层和胎基布外侧厚浆弹性涂层所用弹性涂料的化学成分独立地包括聚氨酯类、聚脲类、聚丙烯酸酯类、聚硫类、聚有机硅类、改性聚氨酯类、改性聚脲类、改性聚丙烯酸酯类、改性聚硫类、改性聚有机硅类、聚氨酯聚脲类、聚氨酯丙烯酸类、丙烯酸聚氨酯类、聚氨酯聚硫类、聚硫聚氨酯类和聚氨酯有机硅类中的一种或几种；

所述弹性涂料固化后形成的弹性涂层的拉伸强度为5MPa以上，断裂伸长率为50％以上。

优选的，所述防护加强复合涂膜结构和所述风能叶片前缘表面之间还设置有底涂剂层，所述底涂剂层采用底涂剂涂布制备得到；

所述防护加强复合涂膜结构还包括设置在表层的耐候性弹性面层。

优选的，所述厚浆弹性涂料基底层的厚度不低于0.5mm，所述防护加强复合涂膜结构的总厚度为2～50mm。