[发明专利]风机叶片用水性聚氨酯涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料化工技术领域，具体涉及一种风机叶片用水性聚氨酯涂料及其制备方法。

背景技术

风能作为一种可再生、无污染的绿色能源，储量丰富，取之不尽、用之不竭。风能的大规模开发利用，将会有效减少石化能源的使用、减少温室气体排放、保护环境，大力发展风能已经成为世界各国政府的重要选择。

我国风能资源丰富，伴随着我国风电产业的蓬勃发展，风机叶片用涂料的需求量自然也越来越大，但是，目前所用涂料多为溶剂型体系，施工过程中释放出大量的溶剂，对环境污染严重，对生态健康更为不利，这与风能本身所具有的环保属性极为不符，更与我国“节能减排”和可持续发展战略相悖。而对于风机叶片用水性环保型涂料，虽然目前国内已有部分厂家开始尝试使用，但由于完全依赖进口，存在产品价格高、供货周期长，尤其是对施工中出现的问题反馈慢等问题，使其应用受到了严重的限制，因此，开发并使用水性风机叶片涂料对我国来说显得尤为重要并势在必行。

而我国国内对风机叶片涂料领域的研究较晚，设计思路为羟基丙烯酸树脂+异氰酸酯固化剂，其构成的涂料的低温性能较差；还有采用羟基丙烯酸树脂+聚酯树脂+异氰酸酯固化剂组成的涂料，但涂膜耐候性较差，无法达到我国对风电叶片涂料性能的较高要求。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种适用于我国陆地及海洋等恶劣环境下的风机叶片维护的风机叶片用水性聚氨酯涂料，具有优异的耐候性、保光保色、耐磨损、耐低温性并其环保。

本发明的技术方案是这样实现的（本发明所用原料均为现有技术中的市售产品）：风机叶片用水性聚氨酯涂料，由A组分和B组分组成，A组分和B组分的质量配比为5：1；

A组分的组成及各物质在A组分中的质量分数为：去离子水：5.0～15%，防沉剂：0.2～0.5%，润湿分散剂：0.5～1.0%，消泡剂：0.2～0.3%，金红石型钛白粉：25.0～30.0%，炭黑：0.1～0.2%，沉淀硫酸钡：1.0～9.0%，丙烯酸分散体：45.0～55.0%，成膜助剂：1.0～2.0%，消光剂：2.0～5.0%，增稠剂：0.5～1.5%；

B组分的组成及各物质在B组分中的质量分数为：聚醚亲水改性HDI三聚体：60.0～70.0%，聚酯改性HDI三聚体：15.0～25.0%，丙二醇甲醚醋酸酯：5.0～25.0%。

A组分以丙烯酸分散体作为羟基组分，B组分以聚醚亲水改性HDI三聚体中拼用部分聚酯改性HDI三聚体作为固化剂组分，制备出具有高弹性、高耐磨性和高耐候性的风机叶片用水性聚氨酯涂料。

上述风机叶片用水性聚氨酯涂料，所述的丙烯酸分散体为德国拜尔（Bayer）公司的Bayhydrol XP2470丙烯酸分散体。

上述风机叶片用水性聚氨酯涂料，所述的聚醚亲水改性HDI三聚体为法国罗地亚公司的Rhodocoat WT2102。

上述风机叶片用水性聚氨酯涂料，所述的聚酯改性HDI三聚体为德国拜尔公司的Desmodur N3800。

由于风机多置于风砂较多的沙漠、沿海地带，会受到风砂的侵蚀、磨损等，而且风机叶片为容易变形的玻璃钢材料，高速运动必会产生弹性变形，因此，固化剂选用聚醚亲水改性HDI三聚体中拼用部分聚酯改性HDI三聚体，如罗地亚的Rhodocoat WT2102和拜尔（Bayer）的Desmodur N3800，Rhodocoat WT2102具有优异的亲水性，与水性丙烯酸树脂极易混溶，而且保光耐候性较好，Desmodur N3800具有高耐候性、耐磨性和抗化学腐蚀性和低温柔韧性能，按照一定比例混合可以提供涂膜较高弹性和耐磨性，且耐候性也相当优异。

上述风机叶片用水性聚氨酯涂料，所述的成膜助剂为二丙二醇丁醚，丙二醇甲醚醋酸酯为助溶剂。成膜助剂具有增溶作用，能使丙烯酸分散体和固化剂进一步反应，提高交联密度，使综合性能得到提高，可优先使用具有较强的降低表面张力作用及较好的颜料润湿性，同时又比较环保的丙二醇醚类和二丙二醇醚类溶剂，如：二丙二醇丁醚。由于风机叶片需要较长的使用寿命（至少20年），因此风机叶片涂膜性能要求相应较高，其中，成膜树脂使用的纯丙类的羟基丙烯酸分散体，如拜尔（Bayer）的Bayhydrol XP2470丙烯酸分散体，可提供较好的耐候性，提高风机叶片涂膜的耐久性。