專利名稱：一種超耐候耐磨防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料技術(shù)，特別是一種超耐候耐磨防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料及其制備方法，適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片長效防結(jié)冰涂裝。
背景技術(shù)：
風(fēng)機(jī)葉片材質(zhì)大多為環(huán)氧玻璃鋼，另外還有不飽和聚酯樹脂復(fù)合材料，具有質(zhì)量輕，機(jī)械性能好，成本較低的優(yōu)點(diǎn)，但還存在一些不足如耐候性差，抗磨損性不佳等。風(fēng)力 發(fā)電機(jī)組大多位于遠(yuǎn)離人煙的沙漠、山區(qū)、海岸及海上，環(huán)境惡劣，葉片需要承受各種強(qiáng)風(fēng)沙、雨水、冰霜、紫外線輻射等自然因素的侵蝕，以及高速運(yùn)轉(zhuǎn)的磨蝕。涂層防護(hù)技術(shù)因其施工簡便、適應(yīng)性廣、不受形狀、面積約束，可重復(fù)涂裝、可修復(fù)等優(yōu)勢，在表面防護(hù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用性，具有優(yōu)異耐候性、耐磨性的涂層防護(hù)技術(shù)對提高風(fēng)電葉片的使用壽命和可靠性具有重要意義。在濕冷環(huán)境下運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，葉片表面因?yàn)殪F、雨、雪的附著而出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，對葉片表面結(jié)構(gòu)、平衡和自重等造成影響，直接威脅到機(jī)組的安全和效率。因此，要求葉片涂料不僅要具有優(yōu)異的耐候性、耐磨性，還需要具備一定的防結(jié)冰性。中國專利201010537132. X公開了一種防冰、耐磨涂層，通過添加低介電常數(shù)小粒徑的物質(zhì)來降低涂層與冰的粘結(jié)力，進(jìn)而達(dá)到防結(jié)冰的目的。該涂層耐磨性良好(< 50mg)，但該涂層以聚氨酯樹脂為基料，耐侯性一般，使用壽命一般為71年，超過其使用壽命，防護(hù)性能會(huì)大幅下降甚至消失，若要滿足葉片20年的使用壽命，71年后須進(jìn)行涂裝大修。中國專利200710099350. 8公開了一種高疏水性防結(jié)冰及防結(jié)霜涂料，對各種防結(jié)冰涂料的特點(diǎn)進(jìn)行了對比，通過構(gòu)造高疏水表面來起到防冰、霜的作用，但并未對涂料的耐候性和耐磨性進(jìn)行研究，另外該涂料還需加熱(100°c熱固化7h)固化，并不適用于風(fēng)電葉片的涂裝。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備維修難度相對較大，維修成本相對較高，通常選用長效保護(hù)的涂料，盡量將第一次大修期延長。因此，開發(fā)一種便于常溫涂裝，具有高超的耐候性，突出的耐磨性，還具有一定防結(jié)冰性能的風(fēng)電葉片涂料尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種超耐候耐磨防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料及其制備方法。為了實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
本發(fā)明提供的一種超耐候耐磨防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料，由甲組分、乙組份兩種組份構(gòu)成。其中甲組份質(zhì)量組成百分比為
氟碳樹脂27-44聚酯樹脂10-25
硅烷偶聯(lián)劑O. 5-2
潤濕分散劑O. 5-2
觸變劑O. 5-2
納米二氧化鈦1-5
納米氧化鋁3-6
顏料12-18
填料5-10
消光粉3-6
紫外線吸收劑O. 1-1
流平劑O. 1-0. 8
消泡劑O. 01-0. 4
稀釋劑5-10
乙組份為脂肪族異氰酸酯；
甲組分和乙組分按照-NCO/-OH=l. 05^1. 2進(jìn)行計(jì)算配比。所述氟碳樹脂，其技術(shù)指標(biāo)為氟含量> 15%，羥基含量> O. 5%，固體份> 50%?？梢詮囊韵鹿?yīng)商獲得中昊晨光、常熟三愛富、臺(tái)灣長興、大連振邦和無錫萬博等。所述聚酯樹脂玻璃化溫度< 20°C，羥基含量> 2%，固體份> 70%。更具體的，所述聚酯樹脂為具有良好柔韌性的線性或微支鏈型聚酯?？蓮闹苯訌囊韵鹿?yīng)商獲得臺(tái)灣德謙、深圳威諾華、常州柏鶴涂料、德國拜耳、德固賽、意大利蓋斯塔夫，包括但不限于這幾個(gè)供應(yīng)商，也可以用合適的原材料在合適的條件下合成。所述硅烷偶聯(lián)劑為KH550，KH560, KH570中的一種或幾種任意比例的組合。所述潤濕分散劑為BYK-161，BYK-163，EFKA4061、EFKA4050、EFKA4065 中的一種或幾種任意比例的組合。所述觸變劑是氣相聚乙烯蠟、二氧化硅、聚酰胺蠟、有機(jī)膨潤土中的任意一種。所述納米二氧化鈦粒徑范圍為10-100nm。所述納米氧化鋁粒徑范圍為50_300nm。所述流平劑是BYK-354、BYK-356、EFKA-3777 中的任一種。所述消泡劑是BYK-A530、BYK-066N、Fomex N、6800 中的任一種。所述稀釋劑由丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯和二甲苯以任意比例組合。具體的，稀釋劑可以是丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯和二甲苯以體積比1:1:1的混合物。所述顏料包括但不限于鈦白粉、耐曬黃、耐曬紅和酞青藍(lán)一種或幾種任意比例的組合。所述填料包括但不限于石英粉、云母粉和晶須硅任意一種或幾種任意比例的組
口 ο所述消光粉和紫外線吸收劑均為市售常規(guī)涂料用消光粉和紫外線吸收劑品種。所述脂肪族二異氰酸酯為脂肪族異氰酸酯預(yù)聚體，NCO含量為10-25%,包括但不限于六亞甲基二異氰酸酯(HDI)預(yù)聚體，異氟爾酮二異氰酸酯(ITOI)預(yù)聚體，二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(H12MDI)預(yù)聚體，可以是一種也可以是幾種任意比例的組合。
采用表面能低、耐候性能突出的氟碳樹脂，賦予漆膜優(yōu)異的耐候性和疏水性；采用柔韌的聚酯樹脂賦予漆膜良好的彈性，并提高漆膜抗沖擊性和耐磨性；采用脂肪族異氰酸酯固化劑，賦予漆膜良好的常溫干燥性、優(yōu)異的機(jī)械性能和耐候性。采用合適的方式用耐候性能優(yōu)異的納米二氧化鈦對漆膜耐候性進(jìn)行增強(qiáng)，用耐磨性能優(yōu)異的納米氧化鋁在構(gòu)建粗糙疏水表面的同時(shí)，提高漆膜耐磨性。合理利用溶劑和樹脂的極性和溶解性，采用合適溶劑實(shí)現(xiàn)氟碳樹脂、聚酯樹脂和固化劑良好的相容性；采用耐候性優(yōu)異的顏填料，并選用合適的紫外線吸收劑對漆膜耐紫外線性能進(jìn)行增強(qiáng)；合理調(diào)配潤濕分散劑、觸變劑、消泡劑和流平齊U，實(shí)現(xiàn)涂料各組分合適的相容性，得到良好的施工性能和優(yōu)異的漆膜性能。本發(fā)明的超耐候耐磨防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料的甲組分制備方法包括以下步驟
(1)將氟碳樹脂、硅烷偶聯(lián)劑和部分稀釋劑加入分散罐中，攪拌10-20分鐘，在攪拌情況下加入納米二氧化鈦、納米氧化鋁，然后，高速分散15-20分鐘，球磨24、6h，得到納米粒子充分分散的衆(zhòng)體，放置備用； (2)將聚酯樹脂、消泡劑、潤濕分散劑和部分稀釋劑加入分散罐中，攪拌5-10分鐘，在攪拌情況下加入觸變劑，高速分散15-20分鐘，在攪拌情況下，依次加入顏料、填料、消光粉和紫外線吸收劑，高速分散15-20分鐘，進(jìn)入砂磨機(jī)砂磨至細(xì)度< 30 μ m，得到漆漿，放置備用；
(3)在攪拌情況下，將步驟(I)所得漿體加入到步驟(2)漆漿中，然后，加入流平劑，高速分散30-50分鐘，調(diào)節(jié)粘度合格后即得本發(fā)明涂料甲組分。在使用本發(fā)明的涂料時(shí)，甲乙組分按照-NC0/-0H=1. 05^1. 2進(jìn)行計(jì)算配比，混合均勻以后即可涂裝。制備方法所述的部分稀釋劑，具體可以是指總稀釋劑質(zhì)量25-75%的稀釋劑。通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下的有益效果
1、本發(fā)明的風(fēng)電葉片涂料耐候性能突出，耐磨性突出，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出市售葉片涂料，可對風(fēng)電葉片進(jìn)行長效保護(hù)，節(jié)約維修成本；
2、本發(fā)明的風(fēng)電葉片涂料具有優(yōu)異的疏水效果，水接觸角>150°，水滴在涂層表面易成球狀，隨葉片輕微振動(dòng)而滾落，起到一定防結(jié)冰作用，與市售葉片涂料相比，覆冰量可降低50%以上；
3、本發(fā)明的風(fēng)電葉片防結(jié)冰涂料，表干O.5h，實(shí)干24h，可刷涂、輥涂、噴涂，常溫施工
效率高。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本專利進(jìn)一步解釋說明。但本專利的保護(hù)范圍不限于具體的實(shí)施方式。對本發(fā)明提供一種超耐候耐磨防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料及其制備方法用實(shí)施例加以具體說明，但不局限于此特定實(shí)施例。實(shí)施例中的配比按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算。
實(shí)施例1:
甲三愛富氟碳樹脂JF-2X44
無錫胡埭化工聚酯樹脂3090 10硅烷偶聯(lián)劑KH550O. 5
潤濕分散劑BYK-1612
有機(jī)膨潤土2
納米二氧化鈦I
納米氧化鋁6
金紅石型鈦白粉12 云母粉10
消光粉6
紫外線吸收劑TINUVIN 326 I 流平劑 BYK-354O.1
消泡劑 BYK-A530O. 4
稀釋劑5
乙N75
其中，稀釋劑組成為丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯和二甲苯=1:1:1 (質(zhì)量比)。制備方法為1、甲組分
(1)將氟碳樹脂、硅烷偶聯(lián)劑和一半稀釋劑加入分散罐中，攪拌10-20分鐘，在攪拌情況下加入納米二氧化鈦、納米氧化鋁，然后，高速分散15-20分鐘，球磨24、6h，得到納米粒子充分分散的衆(zhòng)體，放置備用；
(2)將聚酯樹脂、消泡劑、潤濕分散劑和剩余稀釋劑加入分散罐中，攪拌5-10分鐘，在攪拌情況下加入有機(jī)膨潤土，高速分散15-20分鐘，在攪拌情況下，依次加入鈦白粉、云母粉、消光粉和紫外線吸收劑，高速分散15-20分鐘，進(jìn)入砂磨機(jī)砂磨至細(xì)度< 30 μ m，得到漆衆(zhòng)，放置備用；
(3)在攪拌情況下，將步驟(I)所得漿體加入到步驟(2)漆漿中，然后，加入流平劑，高速分散30-50分鐘，調(diào)節(jié)粘度合格后即得本發(fā)明涂料甲組分，按比例分裝即可。2、乙組分
按比例分裝即可。3、在使用本發(fā)明的涂料時(shí)，甲乙組分按照一NCO/—OH=L 05 1. 2進(jìn)行計(jì)算配比，混合均勻以后即可涂裝。該涂料可采用刷涂、滾涂和噴涂施工。為保證涂裝外觀，推薦用噴涂施工。所制備的涂料性能符合表I的技術(shù)規(guī)格，具體指標(biāo)見表I。實(shí)施例2
甲長興氟碳樹脂410127
德固賽聚酯樹脂Tl 13625
硅烷偶聯(lián)劑KH5602
潤濕分散劑BYK-163O. 5
聚酰胺蠟O. 5
納米二氧化鈦5
納米氧化鋁3金紅石型鈦白粉15
石英粉7. 2
消光粉3.89
紫外線吸收劑TINUVIN 944 O.1 流平劑 BYK-356O. 8
消泡劑 Fomex NO. 01
稀釋劑10乙N3390
其中，稀釋劑組成為丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯和二甲苯=1:2:1 (質(zhì)量比)。制備方法同實(shí)施例1。所制備的涂料性能符合表I的技術(shù)規(guī)格，具體指標(biāo)見表I。實(shí)施例3
甲大連振邦氟碳樹脂ZB-F700 37 蓋斯塔夫聚酯樹脂MX35317
硅烷偶聯(lián)劑KH5701. 2
潤濕分散劑EFKA40611. 3
氣相二氧化硅I
納米二氧化鈦3
納米氧化鋁4
金紅石型鈦白粉18
晶須娃粉5
消光粉3
紫外線吸收劑TINUVIN 944 O. 6 流平劑 EFKA 3777O. 6
消泡劑 BYK-066NO. 3
稀釋劑8
乙巴斯夫HI 190
其中，稀釋劑組成為丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯和二甲苯=1:1:3 (質(zhì)量比)。制備方法同實(shí)施例1。 所制備的涂料性能符合表I的技術(shù)規(guī)格，具體指標(biāo)見表I。表I涂料性能指標(biāo)及實(shí)施例1-3涂料檢測結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種超耐候耐磨防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料，由甲組分、乙組份兩種組份構(gòu)成，其特征是甲組份質(zhì)量組成百分比為 氟碳樹脂27-44 聚酯樹脂10-25 硅烷偶聯(lián)劑0. 5-2 潤濕分散劑0. 5-2 觸變劑0. 5-2 納米二氧化鈦1-5 納米氧化鋁3-6顏料12-18填料5-10消光粉3-6 紫外線吸收劑0. 1-1 流平劑0. 1-0. 8 消泡劑0. 01-0. 4稀釋劑5-10 乙組份為脂肪族異氰酸酯； 甲組分和乙組分按照-NCO/-OH=l. 05^1. 2進(jìn)行計(jì)算配比； 所述氟碳樹脂的技術(shù)指標(biāo)為氟含量> 15%，羥基含量> 0. 5%，固體份> 50%;所述聚酯樹脂玻璃化溫度< 20°C，羥基含量> 2%，固體份> 70% ;納米二氧化鈦粒徑范圍為IO-1OOnm ;納米氧化招粒徑范圍為50_300nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述超耐候耐磨防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料，其特征是所述的硅烷偶聯(lián)劑為KH550，KH560, KH570中的一種或幾種任意比例的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述超耐候耐磨防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料，其特征是所述的潤濕分散劑為BYK-161，BYK-163，EFKA4061, EFKA4050, EFKA4065中的任一種或幾種任意比例的組合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述超耐候耐磨防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料，其特征是所述的觸變劑是氣相聚乙烯蠟、二氧化硅、聚酰胺蠟、有機(jī)膨潤土中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述超耐候耐磨防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料，其特征是所述的所述聚酯樹脂為具有良好柔韌性的線性或微支鏈型聚酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述超耐候耐磨防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料，其特征是所述的所述流平劑是 BYK-354、BYK-356、EFKA-3777 中的任一種；消泡劑是 BYK-A530、BYK-066N、Fomex N、6800中的任一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述超耐候耐磨防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料，其特征是所述稀釋劑為丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯和二甲苯任意比例組合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述超耐候耐磨防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料，其特征是所述顏料為鈦白粉、耐曬黃、耐曬紅和酞青藍(lán)任意比例的組合物；所述填料為石英粉、云母粉和晶須硅任意比例的組合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述超耐候耐磨防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料，其特征是所述的所述脂肪族二異氰酸酯為脂肪族異氰酸酯預(yù)聚體，NCO含量為10-25%。
10.一種權(quán)利要求1所述超耐候耐磨防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料的制備方法，其特征是包括以下步驟(1)將氟碳樹脂、硅烷偶聯(lián)劑和部分稀釋劑加入分散罐中，攪拌10-20分鐘，在攪拌情況下加入納米二氧化鈦、納米氧化鋁，然后，高速分散15-20分鐘，球磨24、6h，得到納米粒子充分分散的衆(zhòng)體，放置備用；(2)將聚酯樹脂、消泡劑、潤濕分散劑和部分稀釋劑加入分散罐中，攪拌5-10分鐘，在攪拌情況下加入觸變劑，高速分散15-20分鐘，在攪拌情況下，依次加入顏料、填料、消光粉和紫外線吸收劑，高速分散15-20分鐘，進(jìn)入砂磨機(jī)砂磨至細(xì)度< 30 μ m，得到漆漿，放置備用；(3)在攪拌情況下，將步驟(I)所得漿體加入到步驟(2)漆漿中，然后，加入流平劑，高速分散30-50分鐘，調(diào)節(jié)粘度合格后即得本發(fā)明涂料甲組分；在使用時(shí)，甲乙組分按照-NC0/-0H=1. 05^1. 2進(jìn)行計(jì)算配比，混合均勻以后即可涂裝。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種超耐候耐磨防結(jié)冰風(fēng)電葉片涂料及其制備方法，甲組份質(zhì)量百分比為氟碳樹脂27-44；聚酯樹脂10-25；硅烷偶聯(lián)劑0.5-2；潤濕分散劑0.5-2；觸變劑0.5-2；納米二氧化鈦1-5；納米氧化鋁3-6；顏料12-18；填料5-10消光粉3-6；紫外線吸收劑0.1-1；流平劑0.1-0.8；消泡劑0.01-0.4；稀釋劑5-10；甲組分和脂肪族異氰酸酯按照-NCO/-OH=1.05~1.2配比。本發(fā)明的涂料耐候性、耐磨性突出，可對風(fēng)電葉片進(jìn)行長效保護(hù)，節(jié)約維修成本；水接觸角≥150°，覆冰量可降低50%以上；表干0.5h，實(shí)干24h，可刷涂輥涂噴涂，施工效率高。
文檔編號(hào)C09D7/12GK103013316SQ201210518589
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者張樂顯, 張東亞, 茹偉峰, 劉翰鋒 申請人:洛陽七維防腐工程材料有限公司