CN101392144A - 风力发电叶片用涂料及其制备方法 - Google Patents

风力发电叶片用涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风力发电叶片用涂料及其制备方法。该涂料包括：羟基丙烯酸树脂9～25份，微支链聚酯多元醇树脂28～50份，高耐候性助剂0.2～0.4份，抗磨耗、抗污染助剂4～6份，环保有机溶剂3～18份，消光剂4～5份，颜料15～20份，分散剂0.1～0.5份，流平剂0.2～0.5份，催干剂0.15～0.3份。制备方法为①将羟基丙烯酸树脂、颜料、分散剂、环保有机溶剂混合研磨制成色浆；②将微支链聚酯多元醇树脂、羟基丙烯酸树脂、高耐候性助剂、抗磨耗抗污染助剂、流平剂、催干剂、环保有机溶剂以及色浆一起投至到投料罐中高速分散混合均匀制成涂料。本发明的涂料具有优异的耐候性，耐磨耗性，抗污染性。

Description

风力发电叶片用涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种涂料及其制备方法，具体涉及风力发电设备的风力发电叶片用涂料及其制备方法。
背景技术
风力发电叶片的设计及其采用的材料决定着风力发电装置的性能和功率，也决定着其电力成本及价格。复合材料在风力发电上的应用，实际上主要是在风力发电叶片上的应用。风力发电叶片占风力发电整个装置成本的15％～20％，制造叶片的材料工艺对其成本有着决定性的影响。风力发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用玻璃纤维增强聚酯树脂、玻璃纤维增强环氧树脂或碳纤维增强环氧树脂来制造风力发电叶片。
环氧树脂制成的叶片有着重量轻、机械性能好、成本低等方面的的优势，但环氧树脂的耐候性能较差，而风力发电机组大都设立在沿海或荒漠地区，气候恶劣，紫外光较强，这就需要在表面涂装保护层，也就是叶片涂料。
叶片涂料的作用是为叶片提供保护，必须满足以下要求：一是超强的耐候性：风电机组一旦安装，必须保证叶片8年以上的使用寿命，而叶片的工作环境决定了叶片涂料必须能够耐紫外光、耐盐雾、耐雨水侵蚀。二是超强的耐磨耗性：很多风电机组工作在经常有沙尘天气的荒漠地区，扬沙对叶片涂料的磨耗非常厉害，提高涂膜的耐磨耗性对叶片的使用寿命至关重要。
目前尚未发现有相关文献报道。
发明内容
本发明的目的是克服上述问题，提供一种具有优异的耐候性和耐磨耗性的风力发电叶片用涂料及其制备方法。
实现本发明目的之一的技术方案是：一种风力发电叶片用涂料，包括以下重量份数的组分：羟基丙烯酸树脂9～25份，微支链聚酯多元醇树脂28～50份，高耐候性助剂0.2～0.4份，抗磨耗、抗污染助剂4～6份，环保有机溶剂3～18份，消光剂4～5份，颜料15～20份，分散剂0.1～0.5份，流平剂0.2～0.5份，催干剂0.15～0.3份。
上述高耐候性助剂由苯并三氮唑紫外光吸收剂与反应型受阻胺光稳定剂复配而成，其中苯并三氮唑紫外光吸收剂为汽巴公司生产的TINUVIN 384，反应型受阻胺类光稳定剂为汽巴公司生产的TINUVIN152。
上述抗磨耗、抗污染助剂为氟改性聚硅氧烷和聚酰胺蜡。
上述环保有机溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、碳酸二甲酯以及醋酸丁酯中的两种或者三种。
上述消光剂为二氧化硅，该二氧化硅为非表面处理的二氧化硅。
上述颜料为不含重金属的有机颜料或者无机颜料，所述重金属为铅、铬、镉或者汞。
上述分散剂为改性聚丙烯酸酯高聚物。
上述流平剂由氟改性聚硅氧烷与氟改性聚丙烯酸酯溶液混合制成。氟改性聚硅氧烷为汽巴公司生产的EFKA 3034，氟改性聚丙烯酸酯溶液为汽巴公司生产的EFKA 3777。
上述催干剂为二月桂酸二丁基锡。
实现本发明另一目的的技术方案是：一种上述风力发电叶片用涂料的制备方法，包括以下步骤：①将一部分或者全部的羟基丙烯酸树脂作为分散树脂与颜料、分散剂以及一部分环保有机溶剂混合，研磨制成色浆；②将微支链聚酯多元醇树脂与剩余的羟基丙烯酸树脂(如果步骤①中用了全部的羟基丙烯酸树脂，则剩余量为0)作为基体树脂与高耐候性助剂、抗磨耗抗污染助剂、流平剂、催干剂、剩余的环保有机溶剂以及步骤①研磨好的色浆一起投至到投料罐中高速分散20～30分钟，使物料混合均匀即制成风力发电叶片用涂料。
本发明具有积极的效果：(1)本发明的涂料具有优异的耐候性，一般都超过10年。(2)本发明的涂料具有优异的耐磨耗性，并且还耐水，耐酸碱。(3)本发明的涂料具有优异的抗污染性。(4)本发明的涂料可在室温条件下干燥，属于环保型、无毒、低气味涂料。
具体实施方式
(实施例1)
本实施例的风力发电叶片用涂料包括：25kg质量百分数为60％的羟基丙烯酸树脂，40kg质量百分数为80％的微支链聚酯多元醇树脂，由0.1kg汽巴公司生产的苯并三氮唑紫外光吸收剂TINUVIN 384和0.1kg汽巴公司生产的反应型受阻胺类光稳定剂TINUVIN 152复配而成的高耐候性助剂，由0.2kg氟改性聚硅氧烷和4kg聚酰胺蜡组成的抗磨耗、抗污染助剂，由4kg丙二醇甲醚醋酸酯、1.5kg碳酸二甲酯以及1.6kg醋酸丁酯组成的环保有机溶剂，4.5kg作为消光剂的非表面处理二氧化硅，18kg颜料，0.3kg作为分散剂的改性聚丙烯酸酯高聚物，由0.1kg汽巴公司生产的氟改性聚硅氧烷EFKA3034和0.25kg汽巴公司生产的氟改性聚丙烯酸酯溶液EFKA3777混合制成的流平剂，0.15kg作为催干剂的二丁基二月桂酸锡。
其制备方法为：①将12g的羟基丙烯酸树脂作为分散树脂与颜料、分散剂以及4kg的作为环保有机溶剂的丙二醇甲醚醋酸酯混合，研磨制成色浆；②将剩余的13kg的羟基丙烯酸树脂和微支链聚酯多元醇树脂作为基体树脂与高耐候性助剂、抗磨耗抗污染助剂、流平剂、催干剂、剩余的作为环保有机溶剂的1.5kg碳酸二甲酯、1.6kg醋酸丁酯以及步骤①研磨好的色浆一起投至到投料罐中高速分散搅拌20～30分钟，使物料混合均匀即制成风力发电叶片用涂料。
将上述涂料喷涂在马口铁板上，根据不同的技术指标采用相应的干燥方法进行干燥，各项主要技术指标见表2。
(实施例2～实施例5)
各实施例的风力发电叶片用涂料的组分见表1，各实施例的制备方法同实施例1基本相同，制得的涂料的技术指标见表2。
表1
 
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
基体树脂 40kg的80％微支链聚酯多元醇树脂和13kg的60％羟基丙烯酸树脂 45kg的80％微支链聚酯多元醇树脂和7kg的60％羟基丙烯酸树脂    50kg的80％微支链聚酯多元醇树脂             35kg的80％微支链聚酯多元醇树脂和18kg的60％羟基丙烯酸树脂 45kg的80％微支链聚酯多元醇树脂            
分散树脂 12kg的60％羟基丙烯酸树脂     13kg的60％羟基丙烯酸树脂     15kg的60％羟基丙烯酸树脂     22kg的60％羟基丙烯酸树脂     25kg的60％羟基丙烯酸树脂    
高耐候性助剂     0.1kg TINUVIN384；0.1kgTINUVIN 152  0.1kg TINUVIN384；0.1kgTINUVIN 152  0.2kg TINUVIN384；0.2kgTINUVIN 152  0.2kg TINUVIN384；0.2kgTINUVIN 152  0.2kg TINUVIN384；0.2kgTINUVIN 152 
抗磨耗、助剂抗污染助剂       0.2kg氟改性聚硅氧烷，4kg聚酰胺蜡            0.2kg氟改性聚硅氧烷，4kg聚酰胺蜡            0.2kg氟改性聚硅氧烷，5kg聚酰胺蜡            0.2kg氟改性聚硅氧烷，5kg聚酰胺蜡            0.2kg氟改性聚硅氧烷，5kg聚酰胺蜡           
环保有机溶剂 色浆中：4kg丙二醇甲醚醋酸酯，剩余的：1.5kg碳酸二甲酯，1.6kg醋酸丁酯           色浆中：4kg丙二醇甲醚醋酸酯，剩余的：2.5kg碳酸二甲酯，2.1kg醋酸丁酯           色浆中：4kg丙二醇甲醚醋酸酯，2.75kg碳酸二甲酯，剩余的：2.5kg醋酸丁酯          色浆中：1kg丙二醇甲醚醋酸酯，剩余的：1kg丙二醇甲醚醋酸酯，1kg醋酸丁酯         色浆中：8kg丙二醇甲醚醋酸酯，剩余的：3.6kg碳酸二甲酯，4kg醋酸丁酯            
消光剂 4.5kg二氧化硅 4kg二氧化硅 4kg二氧化硅 5kg二氧化硅 5kg二氧化硅
颜料 18kg 18kg 19kg 15kg 20kg
分散剂 0.3kg的改性聚丙烯酸酯高聚物    0.3kg的改性聚丙烯酸酯高聚物    0.4kg的改性聚丙烯酸酯高聚物    0.2kg的改性聚丙烯酸酯高聚物    0.5kg的改性聚丙烯酸酯高聚物   
流平剂 0.1kgEFKA3034，0.25kgEFKA3777  0.1kgEFKA3034，0.25kgEFKA3777  0.2kgEFKA3034，0.3kgEFKA3777   0.2kgEFKA3034，0.3kgEFKA3777   0.2kgEFKA3034，0.3kgEFKA3777  
催干剂 0.15kg二丁基二月桂酸锡       0.15kg二丁基二月桂酸锡       0.15kg二丁基二月桂酸锡       0.3kg二丁基二月桂酸锡      0.3kg二丁基二月桂酸锡     
表2
Figure A200810234980D00071

Claims (10)

1、一种风力发电叶片用涂料，其特征在于包括以下重量份数的组分：
羟基丙烯酸树脂9～25份，微支链聚酯多元醇树脂28～50份，高耐候性助剂0.2～0.4份，抗磨耗、抗污染助剂4～6份，环保有机溶剂3～18份，消光剂4～5份，颜料15～20份，分散剂0.1～0.5份，流平剂0.2～0.5份，催干剂0.15～0.3份。
2、根据权利要求1所述的风力发电叶片用涂料，其特征在于：所述高耐候性助剂由苯并三氮唑紫外光吸收剂与反应型受阻胺光稳定剂复配而成。
3、根据权利要求1所述的风力发电叶片用涂料，其特征在于：所述抗磨耗、抗污染助剂为氟改性聚硅氧烷和聚酰胺蜡。
4、根据权利要求1所述的风力发电叶片用涂料，其特征在于：所述环保有机溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、碳酸二甲酯以及醋酸丁酯中的两种或者三种。
5、根据权利要求1所述的风力发电叶片用涂料，其特征在于：所述消光剂为二氧化硅。
6、根据权利要求1所述的风力发电叶片用涂料，其特征在于：所述颜料为不含重金属的有机颜料或者无机颜料，所述重金属为铅、铬、镉或者汞。
7、根据权利要求1所述的风力发电叶片用涂料，其特征在于：所述分散剂为改性聚丙烯酸酯高聚物。
8、根据权利要求1所述的风力发电叶片用涂料，其特征在于：所述流平剂由氟改性聚硅氧烷与氟改性聚丙烯酸酯溶液混合制成。
9、根据权利要求1所述的风力发电叶片用涂料，其特征在于：所述催干剂为二月桂酸二丁基锡。
10、一种权利要求1至9之一所述的风力发电叶片用涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
①将一部分或者全部的羟基丙烯酸树脂作为分散树脂与颜料、分散剂以及一部分环保有机溶剂混合，研磨制成色浆；
②将微支链聚酯多元醇树脂与剩余的羟基丙烯酸树脂作为基体树脂与高耐候性助剂，抗磨耗、抗污染助剂，流平剂，催干剂，剩余的环保有机溶剂以及步骤①研磨好的色浆一起投至到投料罐中高速分散20～30分钟，使物料混合均匀即制成风力发电叶片用涂料。
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