CN101695689A - 一种风力发电叶片的涂装方法和所用底漆及其制备方法 - Google Patents

一种风力发电叶片的涂装方法和所用底漆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种风力发电叶片的涂装方法和所用底漆及其制备方法，对风电叶片实施至少两次以上的多层涂料涂装，且每层涂装的涂料为具有不同的物理性能的涂层；其中最先涂装的涂层为底漆层，底漆层具有优于覆盖底漆层上面一层涂层的附着力，以保证底漆层能牢固附着在风电叶片上，底漆层同时又具有与覆盖底漆层上面一层涂层很好的结合力。底漆及其制备方法是采用A和B两种组分混合形成底漆涂料，其中：A组分组成及配比为：固体双酚A环氧树脂25～40份，液体双酚A环氧树脂3～5份，有机溶剂19～30份，防沉剂1～6份，消泡剂0.1～0.5份，颜填料45～60份，分散剂1.5～3份，流平剂0.2～0.5份。B组分为：缩二脲型HDI聚异氰酸酯溶液10～25份。

Description

一种风力发电叶片的涂装方法和所用底漆及其制备方法
技术领域
本发明有关一种涂装方法及其涂料的制备，具体涉及风力发电设备的风力发电叶片涂装方法及其专用底漆及制备方法。
技术背景
风电叶片的涂装大部分采用室温固化聚氨酯涂料，如丙烯酸聚氨酯涂料、聚酯聚氨酯涂料及氟碳聚氨酯涂料等。这些涂料虽然能提供给风电叶片可靠的环境保护，但其对环氧玻璃钢底材的附着力却很差。如中国专利申请200810234980.6公布了一种聚酯一羟基丙烯酸聚氨酯涂料，该涂料作为面涂，拥有良好的保护性能，但经过反复实验证明，其附着力很难达到划格法小于或等于1级的要求；为解决丙烯酸聚氨酯等涂料附着力差的缺点，可采用专用底漆搭配来增强风力发电叶片用涂料对叶片的附着性能，从而更好保护叶片。
通过检索尚未发现有采用环氧聚氨酯底涂与聚氨酯风电叶片面涂配套作为风电叶片的涂装的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术所述现有各种聚氨酯涂料对风力发电叶片附着力差的不足，提供一种不仅机械性能良好，且具有优异附着力的风电叶片涂装方法。
本发明的另一目的在于提供一种实现上述方法的底漆及其制备方法。
本发明的技术方案如下：一种风电叶片涂装方法，对风电叶片实施至少两次以上的多层涂料涂装，且每层涂装的涂料为具有不同的物理性能的涂层；其中最先涂装的涂层为底漆层，底漆层具有优于覆盖底漆层上面一层涂层的附着力，以保证底漆层能牢固附着在风电叶片上，底漆层同时又具有与覆盖底漆层上面一层涂层很好的结合力。
根据本发明方法所提出补充技术实施方案是：所述的涂装层至少为两层，一层为底漆层，一层为面漆层，其中底漆层对风电叶片的附着力要大于面漆层，底漆层同时又具有与面漆很好的结合力。
根据本发明方法所提出进一步补充技术实施方案是：所述的涂装层至少为三层以上，其中紧贴风电叶片的一层为底漆层，最外的一层为面漆层，其它层为中间层；其中底漆层对风电叶片的附着力要大于覆盖在底漆层上的中间层，中间层为底漆与面漆之间的过渡层。
所述的中间层和面漆可以为常规的聚氨酯涂料。
根据本发明方法所提出的底漆及其制备方法是：
采用A和B两种组分混合形成底漆涂料，其中：
A组分按照重量分数组成及配比为：固体双酚A环氧树脂20～30份，液体双酚A环氧树脂2～6份，混合有机溶剂19～30份，防沉剂1～6份，消泡剂0.1～0.5份，颜填料45～60份，分散剂1.5～3份，流平剂0.2～0.5份，固化促进剂0.02～0.04份，附着力促进剂0.5～1份。
B组分按照重量分数为：缩二脲型HDI聚异氰酸酯溶液10～25份。
上述混合有机溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、甲苯、二甲苯、三甲苯、丙酮、丁酮、环己酮、脂肪烃油和芳香烃油等其中的2～4种按照任意比例的混合物。
上述消泡剂为普通的消泡剂
上述颜填料由锐钛型钛白粉、沉淀硫酸钡及滑石粉等组成。
上述流平剂为带环氧基丙烯酸酯均聚物流平剂。
上述防沉剂为质量分数为10％的有机改性膨润土浆料。
上述分散剂为含亲颜料基团的聚丙烯酸酯高聚物或聚氨酯高聚物溶液。
上述固化促进剂为为有机锡化合物溶液。
上述附着力促进剂为γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
底漆涂料的制备步骤是：
1、按比例将固体双酚A环氧树脂和液体环氧树脂混合后与一部分混合有机溶剂一同倒入密闭的反应釜中，加热混合物至85-95℃并高速搅拌至固体环氧树脂完全溶解，冷却后保证环氧树脂溶液固体含量至55-65％待用。如果冷却后的环氧树脂溶液固体含量低于55％或高于65％，则采用添加混合溶剂或搅拌的方法调节环氧树脂溶液固体含量。其中，如果冷却后环氧树脂溶液固体含量至低于55％，则直接通过搅拌使混合有机溶剂进一步蒸发，直至达到环氧树脂溶液固体含量至55％；如果冷却后环氧树脂溶液固体含量高于65％，则另外添加混合有机溶剂并搅拌均匀使环氧树脂溶液固体含量至65％以下。
2、将步骤一中制得的环氧树脂溶液作为分散研磨树脂，按配方量加入防沉剂、颜填料、分散剂、消泡剂及适量混合有机溶剂分散至一定程度后研磨至细度为40μm以下的漆料。
3、按配方量往步骤二所得浆料添加流平剂，采用继续分散或添加溶剂的方法调整漆料的粘度至大于60s(涂4杯)并分散均匀，最终制成风力发电叶片用底漆A组分。
4、施工时需将步骤3所得A组分与B组分按配方量混合均匀并用溶剂调粘度至能在风电叶片上施工为止(具体根据实际应用的需要确定，夏季和冬季不同)，再均匀涂刷在风电叶片基础材料上即可。
本发明通过多层涂装，并结合风力发电叶片与面漆的要求，分别选取不同物理性能的涂料进行多次涂装，可以有效改变涂料与风力发电叶片的附着力，本发明的优点主要在于：(1)本发明的环氧聚氨酯涂料漆膜具有优异的力学性能，少量液体环氧树脂树脂提高了涂料的柔韧性；(2)本发明的涂料对环氧玻璃钢底材的附着力远优于丙烯酸聚氨酯涂料；(3)本发明的涂料室温干燥快，适合滚涂、喷涂及刷涂等多种施工工艺。该底漆具有柔韧性好、附着力优异和干燥快的优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述：
实施例一
本实施例的风力发电叶片涂料包括：21份固体双酚A环氧树脂，6份液体双酚A环氧树脂，45份无机颜料，2份改性聚丙烯酸酯分散剂，0.3份破泡硅氧烷溶液消泡剂HX2000，6份质量分数为10％的有机改性膨润土防沉浆，由7份二甲苯、7份环己酮和7份丙二醇甲醚醋酸酯组成的有机溶剂，0.4份流平剂，固化促进剂0.02份，附着力促进剂1份。
其制备方法为：①按比例将固体双酚A环氧树脂和液体环氧树脂混合后与由二甲苯、环己酮和丙二醇甲醚醋酸酯组成的混合溶剂一同倒入密闭的反应釜中，加热混合物至90℃并高速搅拌至固体环氧树脂完全溶解，冷却后采用添加混合溶剂或搅拌的方法调节环氧树脂溶液固体含量至60％待用。②取步骤①所得的双酚A环氧树脂溶液45份作为研磨分散树脂，并与颜料、分散剂、消泡剂以及适量混合溶剂研磨制成细度为40μm以下的漆料；③按配方量往步骤②所得漆料中添加流平剂，采用继续分散或添加溶剂的方法调整漆料的粘度并分散均匀，最终制成风力发电叶片用底漆。
将上述制得的涂料A组分与18份质量重量份数的B组分固化剂N75按一定混合并用溶剂调粘度至12s(涂4杯)后喷涂在马口铁板上，放置恒温恒湿室(23℃、50％)中晾干并按技术指标选择相应的调节时间，测得各项技术指标见表2
实施例二至3
实施例2-3的底漆各组分用量见表1，制备方法同实施例1，制得的风电叶片底漆各项性能指标见表2。
表1
Figure G2009100446276D0000041
表2
Figure G2009100446276D0000051

Claims (9)

1.一种风电叶片涂装方法，其特征在于：对风电叶片实施至少两次以上的多层涂料涂装，且每层涂装的涂料为具有不同的物理性能的涂层；其中最先涂装的涂层为底漆层，底漆层的附着力大于覆盖底漆层上面一层涂层的附着力，以保证底漆层能牢固附着在风电叶片上，底漆层同时又具有与覆盖底漆层上面一层涂层很好的结合力。
2.如权利要求1所述的风电叶片涂装方法，其特征在于：所述的涂装层为两层，一层为底漆层，一层为面漆层，其中底漆层对风电叶片的附着力要大于面漆层，底漆层同时又具有与面漆很好的结合力。
3.如权利要求1所述的风电叶片涂装方法，其特征在于：所述的涂装层至少为三层以上，其中紧贴风电叶片的一层为底漆层，最外的一层为面漆层，其它层为中间层；其中底漆层对风电叶片的附着力要大于覆盖在底漆层上的中间层，中间层为底漆与面漆之间的过渡层。
4.如权利要求1至3所述的风电叶片涂装方法，其特征在于：所述的中间层和面漆为常规的聚氨酯涂料。
5.一种实现权利要求1所述风电叶片涂装方法的底漆，其特征在于：采用A和B两种组分混合形成底漆涂料，其中：
A组分按照重量分数组成及配比为：固体双酚A环氧树脂20～30份，液体双酚A环氧树脂2～6份，混合有机溶剂19～30份，防沉剂1～6份，消泡剂0.1～0.5份，颜填料45～60份，分散剂1.5～3份，流平剂0.2～0.5份，固化促进剂0.02～0.04份，附着力促进剂0.5～1份；
B组分按照重量分数为：缩二脲型HDI聚异氰酸酯溶液10～25份。
6.如权利要求5所述的底漆，其特征在于：所述的混合有机溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、甲苯、二甲苯、三甲苯、丙酮、丁酮、环己酮、脂肪烃油和芳香烃油其中的2～4种按照任意比例的混合物。
7.如权利要求5所述的底漆，其特征在于：所述的消泡剂为普通的消泡剂；所述的颜料为锐钛型钛白粉或沉淀硫酸钡及滑石粉；所述的流平剂为带环氧基丙烯酸酯均聚物流平剂；所述的防沉剂为质量份数为10％的有机改性膨润土浆料；所述的分散剂为含亲颜料基团的聚丙烯酸酯高聚物或聚氨酯高聚物溶液；所述的固化促进剂为为有机锡化合物溶液；所述的附着力促进剂为γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
8.一种如权利要求5所述风电叶片涂装方法的底漆制备方法，其特征在于：底漆涂料的制备步骤是：
A、按比例将固体双酚A环氧树脂和液体环氧树脂混合后与一部分混合有机溶剂一同倒入密闭的反应釜中，加热混合物至85-95℃并高速搅拌至固体环氧树脂完全溶解，冷却后保证环氧树脂溶液固体含量至55-65％待用；
B、将步骤一中制得的环氧树脂溶液作为分散研磨树脂，按配方量加入防沉剂、颜填料、分散剂、消泡剂及适量混合有机溶剂分散至一定程度后研磨至细度为40μm以下的漆料；
C、按配方量往步骤二所得浆料添加流平剂，采用继续分散或添加溶剂的方法调整漆料的粘度至大于60s并分散均匀，最终制成风力发电叶片用底漆A组分；
D、施工时需将步骤3所得A组分与B组分按配方量混合均匀并用溶剂调粘度至能在风电叶片上施工为止，再均匀涂刷在风电叶片基础材料上即可。
9.如权利要求8所述的风电叶片涂装方法的底漆制备方法，其特征在于：如果冷却后的环氧树脂溶液固体含量低于55％或高于65％，则采用添加混合溶剂或搅拌的方法调节环氧树脂溶液固体含量；其中，如果冷却后环氧树脂溶液固体含量至低于55％，则直接通过搅拌使混合有机溶剂进一步蒸发，直至达到环氧树脂溶液固体含量至55％；如果冷却后环氧树脂溶液固体含量高于65％，则另外添加混合有机溶剂并搅拌均匀使环氧树脂溶液固体含量至65％以下。
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