CN101805549B - 风能发电叶片油漆及制作方法 - Google Patents

风能发电叶片油漆及制作方法 Download PDF

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Abstract

一种具有弹性好、耐冲击性好、耐侯耐腐蚀、抗砂石撞击及磨蚀等综合性能优异的风能发电叶片油漆。技术方案是：其特征是叶片底漆和叶片面漆组成，其中叶片底漆由下列重量份的原料组成：聚酯树脂15-25份、羟基丙烯酸树脂20-25份、颜料12-18份、防锈颜料10-15份、体质填料8-12份、分散剂1.0-1.5份、防沉剂0.8-1.2份、流平剂0.3-0.8份、催干剂0.01-0.05份、稀释剂15-18份、消泡剂0.1-0.3份；叶片面漆由下列重量份的原料组成：聚酯树脂10-15份、氟碳树脂5-10份、羟基丙烯酸树脂15-22份、颜料10-20份、填料10-20份、分散剂0.8-1.5份、防沉剂0.8-1.2份、流平剂0.3-0.8份、催干剂0.01-0.05份、有机溶剂25-30份、消泡剂0.1-0.5份、消光粉1.5-2.8份、吸收剂1.2-1.7份。本发明还公开了风能发电叶片油漆的制作方法。

Description

风能发电叶片油漆及制作方法
技术领域
本发明属于发电叶片油漆领域，尤其是一种具有弹性好、附着力优、强度高、耐冲击性好、耐侯耐腐蚀、抗砂石撞击及磨蚀等综合性能优异的风能发电叶片油漆及制作方法，用于抗风沙磨蚀的风能发电叶片涂料。 
背景技术
风电是典型的区别于传统能源的新能源。是取之不尽、用之不竭的将风能转变成电能，它和太阳能发电等其他新能源相比，风电的发展更具有规模和经济优势。特别是随着化石能源的逐渐枯竭、环保呼声的高涨及对气候变化的关注，风电在全球范围内获得了广泛认可和较快发展。我国风电的发展尤其引人注目。目前风力发电装置的叶片涂料大多采用耐侯型较好的脂肪族丙烯酸聚氨酯体系，虽然硬度高、耐候性好，但耐风沙撞击性较差，经过一段时间的风沙侵蚀后，会造成漆膜损伤、脱落现象，失去了对底材的保护及装饰性。而在西北及北部高原地区，常年风力强劲，风力资源非常丰富，也最适合建风力发电厂。但该地区海拔高紫外线照射强、温差大、风沙猛烈，恶劣的气候条件极易造成风力发电叶片漆膜风蚀损坏。这就要求开发高性能叶片涂料。漆膜即要高耐侯，又要一定弹性，当漆膜受到沙粒撞击后，漆膜受力变形，待冲击力消失后，漆膜又完全恢复。该漆主要用于抗风沙磨蚀的风能发电叶片。 
发明内容
本发明要解决的目的是提供一种具有弹性好、附着力优、强度高、耐冲击性好、耐侯耐腐蚀、抗砂石撞击及磨蚀等综合性能优异的风能发电叶片油漆及制作方法。 
解决上述问题的技术方案是：风能发电叶片油漆，其特征是叶片底漆和叶片面漆组成，其中叶片底漆由下列重量份的原料组成：(1)聚酯树脂15-25份、(2)羟基丙烯酸树脂20-25份、(3) 金红石型钛白粉颜料12-18份、(4)纳米复合铁钛粉防锈颜料10-15份、(5)亚纳米级超微细沉淀硫酸钡体质填料8-12份、(6)高分子聚氨酯类分散剂1.0-1.5份、(7)改性有机膨润土防沉剂0.8-1.2份、(8)丙烯酸酯类流平剂0.3-0.8份、(9)有机锡催干剂0.01-0.05份、(10)有机溶剂15-18份、(11)非有机硅类消泡剂0.1-0.3份； 
叶片面漆由下列重量份的原料组成：(1)聚酯树脂10-15份、(2)氟碳树脂5-10份、(3)羟基丙烯酸树脂15-22份、(4)金红石型钛白粉颜料10-20份、(5)硅酸铝功能性填料10-20份、(6)高分子聚氨酯类分散剂0.8-1.5份、(7)改性有机膨润土防沉剂0.8-1.2份、(8)丙烯酸酯类流平剂0.3-0.8份、(9)有机锡催干剂0.01-0.05份、(10)有机溶剂25-30份、(11)聚醚改性有机硅消泡剂0.1-0.5份、(12)气相二氧化硅类消光粉1.5-2.8份、(13)紫外线吸收剂1.2-1.7份。 
优选地，叶片底漆由下列重量份的原料组成：(1)聚酯树脂19份、(2)羟基丙烯酸树脂23.2份、(3)金红石型钛白粉15份、(4)纳米复合铁钛粉防锈颜料13份、(5)亚纳米级超微细沉淀硫酸钡体质填料10份、(6)高分子聚氨酯类分散剂1.2份、(7)改性有机膨润土防沉剂1份、(8)丙烯酸酯类流平剂0.5份、(9)有机锡催干剂0.02份、(10)有机溶剂16.88份、(11)消泡剂0.2份； 
叶片面漆由下列重量份的原料组成：(1)聚酯树脂12份、(2)氟碳树脂7份、(3)羟基丙烯酸树脂18.5份、(4)金红石型钛白粉颜料15份、(5)硅酸铝功能性填料15份、(6)高分子聚氨酯类分散剂1.2份、(7)改性有机膨润土防沉剂1份、(8)丙烯酸酯类流平剂0.5份、(9)有机锡催干剂0.02份、(10)有机溶剂25.88份、(11)聚醚改性有机硅消泡剂0.2份、(12)气相二氧化硅类消光粉2.2份、(13)紫外线吸收剂1.5份。 
风能发电叶片油漆的制作方法，其特征是：叶片底漆的制作方法包括下列步骤：将聚酯树脂、羟基丙烯酸树脂、金红石型钛白粉颜料、高分子聚氨酯类分散剂、有机溶剂、纳米复合铁钛粉防锈颜料、改性有机膨润土防沉剂、亚纳米级超微细沉淀硫酸钡体 质填料用高速搅拌预分散大约30分钟，然后经砂磨机研磨至细度不大于20微米，在高速搅拌下加入丙烯酸酯类流平剂、非有机硅类消泡剂、有机锡催干剂； 
叶片面漆的制作方法包括下列步骤：将聚酯树脂、氟碳树脂、羟基丙烯酸树脂、金红石型钛白粉颜料、高分子聚氨酯类分散剂、改性有机膨润土防沉剂、有机溶剂，用高速搅拌预分散大于30分钟，然后经砂磨机研磨至细度不大于20微米，在搅拌下加入硅酸铝功能性填料、丙烯酸酯类流平剂、聚醚改性有机硅消泡剂、有机锡催干剂、紫外线吸收剂。 
本发明的效果是：本发明分底漆与面漆，由成膜物、着色颜料、助剂、溶剂、固化剂等双组份组成。具有弹性好、附着力优、强度高、耐冲击性好、耐侯耐腐蚀、抗砂石撞击及磨蚀等综合性能优异的特点。 
下面结合不限定实施例对本发明做进一步的说明。 
具体实施方式
实施例1： 
叶片底漆：将聚酯树脂、氟碳树脂、羟基丙烯酸树脂、钛白粉、分散剂、溶剂、填料等其它物料用高速搅拌预分散，然后经砂磨机研磨至细度不大于20微米，加入流平剂、消泡剂、防沉剂。 
叶片底漆具体配方，由下列重量份的原料组成： 
(1)聚酯树脂：19份 
(2)羟基丙烯酸树脂：23.2份 
(3)金红石型钛白粉颜料：15份 
(4)纳米复合铁钛粉防锈颜料：13份 
(5)亚纳米级超微细沉淀硫酸钡体质填料：10份 
(6)高分子聚氨酯类分散剂：1.2份 
(7)改性有机膨润土防沉剂：1份 
(8)丙烯酸酯类流平剂：0.5份 
(9)有机锡催干剂：0.02份 
(10)有机溶剂：16.88份 
(11)非有机硅类消泡剂：0.2份 
漆膜性能检测结果 
Figure GSB00000719365300041
叶片面漆：将聚酯树脂、氟碳树脂、羟基丙烯酸树脂、金红石型钛白粉颜料、高分子聚氨酯类分散剂、改性有机膨润土防沉剂，用高速搅拌预分散大于30分钟，然后经砂磨机研磨至细度不大于20微米，在搅拌下加入硅酸铝功能性填料、丙烯酸酯类流平剂、聚醚改性有机硅消泡剂、有机锡催干剂和紫外线吸收剂。 
叶片面漆具体配方，又下列重量份的原料组成： 
(1)聚酯树脂：12份 
(2)氟碳树脂：7份 
(3)羟基丙烯酸树脂：18.5份 
(4)金红石型钛白粉颜料：15份 
(5)硅酸铝功能性填料：15份 
(6)高分子聚氨酯类分散剂：1.2份 
(7)改性有机膨润土防沉剂：1份 
(8)丙烯酸酯类流平剂：0.5份 
(9)有机锡催干剂：0.02份 
(10)有机溶剂：25.88份 
(11)聚醚改性有机硅消泡剂：0.2份 
(12)气相二氧化硅类消光粉；2.2份 
(13)紫外线吸收剂：1.5份 
漆膜性能检测结果 
Figure GSB00000719365300051
注：耐风蚀性检测是在喷砂钢板上制备漆膜，保养7天以后手动喷砂10分钟，砂粒直径为0.5-1.0mm，5-7kg/cm2。 
实施例2： 
叶片底漆由下列重量份的原料组成：(1)聚酯树脂15份、(2)羟基丙烯酸树脂20份、(3)金红石型钛白粉颜料12份、(4)纳米复合铁钛粉防锈颜料10份、(5)亚纳米级超微细沉淀硫酸钡体质填料8份、(6)高分子聚氨酯类分散剂1份、(7)改性有机膨润土防沉剂0.8份、(8)丙烯酸酯类流平剂0.3份、(9)有机锡催干剂0.01份、(10)有机溶剂15份、(11)非有机硅类消泡剂0.1份； 
叶片面漆由下列重量份的原料组成：(1)聚酯树脂10份、(2)氟碳树脂5份、(3)羟基丙烯酸树脂15份、(4)金红石型钛白粉颜料10份、(5)硅酸铝功能性填料10份、(6)高分子聚氨酯类分散剂0.8份、(7)改性有机膨润土防沉剂0.8份、(8)丙烯酸酯类流平剂0.3份、(9)有机锡催干剂0.01份、(10)有机溶剂25份、(11)聚醚改性有机硅消泡剂0.1份、(12)气相二氧化硅类消光粉1.5份、(13)紫外线吸收剂1.2份。 
制造方法同实施例1。 
实施例3： 
叶片底漆由下列重量份的原料组成：(1)聚酯树脂25份、(2)羟基丙烯酸树脂25份、(3)金红石型钛白粉颜料18份、(4)纳米复合铁钛粉防锈颜料15份、(5)亚纳米级超微细沉淀硫酸钡体质填料12份、(6)高分子聚氨酯类分散剂1.5份、(7)改性有机膨润土防沉剂1.2份、(8)丙烯酸酯类流平剂0.8份、 (9)有机锡催干剂0.05份、(10)有机溶剂18份、(11)非有机硅类消泡剂0.3份； 
叶片面漆由下列重量份的原料组成：(1)聚酯树脂15份、(2)氟碳树脂10份、(3)羟基丙烯酸树脂22份、(4)金红石型钛白粉颜料20份、(5)硅酸铝功能性填料20份、(6)高分子聚氨酯类分散剂1.5份、(7)改性有机膨润土防沉剂1.2份、(8)丙烯酸酯类流平剂0.8份、(9)有机锡催干剂0.05份、(10)有机溶剂30份、(11)聚醚改性有机硅消泡剂0.5份、(12)气相二氧化硅类消光粉2.8份、(13)紫外线吸收剂1.7份。 
制造方法同实施例1。 
本发明的工作原理是：叶片底漆成膜物采用二元酸、二元醇、多元醇等为原料经酯化缩聚反应而成，反应式： 
Figure GSB00000719365300061
的聚酯与特殊羟基丙烯酸树脂配合而成。着色颜料金红石型钛白份，体质填料亚纳米级超微细沉淀硫酸钡，该产品具有极为微细的颗粒，高含钡量，低溶解度，高亮度及化学惰性。防锈颜料纳米复合铁钛粉属于高效、无毒防锈颜料，纳米材料表面能很高，易与其它原子相结合，可增加涂层的致密性和抗离子渗透性，此外，纳米复合铁钛粉可改善涂料的流变性，提高涂层附着力、硬度、光泽和耐老化等性能。助剂用高分子分散剂，高分子吸附层有一定的厚度，可以有效地阻挡粒子的相互吸附，主要是依靠高分子的溶剂化层，当粉体表面吸附层达8-9nm时，它们之间的排斥力可以保护粒子不致絮凝。不仅具有良好分散性，而且具有稳定体系性能。消泡剂和流平剂降低体系的表面张力以提高漆膜外观效果。防沉剂提供了极佳的防流挂、防止颜填料成分由于重力作用而下沉。有机溶剂使用高沸点环保型。催干剂促进异氰酸酯(NCO)组份与羟基(-OH)组份的交联固化反应，大大提高双组份聚氨酯涂料的固化速度，同时能保证有适当的使用期。固化剂按NCO∶OH＝1∶1，固化剂用脂肪族聚异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯三聚体)用作耐光聚氨酯涂料 固化剂组分，具有优异的耐化学品性和耐候性、杰出的保光性和极佳的机械性能，漆膜不仅有好的附着力，还要好打磨。 
叶片面漆成膜物采用二元酸、二元醇、多元醇等为原料经酯化缩聚反应而成，反应式： 
Figure GSB00000719365300071
的聚酯与氟碳树脂、耐侯型优异的羟基丙烯酸拼配，对漆膜的延伸率、强度、恢复率、附着力耐磨性起到最佳状态。着色颜料选用金红石型钛白，特别是在高温、紫外线强烈照射的情况下，不易产生剥落和变色、褪色现象。功能性填料选用硅酸铝：是一种轻质非金属多功能材料，经过1400℃高温烧制分选而成，外观为灰白色，是一种松散、流动性好的粉体，具有如下优势：树脂用量少/加量的潜力大，低粘度/改善流动性，硬度/耐磨性。实际上就是：高加入量、高固体含量、较低的VOC和减少其它成份的用量；硅酸铝由惰性成份组成，因而具有优良的经久耐用性、耐侯性、耐腐蚀性和抗化学性能。助剂用高分子分散剂，高分子吸附层有一定的厚度，可以有效地阻挡粒子的相互吸附，主要是依靠高分子的溶剂化层，当粉体表面吸附层达8-9nm时，它们之间的排斥力可以保护粒子不致絮凝。不仅具有良好分散性，而且具有稳定体系性能。消泡剂和流平剂降低体系的表面张力以提高漆膜外观效果。防沉剂提供了极佳的防流挂、防止颜填料成分由于重力作用而下沉。消光粉赋予体系亚光效果。紫外线稳定性和紫外线吸收剂的加入，是为了加强漆膜的耐紫外线性能。溶剂使用高沸点环保型。催干剂促进异氰酸酯(NCO)组份与羟基(-OH)组份的交联固化反应，大大提高双组份聚氨酯涂料的固化速度，同时能保证有适当的使用期。固化剂按NCO∶OH＝1.1∶1，固化剂用脂肪族聚异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯三聚体)用作耐光聚氨酯涂料固化剂组分，具有优异的耐化学品性和耐候性、杰出的保光性和极佳的机械性能。 

Claims (3)

1.风能发电叶片油漆，其特征是叶片底漆和叶片面漆组成，其中叶片底漆由下列重量份的原料组成：(1)聚酯树脂15-25份、(2)羟基丙烯酸树脂20-25份、(3)金红石型钛白粉颜料12-18份、(4)纳米复合铁钛粉防锈颜料10-15份、(5)亚纳米级超微细沉淀硫酸钡体质填料8-12份、(6)高分子聚氨酯类分散剂1.0-1.5份、(7)改性有机膨润土防沉剂0.8-1.2份、(8)丙烯酸酯类流平剂0.3-0.8份、(9)有机锡催干剂0.01-0.05份、(10)有机溶剂15-18份、(11)非有机硅类消泡剂0.1-0.3份；
叶片面漆由下列重量份的原料组成：(1)聚酯树脂10-15份、(2)氟碳树脂5-10份、(3)羟基丙烯酸树脂15-22份、(4)金红石型钛白粉颜料10-20份、(5)硅酸铝功能性填料10-20份、(6)高分子聚氨酯类分散剂0.8-1.5份、(7)改性有机膨润土防沉剂0.8-1.2份、(8)丙烯酸酯类流平剂0.3-0.8份、(9)有机锡催干剂0.01-0.05份、(10)有机溶剂25-30份、(11)聚醚改性有机硅消泡剂0.1-0.5份、(12)气相二氧化硅类消光粉1.5-2.8份、(13)紫外线吸收剂1.2-1.7份。
2.根据权利要求1所述的风能发电叶片油漆，其特征叶片底漆由下列重量份的原料组成：(1)聚酯树脂19份、(2)羟基丙烯酸树脂23.2份、(3)金红石型钛白粉15份、(4)纳米复合铁钛粉防锈颜料13份、(5)亚纳米级超微细沉淀硫酸钡体质填料10份、(6)高分子聚氨酯类分散剂1.2份、(7)改性有机膨润土防沉剂1份、(8)丙烯酸酯类流平剂0.5份、(9)有机锡催干剂0.02份、(10)有机溶剂16.88份、(11)消泡剂0.2份；
叶片面漆由下列重量份的原料组成：(1)聚酯树脂12份、(2)氟碳树脂7份、(3)羟基丙烯酸树脂18.5份、(4)金红石型钛白粉颜料15份、(5)硅酸铝功能性填料15份、(6)高分子聚氨酯类分散剂1.2份、(7)改性有机膨润土防沉剂1份、(8)丙烯酸酯类流平剂0.5份、(9)有机锡催干剂0.02份、(10)有机溶剂25.88份、(11)聚醚改性有机硅消泡剂0.2份、(12)气相二氧化硅类消光粉2.2份、(13)紫外线吸收剂1.5份。
3.一种如权利要求1或2所述的风能发电叶片油漆的制作方法，其特征是：叶片底漆的制作方法包括下列步骤：将聚酯树脂、羟基丙烯酸树脂、金红石型钛白粉颜料、高分子聚氨酯类分散剂、有机溶剂、纳米复合铁钛粉防锈颜料、改性有机膨润土防沉剂、亚纳米级超微细沉淀硫酸钡体质填料用高速搅拌预分散大约30分钟，然后经砂磨机研磨至细度不大于20微米，在高速搅拌下加入丙烯酸酯类流平剂、非有机硅类消泡剂、有机锡催干剂；
叶片面漆的制作方法包括下列步骤：将聚酯树脂、氟碳树脂、羟基丙烯酸树脂、金红石型钛白粉颜料、高分子聚氨酯类分散剂、改性有机膨润土防沉剂、有机溶剂，用高速搅拌预分散大于30分钟，然后经砂磨机研磨至细度不大于20微米，在搅拌下加入硅酸铝功能性填料、丙烯酸酯类流平剂、聚醚改性有机硅消泡剂、有机锡催干剂、紫外线吸收剂。
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