CN102559028B - 一种风电叶片防护面漆及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风电叶片防护面漆，包括组分A和组分B，所述组分A与组分B的质量百分比为：7～10∶1～4；所述组分A按质量百分比包括：作为漆基的改性羟基丙烯酸树脂30％～60％，消泡剂0.1％～0.5％，脱泡剂0.1％～0.5％，附着力促进剂0.1％～0.5％，抗老化剂0.5％～2％，耐磨性助剂1％～3％，消光剂3％～8％，润湿分散剂0.5～2％，触变剂0.5％～2％，有机溶剂I 5％～35％和钛白粉18％～35％；所述组分B按质量百分比包括：固化剂70％～95％和有机溶剂II 5％～30％。本发明还公开了一种风电叶片防护面漆的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种防护面漆及制备方法，具体涉及一种风力发电机叶片防护面漆及制备方法。
背景技术
目前，我国风电行业中用到的叶片主要是由玻璃纤维增强环氧树脂制造的。虽然环氧树脂具备了风电叶片各方面的力学性能要求，但由于其耐候性差，长期暴露在室外环境下，经过紫外光的照射材料会老化，产生粉化现象。用玻璃纤维增强环氧树脂制造的叶片如果不进行表面的防护工作，其使用寿命大大缩短。
在风电叶片防护涂料领域，防护面漆的实现方式主要表现在树脂和专用助剂两个方面。专用助剂多是一些能为漆膜提供消泡、耐老化、耐磨性、增加触变性等材料，主要是为了避免涂料施工过程中产生弊病以及增强漆膜在使用过程中的防护性能。从树脂的角度来看，除了少数公司的产品采用聚天门冬氨酸酯树脂或氟碳树脂外，一般采用聚氨酯树脂，其中线性聚酯树脂和羟基丙烯酸树脂复配的树脂体系所占比例最大。
上述风电叶片防护面漆的使用效果都不是很好，其中共同的缺点突出表现在耐候性差一些，耐磨性、以及厚膜涂装也存在问题，影响风电叶片涂装施工的效率，不能给风电叶片带来长期有效的保护。
发明内容
本发明所解决的问题是提供了一种风电叶片防护面漆，该面漆具有较强的耐候性能，超强的耐磨性能，同时具有干燥速度快、能够厚膜涂装等特点。
技术方案如下：
一种风电叶片防护面漆，包括组分A和组分B，所述组分A与组分B的质量百分比为：7～10∶1～4；
所述组分A按质量百分比包括：作为漆基的改性羟基丙烯酸树脂30％～60％，消泡剂0.1％～0.5％，脱泡剂0.1％～0.5％，附着力促进剂0.1％～0.5％，抗老化剂0.5％～2％，耐磨性助剂1％～3％，消光剂3％～8％，润湿分散剂0.5～2％，触变剂0.5％～2％，有机溶剂I 5％～35％和钛白粉18％～35％；
所述组分B按质量百分比包括：固化剂70％～95％和有机溶剂II 5％～30％。
进一步：所述漆基还包括脂肪族多异氰酸酯，所述改性羟基丙烯酸树脂与所述脂肪族多异氰酸酯交联为复合物。
进一步：所述脱泡剂选用丙烯酸酯聚合物或者甲基烷基聚硅氧烷；所述附着力促进剂选用硅烷类偶联剂。
进一步：所述抗老化剂包括水杨酸酯类紫外光吸收剂、受阻胺类自由基捕获剂和金属络合物猝灭剂。
进一步：所述耐磨性助剂包括氟化硅烷类助剂和聚四氟乙烯微蜡粉。
进一步：所述消光剂选用气相二氧化硅或者高分子蜡。
进一步：所述润湿分散剂为多元胺的嵌段共聚物溶液。
进一步：所述触变剂为气相二氧化硅和改性脲类。
进一步：所述有机溶剂I为丙二醇甲醚醋酸酯或者醋酸丁酯；所述有机溶剂II为醋酸丁酯；所述固化剂为六亚甲基二异氰酸酯HDI三聚体和异佛尔酮二异氰酸酯IPDI。
本发明所解决的另一个技术问题是提供一种风电叶片防护面漆的制备方法，制备的面漆具有较强的耐候性能，超强的耐磨性能，同时具有干燥速度快、能够厚膜涂装等特点。
技术方案如下：
一种风电叶片防护面漆的制备方法，包括：
制备组分A，将润湿分散剂、消泡剂、脱泡剂、触变剂、附着力促进剂、润湿分散剂、耐磨性助剂和抗老化剂加入到羟基丙烯酸树脂中，再加入有机溶剂I，搅拌5-10分钟后加入钛白粉，再将上述混合物高速搅拌35-45分钟，然后再加入消光剂并充分搅拌15-20分钟后即制得满足要求的组分A；所述组分A按质量百分比包括：作为漆基的改性羟基丙烯酸树脂30％～60％，消泡剂0.1％～0.5％，脱泡剂0.1％～0.5％，附着力促进剂0.1％～0.5％，抗老化剂0.5％～2％，耐磨性助剂1％～3％，消光剂3％～8％，润湿分散剂0.5～2％，触变剂0.5％～2％，有机溶剂I 5％～35％和钛白粉18％～35％；
制备组分B，将固化剂溶解在有机溶剂II中，搅拌均匀即制得满足要求的组分B，所述组分B按质量百分比包括：固化剂70％～95％和有机溶剂II 5％～30％；
将组分A和组分B按质量百分比为7～10∶1～4的配比混合并搅拌均匀后得到风电叶片防护面漆。
有益效果：
1、本发明选用改性羟基丙烯酸树脂(分子量在3000～5000之间)为漆基，采用HDI主固化体系与IPDI辅固化体系复配技术，不仅保证了传统耐候性聚氨酯面漆本身具有的高耐候性，而且增加了涂层的柔韧性，更重要的是提高了涂料的固体含量，使涂料能够厚膜涂装，大大提高了施工效率。
2、本发明选择性能良好的脱泡剂和消泡剂，在这两种助剂的共同作用下保证漆膜的致密性并且消除漆膜表面的弊病。
3、本发明通过选择和复配附着力促进剂，使面漆和前道涂层之间有良好的相容性，使基材+底漆+后道涂层性能完整的整体，给叶片带来良好的防护效果。
4、本发明通过复合型触变剂体系使涂料施工时具有较小的粘度，而施工到叶片基材表面时粘度又能迅速恢复，增加了涂料的施工厚度，提高了涂料的施工效率。
5、本发明通过采用防老化组合助剂体系，针对国内的气候环境，选用以水杨酸酯类紫外光吸收剂为基，复配以金属络合物类猝灭剂与受阻胺类自由基捕获剂，改善了涂料的耐老化性能，使本项目研制的风电叶片防护面漆具有更适应我国复杂气候环境的特性。
6、本发明采用了氟化硅烷聚合物和聚四氟乙烯微蜡粉混杂技术降低了漆膜的表面能，增加了漆膜的滑爽性，减小了漆膜表面和沙尘之间的摩擦系数，使防护面漆具有较高的自清洁能力和很强的耐磨性，从而更能够适应我国强风沙地域的使用要求。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
组分A制备：将1g多元胺嵌段共聚物溶液类润湿分散剂、0.4g硅烷类附着力促进剂、1.5g抗老化剂(水杨酸酯类紫外光吸收剂0.8g，金属络合物类猝灭剂0.3g，受阻胺类自由基捕获剂0.4g)、0.2g甲基烷基聚硅氧烷类脱泡剂、0.3g改性有机硅树脂类消泡剂、1.0g复合触变剂(气相二氧化硅0.4g，改性脲类触变剂0.6g)、1.5g耐磨助剂(氟化硅烷聚合物0.8g，聚四氟乙烯微蜡粉0.7g)加入到45g作为漆基的改性羟基丙烯酸树脂(此树脂是由直链聚酯改性羟基丙烯酸树脂)里面，再加入18g溶剂(醋酸丁酯15g，丙二醇甲醚醋酸酯3.0g)搅拌5-10分钟后加入26g钛白粉高速搅拌35-45分钟，最后加入5.1g气相二氧化硅类消光剂搅拌15-20分钟即可。
组分B的制备：将60g六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体、15g异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)三聚体溶解在25g的醋酸丁酯中搅拌充分混合均匀。
涂覆前，将A、B两种组分按7∶2的比例混合，搅拌均匀后，即得到风电叶片防护面漆。
实施例2：
组分A制备：将1.0g多元胺嵌段共聚物溶液类润湿分散剂、0.5g硅烷类附着力促进剂、1.7g抗老剂(水杨酸酯类紫外光吸收剂1.0g，金属络合物类猝灭剂0.3g，受阻胺类自由基捕获剂0.4g)、0.2g甲基烷基聚硅氧烷类脱泡剂、0.3g改性有机硅树脂类消泡剂、0.8g复合触变剂(气相二氧化硅0.4g，改性脲类触变剂0.4g)、2.0g耐磨助剂(氟化硅烷聚合物1.0g，聚四氟乙烯微蜡粉1.0g)加入到47g改性羟基丙烯酸树脂里面，再加入15g溶剂(醋酸丁酯12g，丙二醇甲醚醋酸酯3.0g)搅拌5-10分钟后加入26g钛白粉高速搅拌35-45分钟，最后加入5.5g气象二氧化硅类消光粉搅拌15-20分钟即可。
B组分的制备：将50g HDI三聚体、35g IPDI溶解在15g的醋酸丁酯中搅拌充分混合均匀。
涂覆前，将A、B两种组分按8∶2的比例混合，搅拌均匀后，即得到风电叶片防护面漆。
实施例3：
组分A制备：将1.0g多元胺嵌段共聚物溶液类润湿分散剂、0.5g硅烷类附着力促进剂、1.6g抗老剂(水杨酸酯类紫外光吸收剂0.8g，金属络合物类猝灭剂0.4g，受阻胺类自由基捕获剂0.4g)、0.2g甲基烷基聚硅氧烷类脱泡剂、0.3g改性有机硅树脂类消泡剂、0.7g复合触变剂(气象二氧化硅0.3g，改性脲类触变剂0.4g)、2.0g耐磨助剂(氟化硅烷聚合物1.0g，聚四氟乙烯微蜡粉1.0g)加入到49g改性羟基丙烯酸树脂里面，再加入12g溶剂(醋酸丁酯9.0g，丙二醇甲醚醋酸酯3.0g)、搅拌5-10分钟后加入27g钛白粉高速搅拌35-45分钟，最后加入5.7g气象二氧化硅类消光粉搅拌15-20分钟即可。
B组分的制备：将60g HDI三聚体、30g IPDI溶解在10g的醋酸丁酯中搅拌充分混合均匀。
涂覆前，将A、B两种组分按10∶2的比例混合，搅拌均匀后，即得到风电叶片防护面漆。
将待涂覆有风电叶片底漆的玻璃钢基材表面打磨使其有一定的粗糙度，然后用压缩空气等手段将待涂表面清除干净，涂覆底漆后，在使用过程中，测试其各项技术指标综合后与普通面漆对比，结果见表1。
表1
与普通防护面漆相比，本发明提供的防护面漆具有优异的附着力、良好的耐磨性、突出的耐候性以及柔韧性佳、干燥速度快、厚膜涂装等特点，能够提高施工效率，并且给风电叶片带来更加长期有效的保护。
本发明中，漆基为改性羟基丙烯酸树脂，改性羟基丙烯酸树脂具有比较高的固体含量和比较低的粘度，能够做成固含量比较高的涂料；漆基优选为改性羟基丙烯酸树脂与脂肪族多异氰酸酯混合物，根据不同情况调整多异氰酸酯组分的配比，使漆膜得到更优异的性能。
润湿分散剂为本领域常规的助剂，如含多元胺的嵌段共聚物溶液、含酸性基团的共聚体溶液、不饱和多元酸的多元胺酰胺溶液等，优选为多元胺的嵌段共聚物溶液、含酸性基团的共聚体溶液，更优选为多元胺的嵌段共聚物溶液。
抗老剂采用多种紫外光吸收剂和光稳定剂复配而成，如水杨酸酯类、苯并三唑类、二甲苯酮类紫外光吸收剂，(2，2，6，6-四甲基哌啶)癸二酸酯、4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶类受阻胺类自由基捕获型光稳定剂，金属络合物类猝灭剂等，优选为水杨酸酯类紫外光吸收剂和(2，2，6，6-四甲基哌啶)癸二酸酯类自由基捕获剂以及金属络合物类猝灭剂的组合。
消光剂为本领域的常规助剂，如气相二氧化硅，高分子蜡等。
消泡剂为本领域的常规助剂，使用消泡剂的目的是防止保护膜产生气孔，使用的消泡剂可以是高级脂肪酸甘油酯、多乙烯多胺的衍生物、丙烯酸共聚体、改性有机硅树脂等，优选为改性有机硅树脂类消泡剂。
脱泡剂为本领域常规助剂，使用脱泡剂的目的在于使较厚漆膜肿的气泡能够迅速的浮到漆膜表面，在消泡剂的作用下破裂，来保证漆膜的致密性。使用的脱泡剂可以是丙烯酸酯聚合物、甲基烷基聚硅氧烷等。
附着力促进剂可以大幅度提高涂料和前道涂层间的附着力，其主要类型有：非离子化合物类促进剂、硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂等，优选为硅烷类偶联剂。
漆膜耐磨性助剂主要有高分子蜡粉、含氟类助剂和有机硅类助剂，优选为聚四氟乙烯微蜡粉和氟化硅烷助剂。
触变剂的主要用途在于使漆膜在搅动等剪切力的作用下粘度下降，而在剪切力消失，尤其是油漆施工到基材表面时又能够迅速变稠，使一次施工的漆膜厚度比常规漆膜的厚度大大增加。此类触变剂主要有：聚酰胺蜡，二氧化硅，有机膨润土，氢化蓖麻油，改性脲类物质等，优选为气相二氧化硅和改性脲类共同使用的复合型触变剂。
有机溶剂I为高沸点有机溶剂、酯类和酮类，不用甲苯、二甲苯，优选为酯类和酮类，更优选为丙二醇甲醚醋酸酯和醋酸丁酯。
固化剂优选为脂肪族异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯，更优选为己二异氰酸酯(HDI)的缩二脲和三聚体和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，最优选为HDI三聚体和异佛尔酮二异氰酸酯。
有机溶剂II为高沸点有机溶剂，如高沸点芳烃、酯类和酮类，但不用甲苯和二甲苯，优选为酯类，更优选为醋酸丁酯。
Claims (2)
1.一种风电叶片防护面漆，由组分A和组分B组成，其中，
组分A包括：1g多元胺嵌段共聚物溶液类润湿分散剂、0.4g硅烷类附着力促进剂、1.5g抗老化剂、0.2g甲基烷基聚硅氧烷类脱泡剂、0.3g改性有机硅树脂类消泡剂、1.0g复合触变剂、1.5g耐磨助剂、45g作为漆基的改性羟基丙烯酸树脂，18g溶剂、26g钛白粉和5.1g气相二氧化硅类消光剂；
其中，所述抗老化剂由水杨酸酯类紫外光吸收剂0.8g，金属络合物类猝灭剂0.3g，受阻胺类自由基捕获剂0.4g组成；所述复合触变剂由气相二氧化硅0.4g，改性脲类触变剂0.6g组成；所述耐磨助剂由氟化硅烷聚合物0.8g，聚四氟乙烯微蜡粉0.7g组成；所述漆基的改性羟基丙烯酸树脂为直链聚酯改性羟基丙烯酸树脂；所述溶剂由醋酸丁酯15g，丙二醇甲醚醋酸酯3.0g组成；
组分B包括：60g六亚甲基二异氰酸酯三聚体HDI、15g异佛尔酮二异氰酸酯三聚体IPDI和25g的醋酸丁酯；
A、B两种组分按7:2的比例混合；或者，
组分A包括：将1.0g多元胺嵌段共聚物溶液类润湿分散剂、0.5g硅烷类附着力促进剂、1.7g抗老剂、0.2g甲基烷基聚硅氧烷类脱泡剂、0.3g改性有机硅树脂类消泡剂、0.8g复合触变剂、2.0g耐磨助剂、47g作为漆基的改性羟基丙烯酸树脂、15g溶剂、26g钛白粉和5.5g气相二氧化硅类消光粉；
其中，所述抗老化剂由水杨酸酯类紫外光吸收剂1.0g，金属络合物类猝灭剂0.3g，受阻胺类自由基捕获剂0.4g组成；所述复合触变剂由气相二氧化硅0.4g，改性脲类触变剂0.4g组成；所述耐磨助剂由氟化硅烷聚合物1.0g，聚四氟乙烯微蜡粉1.0g组成；所述溶剂由醋酸丁酯12g，丙二醇甲醚醋酸酯3.0g组成；
B组分包括：50g六亚甲基二异氰酸酯三聚体HDI、35g异佛尔酮二异氰酸酯三聚体IPDI和15g的醋酸丁酯；
A、B两种组分按8:2的比例混合；或者，
组分A包括：1.0g多元胺嵌段共聚物溶液类润湿分散剂、0.5g硅烷类附着力促进剂、1.6g抗老剂、0.2g甲基烷基聚硅氧烷类脱泡剂、0.3g改性有机硅树脂类消泡剂、0.7g复合触变剂、2.0g耐磨助剂、49g作为漆基的改性羟基丙烯酸树脂、12g溶剂、27g钛白粉和5.7g气相二氧化硅类消光粉；
其中，所述抗老化剂由水杨酸酯类紫外光吸收剂0.8g，金属络合物类猝灭剂0.4g，受阻胺类自由基捕获剂0.4g组成；所述复合触变剂由气相二氧化硅0.3g，改性脲类触变剂0.4g组成；所述耐磨助剂由氟化硅烷聚合物1.0g，聚四氟乙烯微蜡粉1.0g组成；所述溶剂由醋酸丁酯9.0g，丙二醇甲醚醋酸酯3.0g组成；
B组分包括：60g六亚甲基二异氰酸酯三聚体HDI、30g异佛尔酮二异氰酸酯三聚体IPDI和10g的醋酸丁酯；
A、B两种组分按10:2的比例混合。
2.一种风电叶片防护面漆的制备方法，包括：
组分A制备：将1g多元胺嵌段共聚物溶液类润湿分散剂、0.4g硅烷类附着力促进剂、1.5g抗老化剂、0.2g甲基烷基聚硅氧烷类脱泡剂、0.3g改性有机硅树脂类消泡剂、1.0g复合触变剂、1.5g耐磨助剂加入到45g作为漆基的改性羟基丙烯酸树脂里面，再加入18g溶剂搅拌5-10分钟后加入26g钛白粉高速搅拌35-45分钟，最后加入5.1g气相二氧化硅类消光剂搅拌15-20分钟；
其中，所述抗老化剂由水杨酸酯类紫外光吸收剂0.8g，金属络合物类猝灭剂0.3g，受阻胺类自由基捕获剂0.4g组成；所述复合触变剂由气相二氧化硅0.4g，改性脲类触变剂0.6g组成；所述耐磨助剂由氟化硅烷聚合物0.8g，聚四氟乙烯微蜡粉0.7g组成；所述漆基的改性羟基丙烯酸树脂为直链聚酯改性羟基丙烯酸树脂；所述溶剂由醋酸丁酯15g，丙二醇甲醚醋酸酯3.0g组成；
组分B的制备：将60g六亚甲基二异氰酸酯HDI三聚体、15g异佛尔酮二异氰酸酯IPDI三聚体溶解在25g的醋酸丁酯中搅拌充分混合均匀；
涂覆前，将A、B两种组分按7:2的比例混合，搅拌均匀后，即得到风电叶片防护面漆；或者，
组分A制备：将1.0g多元胺嵌段共聚物溶液类润湿分散剂、0.5g硅烷类附着力促进剂、1.7g抗老剂、0.2g甲基烷基聚硅氧烷类脱泡剂、0.3g改性有机硅树脂类消泡剂、0.8g复合触变剂、2.0g耐磨助剂加入到47g改性羟基丙烯酸树脂里面，再加入15g溶剂搅拌5-10分钟后加入26g钛白粉高速搅拌35-45分钟，最后加入5.5g气相二氧化硅类消光粉搅拌15-20分钟；
其中，所述抗老化剂由水杨酸酯类紫外光吸收剂1.0g，金属络合物类猝灭剂0.3g，受阻胺类自由基捕获剂0.4g组成；所述复合触变剂由气相二氧化硅0.4g，改性脲类触变剂0.4g组成；所述耐磨助剂由氟化硅烷聚合物1.0g，聚四氟乙烯微蜡粉1.0g组成；所述溶剂由醋酸丁酯12g，丙二醇甲醚醋酸酯3.0g组成；
B组分的制备：将50g六亚甲基二异氰酸酯三聚体HDI、35g异佛尔酮二异氰酸酯三聚体IPDI溶解在15g的醋酸丁酯中搅拌充分混合均匀；
涂覆前，将A、B两种组分按8:2的比例混合，搅拌均匀后，即得到风电叶片防护面漆；或者，
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Denomination of invention: A protective finish for wind turbine blades and its preparation method Effective date of registration: 20230105 Granted publication date: 20140416 Pledgee: Bank of Beijing Limited by Share Ltd. Tianjin branch Pledgor: Tianjin Zhonghang Baimu New Material Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980030280 |
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Granted publication date: 20140416 Pledgee: Bank of Beijing Limited by Share Ltd. Tianjin branch Pledgor: Tianjin Zhonghang Baimu New Material Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980030280 |