CN102675998A - 一种风电叶片用水性氟碳面漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风电叶片用水性氟碳面漆及其制备方法，涉及保护涂料领域。本发明提供了一种风电叶片用水性氟碳面漆，它采用羟基丙烯酸乳液与水性氟碳乳液的复合，羟基丙烯酸与异氰酸酯交联，形成网状涂膜，增加了涂层的附着力、柔韧性、耐化学介质性、耐磨性能，水性氟碳乳液的加入提高了涂层的耐候性，使涂层的保光、保色、抗粉化性能优异，水分散型异氰酸酯固化剂低速搅拌下，易混合形成理想的乳化液，保证涂料的性能；光稳定剂的引入，提高了涂层耐光、保色、抗粉化的性能。
Description
技术领域
本发明属于保护涂料领域，具体涉及一种风电叶片用水性氟碳面漆及其制备方法。
背景技术
我国《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》明确提出在“十二五”期间“非石化能源占一次能源消费比重达到11.4％”的目标以及“有效发展风电”的指导方针。“十二五”期间我国风电产业新增规划容量为1亿千瓦。作为风电产业的重要配套材料，我国风电涂料产业市场主要被国外涂料企业所垄断，尤其是叶片涂料，几乎全部依赖进口。
在科技部发布的国家高技术研究发展计划(863计划)新材料技术领域“MW级风力发电机组风轮叶片原材料国产化”重点项目中，风电叶片表面保护涂料规模化制备技术研究作为研究内容列入，要求突破关键技术，推动国产化，研究提出并形成相关行业标准和技术规范，保障我国风电产业的健康、稳定和快速发展。
现在采用的风电叶片面漆仍以溶剂型聚氨酯漆为主，而对于风电叶片面漆的研究也以溶剂型漆为主。
发明人在实现本发明的过程中，发现现有的风电叶片面漆具有如下缺点：
现有的风电叶片面漆会造成大量有机挥发物的排放，不符合节能环保的要求，耐候性、防腐性、涂膜附着力、耐磨性较差。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种环保、生产工艺简单、施工方便，具有优良的附着性能、高弹性、高耐磨性、高耐候性的风电叶片水性面漆及其制备方法，该漆料羟基丙烯酸分散体与水性氟碳乳液，高性能的颜填料、配以特殊的助剂与水分散型异氰酸酯固化剂制备而成。
其中，技术方案如下：
一种水性面漆，所述水性面漆由A组份和B组份组成；
其中，按照重量配比，所述A组份的组成为：去离子水5-15份、丙二醇0.5-1.5份、中和剂0.05-0.15份、消泡剂0.1-0.5份、分散剂0.5-1.5份、杀菌剂0.05-0.1份、金红石型钛白粉18-25份、滑石粉5-10份、羟基丙烯酸乳液25-35份、水性氟碳乳液20-30份、成膜助剂1.5-2.5份、基材润湿剂0.1-0.3份、流变改性剂0.1-0.5份、光稳定剂1-2份；
所述B组份的组成为：水分散型异氰酸酯固化剂2-10份。
优选地，所述中和剂为多功能助剂AMP-95或氨水中的一种，所述多功能助剂AMP-95含有5％的水份-2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
优选地，所述分散剂为聚羧酸钠盐或聚羧酸铵盐中的一种。
优选地，所述成膜助剂为Texanol酯醇、二丙二醇丁醚或二乙二醇丁醚中的一种。
优选地，所述流变改性剂为疏水改性聚氨酯。
上述风电叶片用水性氟碳面漆的制备方法，包括以下步骤：
1)将所述去离子水、丙二醇、中和剂、消泡剂、分散剂、杀菌剂依次加入到配料容器中，搅拌均匀，在400-600转/分钟的转速下进行搅拌，加入所述金红石型钛白粉、滑石粉，在1000-1200转/分钟的转速下进行搅拌，直至分散均匀，无明显的粉料块，形成均匀的漆浆；
2)将所述均匀的漆浆进行研磨，研磨至细度小于或等于25微米；
3)按照所述重量配比，依次加入所述羟基丙烯酸乳液、水性氟碳乳液、成膜助剂、基材润湿剂，在400-600转/分钟的转速下搅拌20分钟以上，并逐渐加入所述光稳定剂、流变改性剂，得到A组份；
4)按照所述重量配比，分装所述水分散型异氰酸酯固化剂，得到B组份。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、采用羟基丙烯酸乳液与水性氟碳乳液的复合，羟基丙烯酸与异氰酸酯交联，形成网状涂膜，增加了涂层的附着力、柔韧性、耐化学介质性、耐磨性能，水性氟碳乳液的加入提高了涂层的耐候性，使涂层的保光、保色、抗粉化性能优异，水分散型异氰酸酯固化剂低速搅拌下，易混合形成理想的乳化液，保证涂料的性能；光稳定剂的引入，提高了涂层耐光、保色、抗粉化的性能。
2、具有高耐候性，人工加速老化3000小时漆膜不起泡、不剥落、不粉化；
3、防腐性高，2000h盐雾试验，漆膜不起泡、不剥落，附着力保持率不小于80％；
4、涂膜附着力强，拉拔强度达10MPa以上；
5、耐磨性好，1000g/1000r磨耗≤60mg；
6、本发明为水性双组份产品，VOC含量低，小于4％，不含有害溶剂苯、甲苯、二甲苯等，不含有害重金属铅、汞、镉、铬，符合安全、健康、环保的要求。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式作对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
本实施例1中，水性面漆由A组分和B组分组成；
其中，按照重量配比，A组份：去离子水10份、丙二醇1份、中和剂0.1份、消泡剂0.3份、分散剂1份、杀菌剂0.08份、金红石型钛白粉22.5份、滑石粉(1250目)7份、羟基丙烯酸乳液30份、水性氟碳乳液25份、成膜助剂2份、基材润湿剂0.2份、光稳定剂1.5份、流变改性剂0.3份。
B组份：水分散型异氰酸酯固化剂5份。
其中，消泡剂具体为消泡剂BYK028，杀菌剂具体为杀菌剂YN188，基材润湿剂具体为基材润湿剂BYK341。
优选地，羟基丙烯酸乳液与水性氟碳乳液的复合为成膜助物质，通过成膜助剂进行成膜。
优选地，中和剂为多功能助剂AMP-95或氨水中的一种，多功能助剂AMP-95含有5％的水份-2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
优选地，分散剂为聚羧酸钠盐或聚羧酸铵盐中的一种。
优选地，成膜助剂为Texanol酯醇、二丙二醇丁醚或二乙二醇丁醚中的一种。
优选地，流变改性剂为疏水改性聚氨酯。
优选地，上述光稳定剂为汽巴天来稳5151、292、1130中的一种。
优选地，上述水分散型异氰酸酯固化剂为拜耳科技的氨基磺酸盐改性的聚异氰酸酯XP2487/1、XP2655、XP2547中的一种。
上述水性面漆浸漆的制作方法，具体包括如下步骤：
1)将上述去离子水、丙二醇、中和剂、消泡剂、分散剂、杀菌剂依次加入到配料容器中，搅拌均匀，在400-600转/分钟的转速下进行搅拌，加入上述金红石型钛白粉、滑石粉，在1000-1200转/分钟的转速下进行搅拌，直至分散均匀，无明显的粉料块，形成均匀的漆浆；
2)将上述均匀的漆浆进行研磨，研磨至细度小于或等于25微米；
3)按照上述重量配比，依次加入上述羟基丙烯酸乳液、水性氟碳乳液、成膜助剂、基材润湿剂，在400-600转/分钟的转速下搅拌20分钟以上，并逐渐加入上述光稳定剂、流变改性剂，得到A组份；
4)按照上述重量配比，分装上述水分散型异氰酸酯固化剂，得到B组份。
进一步地，当使用面漆时，将A组分和B组分混合，搅拌均匀。
实施例2
本实施例2中，水性面漆由A组分和B组分组成；
其中，按照重量配比，A组份：去离子水5份、丙二醇1.5份、中和剂0.05份、消泡剂0.1份、分散剂0.5份、杀菌剂0.05份、金红石型钛白粉18份、滑石粉(1250目)10份、羟基丙烯酸乳液35份、水性氟碳乳液30份、成膜助剂2.5份、基材润湿剂0.1份、光稳定剂2份、流变改性剂0.1份；
B组份：水分散型异氰酸酯固化剂10份。
其中，消泡剂具体为消泡剂BYK028，杀菌剂具体为杀菌剂YN188，基材润湿剂具体为基材润湿剂BYK341。
优选地，羟基丙烯酸乳液与水性氟碳乳液的复合为成膜助物质，通过成膜助剂进行成膜。
优选地，中和剂为多功能助剂AMP-95或氨水中的一种，多功能助剂AMP-95含有5％的水份-2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
优选地，分散剂为聚羧酸钠盐或聚羧酸铵盐中的一种。
优选地，成膜助剂为Texanol酯醇、二丙二醇丁醚或二乙二醇丁醚中的一种。
优选地，流变改性剂为疏水改性聚氨酯。
优选地，上述光稳定剂为汽巴天来稳5151、292、1130中的一种。
优选地，上述水分散型异氰酸酯固化剂为拜耳科技的氨基磺酸盐改性的聚异氰酸酯XP2487/1、XP2655、XP2547中的一种。
其制作方法同实施例1，这里不再赘述。
实施例3
本实施例3中，水性面漆由A组分和B组分组成；
其中，按照重量配比，A组份：去离子水15份、丙二醇0.5份、中和剂0.15份、消泡剂0.5份、分散剂1.5份、杀菌剂0.1份、金红石型钛白粉25份、滑石粉(1250目)5份、羟基丙烯酸乳液25份、水性氟碳乳液30份、成膜助剂2份、基材润湿剂0.3份、光稳定剂2份、流变改性剂0.5份；
B组份：水分散型异氰酸酯固化剂8份。
其中，消泡剂具体为消泡剂BYK028，杀菌剂具体为杀菌剂YN188，基材润湿剂具体为基材润湿剂BYK341。
优选地，羟基丙烯酸乳液与水性氟碳乳液的复合为成膜助物质，通过成膜助剂进行成膜。
优选地，中和剂为多功能助剂AMP-95或氨水中的一种，多功能助剂AMP-95含有5％的水份-2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
优选地，分散剂为聚羧酸钠盐或聚羧酸铵盐中的一种。
优选地，成膜助剂为Texanol酯醇、二丙二醇丁醚或二乙二醇丁醚中的一种。
优选地，流变改性剂为疏水改性聚氨酯。
优选地，上述光稳定剂为汽巴天来稳5151、292、1130中的一种。
优选地，上述水分散型异氰酸酯固化剂为拜耳科技的氨基磺酸盐改性的聚异氰酸酯XP2487/1、XP2655、XP2547中的一种。
其制作方法同实施例1，这里不再赘述。
实施例4
本实施例4中，水性面漆由A组分和B组分组成；
其中，按照重量配比，A组份：去离子水12份、丙二醇0.8份、中和剂0.12份、消泡剂0.4份、分散剂1.1份、杀菌剂0.07份、金红石型钛白粉20份、滑石粉(1250目)10份、羟基丙烯酸乳液30份、水性氟碳乳液30份、成膜助剂2.5份、基材润湿剂0.3份、光稳定剂2份、流变改性剂0.5份；
B组份：水分散型异氰酸酯固化剂5份。
其中，消泡剂具体为消泡剂BYK028，杀菌剂具体为杀菌剂YN188，基材润湿剂具体为基材润湿剂BYK341。
优选地，羟基丙烯酸乳液与水性氟碳乳液的复合为成膜助物质，通过成膜助剂进行成膜。
优选地，中和剂为多功能助剂AMP-95或氨水中的一种，多功能助剂AMP-95含有5％的水份-2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
优选地，分散剂为聚羧酸钠盐或聚羧酸铵盐中的一种。
优选地，成膜助剂为Texanol酯醇、二丙二醇丁醚或二乙二醇丁醚中的一种。
优选地，流变改性剂为疏水改性聚氨酯。
优选地，上述光稳定剂为汽巴天来稳5151、292、1130中的一种。
优选地，上述水分散型异氰酸酯固化剂为拜耳科技的氨基磺酸盐改性的聚异氰酸酯XP2487/1、XP2655、XP2547中的一种。
其制作方法同实施例1，这里不再赘述。
实施例5
本实施例5中，水性面漆由A组分和B组分组成；
其中，按照重量配比，A组份：去离子水8份、丙二醇0.9份、中和剂0.08份、消泡剂0.3份、分散剂1.1份、杀菌剂0.09份、金红石型钛白粉24.5份、滑石粉(1250目)7.5份、羟基丙烯酸乳液32.5份、水性氟碳乳液27.5份、成膜助剂2.4份、基材润湿剂0.3份、光稳定剂1.5份、流变改性剂0.4份。
B组份：水分散型异氰酸酯固化剂6份。
其中，消泡剂具体为消泡剂BYK028，杀菌剂具体为杀菌剂YN188，基材润湿剂具体为基材润湿剂BYK341。
优选地，羟基丙烯酸乳液与水性氟碳乳液的复合为成膜助物质，通过成膜助剂进行成膜。
优选地，中和剂为多功能助剂AMP-95或氨水中的一种，多功能助剂AMP-95含有5％的水份-2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
优选地，分散剂为聚羧酸钠盐或聚羧酸铵盐中的一种。
优选地，成膜助剂为Texanol酯醇、二丙二醇丁醚或二乙二醇丁醚中的一种。
优选地，流变改性剂为疏水改性聚氨酯。
优选地，上述光稳定剂为汽巴天来稳5151、292、1130中的一种。
优选地，上述水分散型异氰酸酯固化剂为拜耳科技的氨基磺酸盐改性的聚异氰酸酯XP2487/1、XP2655、XP2547中的一种。
其制作方法同实施例1，这里不再赘述。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种风电叶片用水性氟碳面漆，其特征在于，所述水性氟碳面漆由A组份和B组份组成；
其中，按照重量配比，所述A组份的组成为：去离子水5-15份、丙二醇0.5-1.5份、中和剂0.05-0.15份、消泡剂0.1-0.5份、分散剂0.5-1.5份、杀菌剂0.05-0.1份、金红石型钛白粉18-25份、滑石粉5-10份、羟基丙烯酸乳液25-35份、水性氟碳乳液20-30份、成膜助剂1.5-2.5份、基材润湿剂0.1-0.3份、流变改性剂0.1-0.5份、光稳定剂1-2份；
所述B组份的组成为：水分散型异氰酸酯固化剂2-10份。
2.根据权利要求1所述的风电叶片用水性氟碳面漆，其特征在于，所述中和剂为多功能助剂AMP-95或氨水中的一种，所述多功能助剂AMP-95含有5％的水份-2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
3.根据权利要求1所述的风电叶片用水性氟碳面漆，其特征在于，所述分散剂为聚羧酸钠盐或聚羧酸铵盐中的一种。
4.根据权利要求1所述的风电叶片用水性氟碳面漆，其特征在于，所述成膜助剂为Texanol酯醇二丙二醇丁醚或二乙二醇丁醚中的一种。
5.根据权利要求1所述的风电叶片用水性氟碳面漆，其特征在于，所述流变改性剂为疏水改性聚氨酯。
6.根据权利要求1-5所述的风电叶片用水性氟碳面漆制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)将所述去离子水、丙二醇、中和剂、消泡剂、分散剂、杀菌剂依次加入到配料容器中，搅拌均匀，在400-600转/分钟的转速下进行搅拌，加入所述金红石型钛白粉、滑石粉，在1000-1200转/分钟的转速下进行搅拌，直至分散均匀，无明显的粉料块，形成均匀的漆浆；
2)将所述均匀的漆浆进行研磨，研磨至细度小于或等于25微米；
3)按照所述重量配比，依次加入所述羟基丙烯酸乳液、水性氟碳乳液、成膜助剂、基材润湿剂，在400-600转/分钟的转速下搅拌20分钟以上，并逐渐加入所述光稳定剂、流变改性剂，得到A组份；
4)按照所述重量配比，分装所述水分散型异氰酸酯固化剂，得到B组份。
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