CN103773206A - 风电叶片修复快干面漆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电叶片修复快干面漆，该面漆由涂料部分和固化剂部分组配而成；其中所述涂料部分由如下重量份的组分组成：聚天门冬氨酸酯树脂30～60份，颜料15～35份，防沉剂1～5份，分散剂0.5～3份，消泡剂1～3份，流平剂0.2～2份，光稳定剂2～4份，紫外线吸收剂1～3份，消光粉3～8份，高耐磨剂2～5份，有机溶剂5～20份；所述固化剂部分甲由固化剂和有机溶剂组成。本发明的涂料反应速度更快,涂膜更厚,缩短了施工周期,并可在相同膜厚的情况下减少涂装的层数,从而提高了涂料的施工效率，适合风电叶片快速维修场。

Description

风电叶片修复快干面漆

技术领域

本发明属于涉及一种风电叶片用涂料领域，具体涉及一种风电叶片修复用聚天门冬氨酸酯面漆及其制备方法。 

背景技术

随着世界石油资源的日益匮乏，风能作为一种清洁的可再生能源而逐渐被人们重视。开发和利用风能资源不仅可以为21世纪寻找新的替代能源，而且有利于环境保护。 

我国风电产业发展到现在经历了一个由小到大、由慢到快的过程。从20世纪70年代研制成功1KW小型风力发电机组样机，到1998年的国家“乘风计划”揭开了大型风电机组国产化的序幕；从1986年我国第一个风电场在山东荣成并网发电，到2006年底建成了91个风电场；从1999年着批国产化600KW风电机组在达坂城风电一场投入运行，到2005年研发MW级国产化风电机组样机；从2004年总装机容量76.4万KW到2006年底总装机量258.9KW，由此不难看出，我国风电产业在这20多年中逐渐发展、前进、壮大。 

国家发改委能源研究所发布了《中国风电发展路线图2050》，预计到2050年，我国的风电装机容量将达到10亿千瓦，满足17％的国内电力需求，由风电开发带来的累积投资将达到12万亿元。目前，我国已经成为全球最大的风电市场，行业内激烈的竞争势必将迎来兼并整合时代，大型的风电设备行业和风电运营商有望获益。另外，风电场开发呈现由陆上向近海发展的趋势，国内部分大型风机制造商已开始涉足。 

在刚举行的北京国际风能展上，国家发改委能源研究所发布了我国首个风电发展综合规划--《中国风电发展路线图2050》，国家发改委能源研究所副所长在报告会上预测，我国的风电装机容量在2050年将达到10亿千瓦，满足17％的国内电力需求，未来国内的风电装机容量仍有较大提升空间。 

风能是可再生、无污染、能量大、前景广的能源，大力发展清洁能源是世界各国的战略选择。截止2010末，我国的风电新增装机容量达到18,928兆瓦，累计装机容量达到44,733兆瓦，位居全球首位，结合此次国家能源局的预测，未来到2020、2030和2050年，中国风电装机容量将分别达到2亿、4亿和10亿千瓦，分别满足当时5％、8％和17％的电力需求，以2020年的数据测算，这就意味着未来十年的年均装机量为1,552.67万千瓦，风电的装机容量将有较大幅度的增长空间。 

在《风电场场址选择技术规定》中写到判断风场场址风能资源是否丰富的方法有“a、经常发生强烈气压梯度的区域内的隘口和峡谷；b、从山脉向下延伸的长峡谷；c、高原和台地；强烈高空风区域内暴露的山脊和山峰；d、强烈高空风或温度/压力梯度区域内暴露的海岸；e、岛屿的迎风和侧风角”。从这些文字的描述中可以看得出，风场的厂址大部分都存在着地理位置偏远，交通便利性差的特点，而这些特点不但影响了风场建设时风机的安装便捷性，对设备的后期维护保养也带来了不小的考验，要求维修的工艺要尽可能的减少吊装，运输等大的工程，做到简便适用。 

风力发电叶片在运转过程中有迎风面和背风面，迎风面的页根和叶尖和风力的摩擦度也不一样，叶尖的摩擦度最大，因此在运行过程中最容易磨损受伤，需要维护修补的频次也最高。目前常规的处理方法是每两年都对叶片做整体检查，内容包括清洗叶片，检查叶片状况。清洗叶片的目地在可提高发电量的同时，检查盐雾、油污、静电灰、飞虫污物背后隐藏的事故隐患，并对发现的隐患及时在现场进行修补。现在叶片的修补涂料普遍采用的是和生产时相同的涂料，底面漆干燥时间相对偏长，从而导致涂层在干燥过程中沾染较多的沙尘，影响了涂层间的结合紧密层度。因此，研发风电叶片维修专用的涂料是很有必要和市场价值的。 

受性能和成本的双重制约，目前的风力发电机叶片基本上是由环氧树脂等热固性基体树脂与玻璃纤维、碳纤维等增强材料，通过手工铺放或树脂注入等成型工艺复合而成。而环氧树脂由于含有大量的不饱和键和苯环，因此耐候性较差。如果叶片出现破损露出基材，那么基材就会很快的粉化。 

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的问题，提供一种风电叶片修复用快干面漆。 

本发明的另一目的是提供一种上述风电叶片修复用快干面漆的制备方法。 

本发明的目的可以通过以下措施达到： 

一种风电叶片修复用快干面漆，该面漆由涂料部分和固化剂部分组配而成；其中所述涂料部分由如下重量份的组分组成：聚天门冬氨酸酯树脂30～60份，颜料15～35份，防沉剂1～5份，分散剂0.5～3份，消泡剂1～3份，流平剂0.2～2份，光稳定剂2～4份，紫外线吸收剂1～3份，消光粉3～8份，高耐磨剂2～5份，有机溶剂5～20份；所述固化剂部分甲由固化剂和有机溶剂组成。 

本发明中的涂料部分优选由如下重量份的组分组成：聚天门冬氨酸酯树脂40～50份，颜料20～30份，防沉剂1～3份，分散剂1～1.5份，消泡剂1～2份，流平剂0.5～1份， 光稳定剂3～4份，紫外线吸收剂1.5～2份，消光粉4-7份，高耐磨剂3～5份，有机溶剂10～15份。 

本发明中的固化剂部分，其固化剂与有机溶剂的重量比为60～70：30～40。涂料部分与固化剂部分的重量比为3～5：1，优选为4:1。 

本面漆使用时，将涂料部分（简称乙组分）和固化剂部分（简称甲组分）按比例混合并搅拌均匀或调至需要的粘度，然后可用喷涂的方法施工。 

本发明中，所述颜料选自钛白粉、有机颜料中的一种或几种；所述防沉剂选自膨润土和气相二氧化硅中的一种或两种。所述分散剂选自聚酯改性分散剂；所述消泡剂选自有机改性硅氧烷消泡剂；所述流平剂选自有机硅类流平剂。所述光稳定剂选自受阻胺型光稳定剂；所述紫外线吸收剂选自液态羟基苯并三唑型紫外线吸收剂；所述消光粉选自超微细二氧化硅；所述高耐磨剂选自蜡浆。 

本发明中的有机溶剂选自二甲苯、正丁酯和PMA中的多种，优选的，有机溶剂由二甲苯、正丁酯和PMA按重量比4～6：2～4：2混合而成；所述固化剂为HDI三聚体，优选采用HDI三聚体Bayer3390。 

本发明公开了一种上述风电叶片修复用快干面漆的制备方法，包括两部分： 

涂料部分（乙组分）由如下步骤配制而成：（1）将聚天门冬氨酸树脂、分散剂、消泡剂、颜料、防沉剂和有机溶剂混合均匀；（2）将混合均匀的物料进行研磨，控制物料的细度≤15μm；（3）向步骤（2）中所得的浆料中加入流平剂、光稳定剂、紫外线吸收剂，耐磨剂和消光粉，继续混合均匀； 

固化剂部分（甲组分）由如下方法配制而成：将固化剂加入有机溶剂搅拌均匀。 

施工时先将上述的组分乙与组分甲按配方量混合均匀，然后根据施工要求再进一步调节粘度至施工粘度，然后均匀喷涂或刮涂于风电叶片破损处即可。 

风电叶片修复用快干面漆组分为天门冬氨酸酯树脂，再配合功能性的颜料和耐磨助剂、抗紫外光助剂组成，现场使用时通过与脂肪族多异氰酸酯混合交联固化而成。通过研发工程师设计反应速度，根据现场的实际施工条件和环境调配涂料的干燥速度，混合物的适用期可以从几分钟到几小时,施工结束可立即进行下道工序，既可使用专用的双组分喷涂设备施工,也可采用普通方法施工,这使得应用更简便可靠。风电叶片修复用快干面漆在应用与性能上与双组分脂肪族聚氨酯涂料相似，但它们也有显著的不同。风电叶片修复用快干面漆比传统的双组分脂肪族聚氨酯涂料的固体分更高70%,单遍涂膜更厚。 

本发明的风电叶片修复用快干面漆是针对风场的具体环境针对性的开发和研制的，相 较于国内外同类产品指向性明确，更能适应风力叶片的维修和保养。其混合适用期不小于30min，实干不大于3hr，耐磨耗小于0.03g（500g/1000r），耐人工加速老化（UVB）1500小时无粉化变色。本发明风电叶片修复用快干系列-面漆具有以下特点： 

（1）本发明的涂料采用聚天门冬氨酸树脂，在各组分的配合下能赋予漆膜优异的附着力和快速干燥性，与经过处理的旧漆面的平均附着力超过8MPa； 

（2）本发明的涂料在各组分的配合下具备良好的柔韧性，能防止漆膜开裂，脱落； 

（3）本发明的涂料在各组分的配合下具有突出的耐潮湿性，放置蒸馏水中10天后，漆膜无变色、起泡、脱落等现象，且吸水率小于1%。 

（4）本发明的涂料具有良好的施工性，涂膜常温干燥、表干快、不沾尘，一次成膜厚度可达到120～150μm。 

本发明采用聚天门冬氨酸酯涂料与传统的脂肪族聚氨酯涂料相比,其反应速度更快,涂膜更厚,缩短了施工周期,并可在相同膜厚的情况下减少涂装的层数,从而提高了涂料的施工效率，适合风电叶片快速维修场。 

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步的描述。 

涂料部分简称组分乙，固化剂部分简称组分甲。有机改性硅氧烷消泡剂采用AFCONA2045。有机硅类流平剂采用BYK-306。光稳定剂采用HALPS292。紫外线吸收剂采用UV1130。固化剂采用Bayer3390。聚酯改性分散剂采用AFCONA-5010。 

实施例1 

本实施例的风电叶片修复用快干系列-面漆组分乙包括（重量份，下同）：40份聚天门冬氨酸树脂，1份聚酯改性分散剂，1份有机硅改性硅氧烷消泡剂，25份颜料钛白粉，2份防沉剂膨润土，0.5份有机硅类流平剂，3份光稳定剂，1.5份紫外线吸收剂，5份消光粉，高耐磨剂蜡浆3.5份，15份二甲苯、正丁酯和PMA的混合溶剂（由二甲苯、正丁酯和PMA按重量比5：3：2的比例混合而成）。 

其制备方法为：（1）将40份聚天门冬氨酸树脂，1份聚酯改性分散剂，1份有机硅改性硅氧烷消泡剂，25份颜料，2份防沉剂膨润土，15份二甲苯、正丁酯和PMA的混合溶剂加入到容器中，用高速分散机分散20-30分钟，使其混合均匀，搅拌速率控制在1500-2000转/分。（2））将混合均匀的物料到研磨机上进行研磨，控制物料的出料细度≤15μm；（3）向步骤（2）中所得的浆料中加入0.5份有机硅类流平剂，3份光稳定剂，1.5份紫外线吸收剂，5份消光粉，3.5份高耐磨剂，继续高速分散使漆料混合均匀，即得本 发明产品的涂料部分乙。 

组分甲制法：按比例将HDI固化剂60份和上述二甲苯、正丁酯和PMA混合溶剂40份搅拌均匀，即得固化剂部分甲。 

使用时，组分乙和组分甲按重量比4:1的配比混合搅拌均匀并调节至施工粘度，喷涂在马口铁板和玻璃板上，放置恒温恒湿室（23±2℃、50±5%）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1。对其进行耐人工加速老化测试，结果见表2。 

实施例2 

本实施例的风电叶片修复用快干系列-面漆组分乙包括（重量份，下同）：45份聚天门冬氨酸树脂，1.2份聚酯改性分散剂，1.5份有机硅改性硅氧烷消泡剂，25份颜料钛白粉，2份防沉剂膨润土，0.6份有机硅类流平剂，3份光稳定剂，1.5份紫外线吸收剂，5.5份消光粉，高耐磨剂蜡浆4份，13份二甲苯、正丁酯和PMA的混合溶剂（由二甲苯、正丁酯和PMA按重量比5：3：2的比例混合而成）。 

其制备方法为：（1）将45份聚天门冬氨酸树脂，1.2份聚酯改性分散剂，1.5份有机硅改性硅氧烷消泡剂，25份颜料，2份防沉剂膨润土，13份二甲苯、正丁酯和PMA的混合溶剂加入到容器中，用高速分散机分散20-30分钟，使其混合均匀，搅拌速率控制在1500-2000转/分。（2））将混合均匀的物料到研磨机上进行研磨，控制物料的出料细度≤15μm；（3）向步骤（2）中所得的浆料中加入0.6份有机硅类流平剂，3份光稳定剂，1.5份紫外线吸收剂，5.5份消光粉，4份高耐磨剂，继续高速分散使漆料混合均匀，即得本发明产品的涂料部分乙。 

组分甲制法：按比例将HDI固化剂65份和上述二甲苯、正丁酯和PMA混合溶剂35份搅拌均匀，即得固化剂部分甲。 

使用时，组分乙和组分甲按重量比4:1的配比混合搅拌均匀并调节至施工粘度，喷涂在马口铁板和玻璃板上，放置恒温恒湿室（23±2℃、50±5%）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1。 

实施例3 

本实施例的风电叶片修复用快干系列-面漆组分乙包括（重量份，下同）：50份聚天门冬氨酸树脂，1.2份聚酯改性分散剂，1.5份有机硅改性硅氧烷消泡剂，25份颜料钛白粉，2份防沉剂膨润土，0.8份有机硅类流平剂，3份光稳定剂，1.5份紫外线吸收剂，6份消光粉，高耐磨剂蜡浆4.5份，10份二甲苯、正丁酯和PMA的混合溶剂（由二甲苯、正丁酯和PMA按重量比5：3：2的比例混合而成）。 

其制备方法为：（1）将50份聚天门冬氨酸树脂，1.2份聚酯改性分散剂，1.5份有机硅改性硅氧烷消泡剂，25份颜料，2份防沉剂膨润土，10份二甲苯、正丁酯和PMA的混合溶剂加入到容器中，用高速分散机分散20-30分钟，使其混合均匀，搅拌速率控制在1500-2000转/分。（2））将混合均匀的物料到研磨机上进行研磨，控制物料的出料细度≤15μm；（3）向步骤（2）中所得的浆料中加入0.8份有机硅类流平剂，3份光稳定剂，1.5份紫外线吸收剂，6份消光粉，4.5份高耐磨剂，继续高速分散使漆料混合均匀，即得本发明产品的涂料部分乙。 

组分甲制法：按比例将HDI固化剂70份和上述二甲苯、正丁酯和PMA混合溶剂30份搅拌均匀，即得固化剂部分甲。 

使用时，组分乙和组分甲按重量比4:1的配比混合搅拌均匀并调节至施工粘度，喷涂在马口铁板和玻璃板上，放置恒温恒湿室（23±2℃、50±5%）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1。 

参照有关国家或行业标准，对以上具体实施例进行性能检测，结果如表1。 

表1 

表2 

老化时间h	0	500h	700h	900h	1100h	1300h	1500h
								老化后光泽	4.4	4.2	3.7	3.6	3.0	3.8	4.2
色差△E	/	0.3	0.5	0.6	0.7	0.8	0.8
								变色（级）	/	无（0）	无（0）	无（0）	无（0）	无（0）	无（0）

Claims (10)

1.一种风电叶片修复用快干面漆，其特征在于该面漆由涂料部分和固化剂部分组配而成；其中所述涂料部分由如下重量份的组分组成：聚天门冬氨酸酯树脂30～60份，颜料15～35份，防沉剂1～5份，分散剂0.5～3份，消泡剂1～3份，流平剂0.2～2份，光稳定剂2～4份，紫外线吸收剂1～3份，消光粉3～8份，高耐磨剂2～5份，有机溶剂5～20份；所述固化剂部分甲由固化剂和有机溶剂组成。

2.根据权利要求1所述的风电叶片修复用快干面漆，其特征在于所述涂料部分由如下重量份的组分组成：聚天门冬氨酸酯树脂40～50份，颜料20～30份，防沉剂1～3份，分散剂1～1.5份，消泡剂1～2份，流平剂0.5～1份，光稳定剂3～4份，紫外线吸收剂1.5～2份，消光粉4-7份，高耐磨剂3～5份，有机溶剂10～15份。

3.根据权利要求1所述的风电叶片修复用快干面漆，其特征在于所述固化剂部分中的固化剂与有机溶剂的重量比为60～70：30～40。

4.根据权利要求1所述的风电叶片修复用快干面漆，其特征在于所述涂料部分与固化剂部分的重量比为3～5：1。

5.根据权利要求1所述的风电叶片修复用快干面漆，其特征在于所述颜料选自钛白粉、有机颜料中的一种或几种；所述防沉剂选自膨润土和气相二氧化硅中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的风电叶片修复用快干面漆，其特征在于所述分散剂选自聚酯改性分散剂；所述消泡剂选自有机改性硅氧烷消泡剂；所述流平剂选自有机硅类流平剂。

7.根据权利要求1所述的风电叶片修复用快干面漆，其特征在于所述光稳定剂选自受阻胺型光稳定剂；所述紫外线吸收剂选自液态羟基苯并三唑型紫外线吸收剂；所述消光粉选自超微细二氧化硅；所述高耐磨剂选自蜡浆。

8.根据权利要求1所述的风电叶片修复用快干面漆，其特征在于所述有机溶剂选自二甲苯、正丁酯和PMA中的多种；所述固化剂为HDI三聚体。

9.根据权利要求8所述的风电叶片修复用快干面漆，其特征在于所述有机溶剂由二甲苯、正丁酯和PMA按重量比4～6：2～4：2混合而成；所述固化剂为HDI三聚体Bayer3390。

10.一种权利要求1所述风电叶片修复用快干面漆的制备方法，其特征在于

所述涂料部分由如下步骤配制而成：（1）将聚天门冬氨酸树脂、分散剂、消泡剂、颜料、防沉剂和有机溶剂混合均匀；（2）将混合均匀的物料进行研磨，控制物料的细度≤15μm；（3）向步骤（2）中所得的浆料中加入流平剂、光稳定剂、紫外线吸收剂，耐磨剂和消光粉，继续混合均匀；

所述固化剂部分由如下方法配制而成：将固化剂加入有机溶剂搅拌均匀。