CN106246460A - 一种风力发电机叶片用前缘防护体系及风力发电机叶片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风力发电机叶片用前缘防护体系及风力发电机叶片，该防护体系包括：前缘保护涂层和防脏污涂层，前缘保护涂层涂装于风力发电机叶片上常规涂装层的表面上，防脏污涂层涂装于前缘保护涂层表面。通过该防脏污涂层在前缘保护涂层表面形成临时性防污保护层，在前缘保护涂层未完全干燥前隔离前缘保护涂层表面，使其免受大气中的灰尘、脏污附着，并在前缘保护涂层完全干燥后可自然消失，实现在不显著影响前缘保护涂层性能的情况下，实现防脏污，可大幅改善叶片前缘的外观质量。
Description
技术领域
本发明涉及风电叶片，具体涉及风电叶片的防护技术。
背景技术
风力发电机是一种将风能转化为机械能的动力机械，原理是利用风力带动叶片旋转，驱动发电机发电。目前风力发电机叶片基体材料大多是以玻璃纤维增强环氧树脂或者玻璃纤维增强不饱和聚酯为主体，此类材料俗称玻璃钢。裸露的玻璃钢不能在户外长期使用，需要外部防护涂层保护，尤其是承载颗粒物(雨水、尘沙等)冲击与磨损的叶片前缘，需要有特殊的前缘保护材料，以抵抗磨损侵蚀导致的叶片气动、结构功能丧失。叶片正常运行过程中前缘部位不可避免会被空气中杂物粘污，因此无需长时效的前缘防污处理。
防护材料大体分为两类：
第一种为预制备防护材料，例如带有单面丙烯酸压敏胶的聚氨酯贴膜，贴附于待保护的前缘区域；
第二种采用高弹性涂层材料(或胶衣)，涂装于叶片前缘待保护区域。
第二种涂层方案由于工艺操作性好，防护性能好，成本更具优势的优点，逐渐成为风电行业内主流前缘防护方案。但是，高弹性材料意味着涂层完全干燥的速度十分缓慢，所以表面易粘手和吸附灰尘。相比于传统涂层，高弹性涂层表面脏污难以彻底去除，从而影响外观质量。虽然该现象对叶片的最终主体功能不产生明显的负面影响，但较差的外观会对产品的综合评价必定有负面影响，因此必须予以解决。而且，高弹性保护漆的高光光泽会造成一定的光污染。
使用传统油性油漆覆盖在保护漆表面可以解决脏污问题以及光污染问题，但是油性油漆的溶剂会溶解下方的聚氨酯弹性体保护漆，从而降低保护漆的防护性能，例如抗雨蚀性能。
发明内容
针对现有风电叶片在表面防脏污方面所存在的问题，本发明的目的在于：
一方面提供一种可用于风电叶片的具有防脏污性能的防护体系。
另一方面提供一种采用该防护体系的风电叶片。
为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一方面，提供一种风力发电机叶片用前缘防护体系，所述防护体系包括：
前缘保护涂层，所述前缘保护涂层涂装于风力发电机叶片上常规涂装层的表面上；
防脏污涂层，所述防脏污涂层涂装于前缘保护涂层表面。
优选的，所述防脏污涂层为临时性防污保护层。
优选的，所述防脏污涂层在前缘保护涂层定型后自然脱落。
优选的，所述防脏污涂层表面为哑光。
优选的，所述防脏污涂层为水性涂层或无溶剂型涂层。
优选的，所述防脏污涂层为水性环氧涂层、水性丙烯酸涂层、水性聚氨酯涂层或水性醇酸涂层中的一种。
优选的，所述前缘保护涂层为聚氨酯/聚脲弹性体涂层。
另一方面，提供一种风力发电机叶片，所述风力发电机叶片包括叶片本体，该叶片本体上具有常规涂装层，其包括上述的前缘防护体系，该前缘防护体系设于常规涂装层上。
优选的，所述风力发电机叶片的前缘防护体系中的防脏污涂层在风机运转过程中自然脱落。
本方案通过在前缘保护层表面涂装防脏污涂层，形成临时性防污保护层，用于隔离前缘保护涂层表面受大气中的灰尘、脏污附着，在不降低风力发电机叶片自有防护性能的前提下，可大幅改善叶片前缘的外观质量。
据此构成的风力发电机叶片具有极佳的外观质量。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为本发明实例中前缘防护体系的示意图；
图2为本发明实例中前缘防护体系涂装流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本实例中针对风力发电机叶片前缘保护在防脏污方面所存在的问题，提供风力发电机叶片用的前缘防护体系，该前缘防护体系能够在对风力发电机叶片形成优异前缘保护的同时，并具备良好的防脏污性能，有效保证风力发电机叶片的整体质量。
参见图1，该前缘防护体系100由相互配套的前缘保护涂层110和防脏污涂层120组成。
其中，前缘保护涂层110涂装在于风力发电机叶片本体210前缘待保护区域上常规涂装层220的表面上，用于对于风力发电机叶片200的前缘区域形成防护。
为了能够形成良好的前缘保护，该前缘保护涂层110优选聚氨酯弹性体涂层或聚氨酯弹性体涂层。
而前缘防护体系100中的防脏污涂层120则涂装于前缘保护涂层110的表面，由此在前缘保护涂层110的表面形成临时性防污保护层，避免前缘保护涂层110在未完全干燥前被污染。
该前缘防护体系100中，通过在前缘保护涂层110表面涂装防脏污涂层120，形成临时性防污保护层，用于在前缘保护涂层110未完全干燥前隔离前缘保护涂层110表面，使其免受大气中的灰尘、脏污附着。该防脏污涂层120在前缘保护涂层110完全成型后(即完全干燥后)，自然脱落，实现对前缘保护涂层110的临时保护。由此，该防脏污涂层120在不明显影响前缘保护涂层110性能的情况下，实现防脏污，可大幅改善叶片前缘的外观质量。
该防脏污涂层120用于对未完全干燥前的前缘保护涂层110进行临时性保护，避免未完全干燥的前缘保护涂层110表面受大气中的灰尘、脏污附着；并在前缘保护涂层110完全成型后(即完全干燥后)，随风机运转过程中，防脏污涂层从前缘保护涂层110表面自然脱落，脱落后叶片恢复光滑，并由前缘保护涂层110对叶片前缘部分形成防护，不会显著影响前缘保护涂层110原有的防护性能。
在具体实现时，该防脏污涂层120可以为任何种类的水性涂层，包括但不局限于常见的水性环氧涂层、水性丙烯酸涂层、水性聚氨酯涂层以及水性醇酸涂层等。另外，根据需要该防脏污涂层120同样也可为无溶剂型涂层。
本实例中，该防脏污涂层120在涂装时，优选双组分水性聚氨酯涂层，其无有机溶剂，不会溶解并损伤下层前缘保护涂层。
进一步的，该防脏污涂层120在具体涂装时，形成一个爽滑的表面，即防脏污涂层120的表面平滑不黏手。
根据需要可提供哑光漆面和各种颜色，由此可解决风力发电机叶片200表面光污染的问题，进一步改善叶片前缘的外观质量。
据上可知，将上述方案构成的前缘防护体系100应用到风力发电机叶片200上，能够在不影响叶片前缘保护性能的前提下，极大的提高叶片前缘的外观质量。具体的应用过程如下(参见图1和图2)
1.首先加工风力发电机叶片200的叶片本体210，并在本体表面进行常规涂装层220的涂装。
2.在叶片本体210前缘待保护区域的常规涂装层220表面上涂装一层前缘保护涂层110对于风力发电机叶片200的前缘区域形成防护。
3.在前缘保护涂层110完成涂装后，即刻在前缘保护涂层110的表面涂装一层防脏污涂层120，由此形成临时性防污保护层，在前缘保护涂层110未完全干燥前隔离前缘保护涂层110表面，使其免受大气中的灰尘、脏污附着，并在前缘保护涂层110完全干燥后可自然消失，实现在不显著影响前缘保护涂层110性能的情况下，实现防脏污，可大幅改善叶片前缘的外观质量。
通过该防脏污涂层120的涂装，可提供一个较为爽滑的表面与外观，做临时性表观防护。另外根据需要，该防脏污涂层120可提供哑光漆面和各种颜色。除此之外该防脏污涂层120不提供其它任何功能，常见涂层的性能指标，例如附着力、柔韧性、耐候性等在此均不作要求。
由此构成的风力发电机叶片200，相比于无防脏污涂层的前缘保护漆配套涂装方案，本风力发电机叶片表面耐脏污性能提高，外观质量很好。
以下通过具体的应用实例来进一步的说明。
实例1
本实例中采用5-100微米单组分水性丙烯酸涂层作为防脏污涂层，以对风力发电机叶片上的前缘保护涂层形成临时性防污保护层。据此加工风力发电机叶片的过程如下：
1.首先加工风力发电机叶片的叶片本体，并在本体表面进行常规涂装层的涂装。
2.在叶片本体前缘待保护区域的常规涂装层表面上涂装一层前缘保护涂层对于风力发电机叶片的前缘区域形成防护。
3.在前缘保护涂层完成涂装后，在前缘保护涂层的表面涂装一层5-100微米单组分水性丙烯酸涂层，且表面平滑，由此形成临时性防污保护层。
由此制成的风力发电机叶片，在加入5-100微米单组分水性丙烯酸涂层之后，表面滑爽，且暴露1月后，单组分水性丙烯酸涂层从前缘保护涂层表面自然脱落，本风力发电机叶片上的涂层与常规叶片涂层基本一致。
实例2
本实例中采用5-100微米双组分水性聚氨酯涂层作为防脏污涂层，以对风力发电机叶片上的前缘保护涂层形成临时性防污保护层。据此加工风力发电机叶片的过程如下：
1.首先加工风力发电机叶片的叶片本体，并在本体表面进行常规涂装层的涂装。
2.在叶片本体前缘待保护区域的常规涂装层表面上涂装一层前缘保护涂层对于风力发电机叶片的前缘区域形成防护。
3.在前缘保护涂层完成涂装后，在前缘保护涂层的表面涂装一层平滑的5-100微米双组分水性聚氨酯涂层，且表面平滑，由此形成临时性防污保护层。
由此制成的风力发电机叶片，在加入5-100微米双组分水性聚氨酯涂层之后，表面滑爽，且暴露1月后，双组分水性聚氨酯涂层从前缘保护涂层表面自然脱落，本风力发电机叶片上的涂层与常规叶片涂层基本一致。
实例3
本实例中采用5-100微米双组分水性环氧涂层作为防脏污涂层，以对风力发电机叶片上的前缘保护涂层形成临时性防污保护层。据此加工风力发电机叶片的过程如下：
1.首先加工风力发电机叶片的叶片本体，并在本体表面进行常规涂装层的涂装。
2.在叶片本体前缘待保护区域的常规涂装层表面上涂装一层前缘保护涂层对于风力发电机叶片的前缘区域形成防护。
3.在前缘保护涂层完成涂装后，在前缘保护涂层的表面涂装一层平滑的5-100微米双组分水性环氧涂层，且表面平滑，由此形成临时性防污保护层。
由此制成的风力发电机叶片，在加入5-100微米双组分水性环氧涂层之后，表面滑爽，且暴露1月后，双组分水性环氧涂层从前缘保护涂层表面自然脱落，本风力发电机叶片上的涂层与常规叶片涂层基本一致。
实例4
本实例中采用5-300微米色号为Ral3020、光泽为20度的单组分水性丙烯酸涂层作为防脏污涂层，以对风力发电机叶片上的前缘保护涂层形成临时性防污保护层。据此加工风力发电机叶片的过程如下：
1.首先加工风力发电机叶片的叶片本体，并在本体表面进行常规涂装层的涂装。
2.在叶片本体前缘待保护区域的常规涂装层表面上涂装一层前缘保护涂层对于风力发电机叶片的前缘区域形成防护。
3.在前缘保护涂层完成涂装后，在前缘保护涂层的表面涂装一层5-300微米色号为Ral3020、光泽为20度的单组分水性丙烯酸涂层，且表面平滑，光泽哑光，颜色为Ral3020，由此形成临时性防污保护层。
由此制成的风力发电机叶片，加入5-300微米色号为Ral3020、光泽为20度的单组分水性丙烯酸涂层之后，表面滑爽，光泽哑光，颜色为Ral3020。且暴露1月后，相应的单组分水性丙烯酸涂层从前缘保护涂层表面自然脱落，本风力发电机叶片上的涂层与色号为Ral3020的哑光常规叶片涂层外观基本一致。
通过上述实例可知，本防脏污涂层方案能够实现在不显著影响前缘保护涂层110性能的情况下，实现防脏污，可大幅改善叶片前缘的外观质量。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种风力发电机叶片用前缘防护体系，其特征在于，所述防护体系包括：
前缘保护涂层，所述前缘保护涂层涂装于风力发电机叶片上常规涂装层的表面上；
防脏污涂层，所述防脏污涂层涂装于前缘保护涂层表面。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机叶片用前缘防护体系，其特征在于，所述防脏污涂层为临时性防污保护层。
3.根据权利要求2所述的一种风力发电机叶片用前缘防护体系，其特征在于，所述防脏污涂层在前缘保护涂层定型后自然脱落。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种风力发电机叶片用前缘防护体系，其特征在于，所述防脏污涂层表面为哑光。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种风力发电机叶片用前缘防护体系，其特征在于，所述防脏污涂层为水性涂层或无溶剂型涂层。
6.根据权利要求5所述的一种风力发电机叶片用前缘防护体系，其特征在于，所述防脏污涂层为水性环氧涂层、水性丙烯酸涂层、水性聚氨酯涂层或水性醇酸涂层中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种风力发电机叶片用前缘防护体系，其特征在于，所述前缘保护涂层为聚氨酯/聚脲弹性体涂层。
8.一种风力发电机叶片，所述风力发电机叶片包括叶片本体，该叶片本体上具有常规涂装层，其特征在于，所述风力发电机叶片还包括权利要求1-7中任一项所述的前缘防护体系，该前缘防护体系设于常规涂装层上。
9.根据权利要求1所述的一种风力发电机叶片，其特征在于，所述风力发电机叶片的前缘防护体系中的防脏污涂层在叶片运转过程中自然脱落。
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