CN107903422A - 一种风机叶片前缘保护层技术 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机叶片前缘的保护层技术，用于保护风力发电机叶片前缘不受雨水等的侵蚀。本发明的保护层主要分为3大层，从叶片表面常规涂层向上开始分别是胶黏剂层，保护膜层，油漆层。胶黏剂层的下表面贴附在风机叶片表面的常规涂层上，起粘结保护膜层和叶片的作用。护膜层的材料为无色透明高弹性的塑料，可以但不限于是热塑性弹性体聚氨酯TPU。油漆层是环氧树脂或聚氨酯/聚脲弹性体涂层。本发明可以使得风机叶片抗雨蚀的性能大大增加并且减少后期高空维护的次数。

Description

一种风机叶片前缘保护层技术
技术领域
本发明属于高分子材料领域，涉及一种风力发电机叶片前缘的保护层技术。
背景技术
大型风力发电机的叶片由玻璃纤维增强环氧树脂，碳纤维等材料构成，具有很高的强度。但是因为叶片尖端的线速度很高，可以达到300公里每小时以上，风机叶片尖端的前缘部分即迎风面会和雨水，沙尘等发生硬碰硬的碰撞，造成严重侵蚀，从而导致叶片气动外形损坏带来发电效率的大幅降低。
为了延长叶片寿命，增强叶片抗雨水侵蚀的能力，目前有两种防护技术：一种是以3M为代表的叶片保护膜方案，在叶片前缘贴上热塑性聚氨酯TPU材质的保护膜，TPU材质具有很好的弹性可以分散雨水撞击叶片的动能，实现对叶片的保护，其寿命相对较长。另一种是采用高弹性油漆涂层，尤其是双组份聚氨酯油漆，其抗雨水侵蚀能力逊于保护膜，寿命较短。
但是大型风力发电机的叶片保护层一旦损坏需要及时进行高空修理，使用保护膜方案时因为保护膜粘性很高很难去除，在空中也不方便重新贴膜，所以保护膜方案应用并不广泛。而采用油漆涂层虽然寿命较短，但是相对容易高空补漆，目前是主流技术。不过因为无法及时判断油漆损坏程度，一旦油漆下方腻子也被雨蚀，其修补也会比较麻烦。并且高空作业具有危险性高，难度大，施工效果比地面差，成本高的劣势，所以寻找更好的叶片前缘保护方式，减少叶片生命周期内的高空作业次数成为风力发电机制造商的重要研究方向。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种风机叶片前缘保护层技术，比目前两种常规方案更长的保护寿命，并且后期对叶片的维护简单方便。
本发明的实现方案如下：
本发明保护层主要分为3大层，从下到上分别是胶黏剂层，保护膜层，油漆层。
胶黏剂层下表面贴附在风机叶片表面的常规涂层上，起粘结保护膜层和叶片的作用。
胶黏剂一般为压敏胶，包括但不限于丙烯酸基，橡胶基，硅胶基压敏胶或其组合。
胶黏剂的上表面和保护膜层粘结在一起。根据胶黏剂和保护膜的匹配性，可能需要在两者之间有一中间涂层，起到增强胶黏剂和保护膜层间粘结力的作用。
胶黏剂层采用涂布的方式设置在保护膜层的下表面。在胶黏剂层设置在风机叶片前缘表面之前，需要有一离型膜层对胶黏剂层下表面进行保护。
胶黏剂层必须无色透明。
保护膜层的材料为无色透明高弹性的塑料，可以但不限于是热塑性弹性体聚氨酯TPU。
保护膜层可以是单层结构，也可以是多层复合结构，由多层高弹性塑料和胶黏剂层组成。
油漆层是环氧树脂或聚氨酯/聚脲弹性体涂层。根据油漆层与保护膜层的匹配性，可能需要在两者之间有一中间涂层，起到增强保护膜层和油漆层间粘结力的作用。
油漆层可以是单层结构，也可以是多层复合结构。每层的成分可以不同。
油漆层可以预涂布在保护膜层上表面，然后与保护膜层及胶黏剂层一起贴附于风机叶片常规涂层表面，预涂的油漆层必须无色透明；也可以先将保护膜层及胶黏剂层贴附于风机叶片常规涂层表面后，再将油漆层涂布或喷涂在保护膜层的上表面，此时涂布或喷涂的油漆层可以有颜色；在油漆层为多层的情况时，亦可以部分预涂布在保护膜层上表面，待和保护膜层及胶黏剂层一起贴附在风机叶片常规涂层表面后，再涂布或喷涂其他的油漆涂层。
采用本发明保护层后，首先起到抗雨蚀作用的是最外层的油漆层，等油漆层失效后，下面的保护膜层会继续起到保护叶片的功能。在保护膜层失效前可以通过高空修补油漆层的方式进行维护。和单纯的保护膜方式相比，既能够拥有较长的保护寿命，又能方便的进行维护保养。和单纯的油漆方式相比，可以降低高空作业的次数，另外保护膜提供了额外的保护寿命，可以更灵活安排维护时间。
附图说明
图1为本发明实施例1中叶片前缘保护层的结构示意图。
图2为本发明实施例2中叶片前缘保护层的结构示意图。
图3为本发明实施例3中叶片前缘保护层的结构示意图。
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方法
一种风力发电机叶片前缘保护层，贴合在叶片前缘常规涂层表面。参见图1，从下至上分别为风机叶片及其常规涂层001，胶黏剂层100，保护膜层200和油漆层300。
胶黏剂层100采用压敏胶，可以是丙烯酸基，橡胶基或硅胶基，也可以是他们的组合。
胶黏剂层100必须无色透明。
胶黏剂层100由涂布机涂布在保护膜层200的表面。根据两者的匹配性可能需要在两者间做一中间涂层增强胶黏剂层100和保护膜层200的结合力。
胶黏剂层100采用涂布的方式设置在保护膜层200的下表面。在胶黏剂层100设置在风机叶片前缘表面001之前，需要有一离型膜层对胶黏剂层下表面进行保护。
保护膜层200可以是单层高弹性塑料，可以是但不限于是热塑性弹性体聚氨酯TPU。
保护膜层200也可以由多层高弹性塑料层复合而成，不同塑料层间可以通过胶黏剂进行粘结。
保护膜层200必须无色透明。
油漆层300是环氧树脂或聚氨酯/聚脲弹性体涂层。根据油漆层300与保护膜层200的匹配性，可能需要在两者之间有一中间涂层，起到增强保护膜层200和油漆层300间粘结力的作用。
油漆层300可以是单层也可以是多层结构。
油漆层300可以预涂布在保护膜层200上表面，然后与保护膜层200及胶黏剂层100一起贴附于风机叶片常规涂层001表面，预涂的油漆层300必须无色透明；也可以先将保护膜层200及胶黏剂层100贴附于风机叶片常规涂层001表面后，再将油漆层300涂布或喷涂在保护膜层200的上表面，此时涂布或喷涂的油漆层300可以有颜色；在油漆层300为多层的情况时，亦可以部分预涂布在保护膜层200上表面，待和保护膜层200及胶黏剂层100一起贴附在风机叶片常规涂层001表面后，再涂布或喷涂其他的油漆涂层300。
采用本发明对风机叶片前缘进行保护后，和单纯采用保护膜保护及油漆保护相比，具有寿命长，易维护的特点。具体体现在大幅减少空中作业次数。
假定某风场环境下，保护膜抗雨蚀寿命为5年，油漆抗雨蚀寿命为2年，叶片寿命要求为25年。
在25年以内对风机进行维护保养时采用三种方案比较。
方案A：单纯用保护膜对风机叶片进行保护，5年后保护膜损坏，因为保护膜和叶片粘附力很强，不易去除，叶片只能更换，成本非常高。
方案B：单纯用油漆对风机叶片进行保护，每2年需要进行一次空中作业，重新涂覆油漆，25年内需要一共12次空中作业。
方案C：本发明保护层对风机叶片进行保护，可以采用5年后第一次空中作业，重新涂覆油漆，以后每2年一次涂覆油漆，一直到第21年最后一次空中维护，25年内一共需要9次空中作业。可以大幅降低高空作业次数，同时提供更好的抗雨蚀性能。
实施例1。
参见图1，本实施例中采用30-100微米的聚丙烯酸压敏胶作为胶黏剂层100置于风机叶片常规涂层001上表面，胶黏剂层100中添加0.5-1%的UV吸收剂。
保护膜层200置于胶黏剂层100上表面，保护膜层200采用透明单层热塑性聚氨酯材料TPU，厚度200-400微米。
油漆层300采用水性双组份聚氨酯油漆，厚度100-300微米。
实施例2。
参见图2，本实施例中采用30-100微米的丙烯酸压敏胶作为胶黏剂层100置于风机叶片常规涂层001上表面，胶黏剂层100中添加0.5-1%的UV吸收剂。
保护膜层200置于胶黏剂层100上表面，保护膜层200采用两层热塑性聚氨酯材料TPU（第一层200A和第二层200B）组成，厚度分别为100-300微米。两层热塑性聚氨酯材料TPU中间以50-100微米厚度的丙烯酸压敏200C作为粘结层。三层结构共同构成保护膜层200。
油漆层300采用水性双组份聚氨酯油漆，厚度100-300微米。
实施例3。
参见图3，本实施例中采用30-100微米的丙烯酸压敏胶作为胶黏剂层100置于风机叶片常规涂层001上表面，胶黏剂层100中添加0.5-1%的UV吸收剂。
保护膜层200置于胶黏剂层100上表面，保护膜层200采用两层热塑性聚氨酯材料TPU（第一层200A和第二层200B）组成，厚度分别为100-300微米。两层热塑性聚氨酯材料TPU中间以50-100微米厚度的丙烯酸压敏200C作为粘结层。三层结构共同构成保护膜层200。
油漆层300采用双层水性双组份聚氨酯油漆，第一层300A厚度50-100微米，红色。第二层300B厚度100-300微米，白色。根据油漆颜色可以判断雨水侵蚀的程度。
本发明实施例仅是本发明较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改，等同替换和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种风力发电机叶片前缘的保护层技术，其特征在于：从风机叶片表面常规涂层向上分别是胶黏剂层，保护膜层，油漆层。
2.如权利要求1所述的胶黏剂层一般为压敏胶，包括但不限于丙烯酸基，橡胶基，硅胶基压敏胶或其组合。
3.如权利要求1所述的胶黏剂层胶黏剂层必须无色透明。
4.如权利要求1所述的保护膜层的材料为无色透明高弹性的塑料，可以但不限于是热塑性弹性体聚氨酯TPU。
5.如权利要求1所述的保护膜层可以是单层结构，也可以是多层复合结构，由多层高弹性塑料和胶黏剂层组成。
6.如权利要求1所述的油漆层是环氧树脂或聚氨酯/聚脲弹性体涂层。
7.如权利要求1所述的油漆层可以是单层结构，也可以是多层复合结构,每层的成分可以不同。
8.如权利要求1所述的油漆层可以预涂布在保护膜层上表面，然后与保护膜层及胶黏剂层一起贴附于风机叶片常规涂层表面，预涂的油漆层必须无色透明；也可以先将保护膜层及胶黏剂层贴附于风机叶片常规涂层表面后，再将油漆层涂布或喷涂在保护膜层的上表面，此时涂布或喷涂的油漆层可以有颜色；在油漆层为多层的情况时，亦可以部分预涂布在保护膜层上表面，待和保护膜层及胶黏剂层一起贴附在风机叶片常规涂层表面后，再涂布或喷涂其他的油漆涂层。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108661852A (zh) * 2018-05-02 2018-10-16 江苏金风科技有限公司 复合保护层和叶片
CN110848095A (zh) * 2019-11-02 2020-02-28 中材科技（酒泉）风电叶片有限公司 一种风电叶片表面保护方法
CN112983756A (zh) * 2021-03-05 2021-06-18 天津森聚柯密封涂层材料有限公司 一种风能叶片前缘防护加强复合涂膜结构及其制备方法
CN115782276A (zh) * 2023-02-13 2023-03-14 吉林重通成飞新材料股份公司 一种叶片前缘防护体系的构建方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101695689A (zh) * 2009-10-26 2010-04-21 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种风力发电叶片的涂装方法和所用底漆及其制备方法
CN102027230A (zh) * 2008-03-28 2011-04-20 刀具动力学有限公司 风力涡轮机叶片
US20160288377A1 (en) * 2012-11-14 2016-10-06 Bayer Materialscience Ag Method for producing composite components
CN106246460A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 上海麦加涂料有限公司 一种风力发电机叶片用前缘防护体系及风力发电机叶片

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102027230A (zh) * 2008-03-28 2011-04-20 刀具动力学有限公司 风力涡轮机叶片
CN101695689A (zh) * 2009-10-26 2010-04-21 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种风力发电叶片的涂装方法和所用底漆及其制备方法
US20160288377A1 (en) * 2012-11-14 2016-10-06 Bayer Materialscience Ag Method for producing composite components
CN106246460A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 上海麦加涂料有限公司 一种风力发电机叶片用前缘防护体系及风力发电机叶片

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108661852A (zh) * 2018-05-02 2018-10-16 江苏金风科技有限公司 复合保护层和叶片
CN110848095A (zh) * 2019-11-02 2020-02-28 中材科技（酒泉）风电叶片有限公司 一种风电叶片表面保护方法
CN112983756A (zh) * 2021-03-05 2021-06-18 天津森聚柯密封涂层材料有限公司 一种风能叶片前缘防护加强复合涂膜结构及其制备方法
CN115782276A (zh) * 2023-02-13 2023-03-14 吉林重通成飞新材料股份公司 一种叶片前缘防护体系的构建方法

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