CN112266690A - 风电塔筒表层耐磨防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风电塔筒表层耐磨防腐涂料及其制备方法，所述制备方法包括：1)在酸性催化剂存在的条件下，向二氧化硅的乙醇悬浊液中加入正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷，制得预聚包覆体；2)将环氧乳液、第一去离子水和消泡剂混合，得到第一组分；3)将预聚包覆体、第二去离子水和固化剂混合，得到第二组分；4)将第一组分与第二组分混合后，在搅拌条件下向其中滴加碳粉的悬浊液混合，得到风电塔筒表层耐磨防腐涂料。实现了有效提高风电塔筒的使用寿命，降低维护成本的效果。

Description

风电塔筒表层耐磨防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及风电塔筒表面涂料领域，具体地，涉及风电塔筒表层耐磨防腐涂料及其制备方法。
背景技术
风电塔筒就是风力发电的塔杆，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动，其被广泛用于户外，尤其是风沙较大，风力较强的区域。
而在此类使用环境下，其本身更是容易受到风沙等侵蚀，并且，长期在较为恶劣的环境下使用，使得其受腐蚀程度也远远大于其他领域。
一旦使用过程中表面涂层受到腐蚀和侵蚀，则会对风电塔筒本体造成较为严重的损坏，因此，需要人为频繁进行巡检并针对出现的情况适时进行补涂涂层或是维修。而这类操作会大大增加人工维修成本，并且，频繁的维修也会造成各处性质存在差异，更是进一步降低其整体使用寿命。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中风电塔筒所使用的环境较为恶劣，受环境影响大，维护成本高，使用寿命较低等问题，从而提供一种能够有效耐腐蚀和侵蚀，在恶劣环境下使用性能好，能够有效提高风电塔筒的使用寿命，降低维护成本的风电塔筒表层耐磨防腐涂料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种风电塔筒表层耐磨防腐涂料的制备方法，所述制备方法包括：
1)在酸性催化剂存在的条件下，向二氧化硅的乙醇悬浊液中加入正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷，制得预聚包覆体；
2)将环氧乳液、第一去离子水和消泡剂混合，得到第一组分；
3)将预聚包覆体、第二去离子水和固化剂混合，得到第二组分；
4)将第一组分与第二组分混合后，在搅拌条件下向其中滴加碳粉的悬浊液混合，得到风电塔筒表层耐磨防腐涂料。
优选地，步骤1)中，相对于100重量份的所述二氧化硅的乙醇悬浊液，所述正硅酸乙酯的用量为20-30重量份，所述甲基三乙氧基硅烷的用量为50-70重量份。
优选地，步骤1)具体包括：
11)将乙醇与酸性催化剂混合，得到预混液；
12)将二氧化硅加入得到的预混液中振荡混合，得到二氧化硅的乙醇悬浊液；
13)在振荡混合的条件下，将二氧化硅的乙醇悬浊液置于水浴条件下加热至40-50℃后，向其中加入正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷混合1-2h；
14)将上述混合液于温度为80-100℃的条件下反应5-8h，制得预聚包覆体。
优选地，步骤14)中，还包括将反应后的产物干燥研磨。
优选地，步骤14)中，反应过程包括顺次进行的减压段、波浪变压段和恒压段；其中，
所述减压段为减压至0.5-0.8个大气压的条件下反应0.5-1h；
所述波浪变压段为在1.5-2个大气压的范围内呈波浪形变压反应0.5-1h；
所述恒压段为在3-5个大气压的范围内恒压反应3-7h。
优选地，所述第一组分、所述第二组分和所述碳粉的悬浊液的重量比为100:30-50:20-60；
且所述碳粉的悬浊液中碳粉的含量为30-60重量％。
优选地，所述环氧乳液、所述第一去离子水和所述消泡剂的用量的重量比为100:10-20:0.5-1。
优选地，所述预聚包覆体、所述第二去离子水和所述固化剂的用量的重量比为50:20-30:0.5-1。
优选地，步骤4)中碳粉的悬浊液的滴加速率为100-200滴/min。
本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的风电塔筒表层耐磨防腐涂料。
通过上述技术方案，本发明通过将二氧化硅制成醇的悬浊液，并在此基础上引入其他原料，形成为预聚包覆体，从而有效提高二氧化硅整体的耐磨性能，并通过预聚包覆体的形成，整体引入至环氧乳液中，通过分次加入的形式有效提高整体的防腐蚀性能，在此基础上，再引入碳粉，进一步协同提升耐磨防腐性能。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种风电塔筒表层耐磨防腐涂料的制备方法，所述制备方法包括：
1)在酸性催化剂存在的条件下，向二氧化硅的乙醇悬浊液中加入正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷，制得预聚包覆体；
2)将环氧乳液、第一去离子水和消泡剂混合，得到第一组分；
3)将预聚包覆体、第二去离子水和固化剂混合，得到第二组分；
4)将第一组分与第二组分混合后，在搅拌条件下向其中滴加碳粉的悬浊液混合，得到风电塔筒表层耐磨防腐涂料。
本发明通过将二氧化硅制成醇的悬浊液，并在此基础上引入其他原料，形成为预聚包覆体，从而有效提高二氧化硅整体的耐磨性能，并通过预聚包覆体的形成，整体引入至环氧乳液中，通过分次加入的形式有效提高整体的防腐蚀性能，在此基础上，再引入碳粉，进一步协同提升耐磨防腐性能。
在本发明的一种优选的实施方式中，步骤1)中，相对于100重量份的所述二氧化硅的乙醇悬浊液，所述正硅酸乙酯的用量为20-30重量份，所述甲基三乙氧基硅烷的用量为50-70重量份。
进一步优选的实施方式中，为了更好地提高整体的耐磨防腐性能，步骤1)具体包括：
11)将乙醇与酸性催化剂混合，得到预混液；
12)将二氧化硅加入得到的预混液中振荡混合，得到二氧化硅的乙醇悬浊液；
13)在振荡混合的条件下，将二氧化硅的乙醇悬浊液置于水浴条件下加热至40-50℃后，向其中加入正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷混合1-2h；
14)将上述混合液于温度为80-100℃的条件下反应5-8h，制得预聚包覆体。
需要说明的是，这里的消泡剂和固化剂可以采用环氧乳液所常规使用的消泡剂和固化剂类型，在此不多做赘述。
当然，为了提高对最终各原料的用量的进一步稳定控制，保证整体的可控性，步骤14)中，还包括将反应后的产物干燥研磨。
在本发明的另一优选的实施方式中，步骤14)中，反应过程包括顺次进行的减压段、波浪变压段和恒压段；其中，
所述减压段为减压至0.5-0.8个大气压的条件下反应0.5-1h；
所述波浪变压段为在1.5-2个大气压的范围内呈波浪形变压反应0.5-1h；
所述恒压段为在3-5个大气压的范围内恒压反应3-7h。
这里的波浪形变压指的是呈规律性上升和下降的趋势，当然，具体的升压降压速率可以根据实际情况进行调整，只要使得整体压力的变化在上述范围内即可。
进一步优选的实施方式中，所述第一组分、所述第二组分和所述碳粉的悬浊液的重量比为100:30-50:20-60；
且所述碳粉的悬浊液中碳粉的含量为30-60重量％。
当然，为了更好地提高整体的可控性，所述环氧乳液、所述第一去离子水和所述消泡剂的用量的重量比为100:10-20:0.5-1。
进一步地，所述预聚包覆体、所述第二去离子水和所述固化剂的用量的重量比为50:20-30:0.5-1。
一种更为优选的实施方式中，步骤4)中碳粉的悬浊液的滴加速率为100-200滴/min。
本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的风电塔筒表层耐磨防腐涂料。
经检测，本发明制得的风电塔筒表层耐磨防腐涂料的涂料硬度为3H-4H，涂料附着力为1级，经3％的盐雾处理360h后，漆膜无明显气泡产生；
现有使用的环氧乳液涂料的涂料硬度为2H，涂料附着力为2级，经3％的盐雾处理240h后，漆膜产生明显气泡数为6个。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种风电塔筒表层耐磨防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
1)在酸性催化剂存在的条件下，向二氧化硅的乙醇悬浊液中加入正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷，制得预聚包覆体；
2)将环氧乳液、第一去离子水和消泡剂混合，得到第一组分；
3)将预聚包覆体、第二去离子水和固化剂混合，得到第二组分；
4)将第一组分与第二组分混合后，在搅拌条件下向其中滴加碳粉的悬浊液混合，得到风电塔筒表层耐磨防腐涂料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，相对于100重量份的所述二氧化硅的乙醇悬浊液，所述正硅酸乙酯的用量为20-30重量份，所述甲基三乙氧基硅烷的用量为50-70重量份。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)具体包括：
11)将乙醇与酸性催化剂混合，得到预混液；
12)将二氧化硅加入得到的预混液中振荡混合，得到二氧化硅的乙醇悬浊液；
13)在振荡混合的条件下，将二氧化硅的乙醇悬浊液置于水浴条件下加热至40-50℃后，向其中加入正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷混合1-2h；
14)将上述混合液于温度为80-100℃的条件下反应5-8h，制得预聚包覆体。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤14)中，还包括将反应后的产物干燥研磨。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤14)中，反应过程包括顺次进行的减压段、波浪变压段和恒压段；其中，
所述减压段为减压至0.5-0.8个大气压的条件下反应0.5-1h；
所述波浪变压段为在1.5-2个大气压的范围内呈波浪形变压反应0.5-1h；
所述恒压段为在3-5个大气压的范围内恒压反应3-7h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一组分、所述第二组分和所述碳粉的悬浊液的重量比为100:30-50:20-60；
且所述碳粉的悬浊液中碳粉的含量为30-60重量％。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述环氧乳液、所述第一去离子水和所述消泡剂的用量的重量比为100:10-20:0.5-1。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预聚包覆体、所述第二去离子水和所述固化剂的用量的重量比为50:20-30:0.5-1。
9.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中碳粉的悬浊液的滴加速率为100-200滴/min。
10.一种根据权利要求1-9中任意一项所述的制备方法制得的风电塔筒表层耐磨防腐涂料。
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