CN114395313A - 一种高耐化学品性水性风电叶片涂料及其制备方法 - Google Patents

一种高耐化学品性水性风电叶片涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及风电叶片涂料技术领域，尤其是.一种高耐化学品性水性风电叶片涂料，解决现有技术中常用的风电叶片涂料耐化学性、耐腐蚀程度低、和耐水性不佳，及现有的风电叶片涂料原料选用复杂，制备过程易生成有害物质的问题，本发明的一种高耐化学品性水性风电叶片涂料，包括以下原料：环丙烯树脂乳液、氯化石蜡份、乙烯基聚合物份、涤纶树脂份、碳化硅份、鳞片状石墨烯份、重晶石份、氧化钇、环保溶剂、水性聚氨酯、颜料、助剂，本发明很大程度的提高了该风电叶片涂料的耐化学性、耐腐蚀度、和防水效果，本发明原料选用以及操作简单，制备过程绿色，所得高耐化学品性水性风电叶片涂料综合效果好。

Description

一种高耐化学品性水性风电叶片涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及风电叶片涂料技术领域，具体为一种高耐化学品性水性风电叶片涂料及其制备方法。
背景技术
涂料，我们平常所说的油漆只是其中的一种。指涂布于物体表面在一定的条件下能形成薄膜而起保护、装饰或其他特殊功能(绝缘、防锈、防霉、耐热等)的一类液体或固体材料。因早期的涂料大多以植物油为主要原料，故又称作油漆。现在合成树脂已取代了植物油，故称为涂料。涂料并非液态，粉末涂料是涂料品种一大类。
随着时代和科技的不断发展，工业和家庭等对电力依靠越来越大，从而导致电力的需求也越来越大，电力的生产方式也在不断改变，其中风力发电的普及也越来越广泛，风力发电的过程较为环保，不会对环境造成污染，但现有技术中常用的风电叶片涂料的耐化学性、耐腐蚀程度低、和耐水性不佳，及现有的风电叶片涂料原料选用复杂，导致在使用过程中降低涂料对风电叶片的保护作用，降低风电叶片的使用寿命，且制备过程中易生成有害物质，对环境造成一定程度的危害。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中常用的风电叶片涂料耐化学性、耐腐蚀程度低、和耐水性不佳，及现有的风电叶片涂料原料选用复杂，制备过程易生成有害物质的问题，而提出的一种高耐化学品性水性风电叶片涂料，包括以下重量份的原料：环丙烯树脂乳液30-50份、氯化石蜡20-40份、乙烯基聚合物16-20份、涤纶树脂14-18份、碳化硅10-14份、鳞片状石墨烯 11-15份、重晶石12-16份、氧化钇8-12份、环保溶剂10-30份、水性聚氨酯7-9份、颜料3-5份、助剂6-8份。
优选的，包括以下重量份的原料：环丙烯树脂乳液35-45份、氯化石蜡 25-35份、乙烯基聚合物17-19份、涤纶树脂15-17份、碳化硅11-13份、鳞片状石墨烯12-14份、重晶石13-15份、氧化钇8.5-11.5份、环保溶剂15-25 份、水性聚氨酯7.5-8.5份、颜料3.5-4.5份、助剂6.5-7.5份
优选的，包括以下重量份的原料：环丙烯树脂乳液40份、氯化石蜡30 份、乙烯基聚合物18份、涤纶树脂16份、碳化硅12份、鳞片状石墨烯13 份、重晶石14份、氧化钇10份、环保溶剂20份、水性聚氨酯8份、颜料4 份、助剂7份
优选的，所述颜料为钛白、锌白、铬黄、土黄、土红、群青、钴蓝中的一种或几种。
优选的，所述助剂为增稠剂、分散剂、防沉淀剂、抗静电剂、消泡剂、乳化剂、阻燃剂、附着力增进剂。
优选的，所述增稠剂为羧甲基纤维素、丙二醇藻蛋白酸酯、甲基纤维素、淀粉磷酸钠中的一种或几种，所述分散剂为三乙基己基磷酸、甲基戊醇、纤维素衍生物中的一种或几种，所述防沉淀剂为环保磷酸盐、聚丙烯酸盐、聚磷酸盐中的一种或几种，所述抗静电剂为阳离子抗静电剂、非离子抗静电剂、阴离子抗静电剂中的一种或几种，所述消泡剂的主要成分为为聚二甲基硅氧烷，所述乳化剂为阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂、非离子型乳化剂中的一种或几种，所述阻燃剂为溴系、磷氮系、氮系和红磷及化合物中的一种或几种，所述附着力增进剂为为特殊官能团高分子化合物。
一种高耐化学品性水性风电叶片涂料制备方法，包括如下步骤：
S1：按重量份计，称取原料环丙烯树脂乳液30-50份、氯化石蜡20-40 份、乙烯基聚合物16-20份、涤纶树脂14-18份、碳化硅10-14份、鳞片状石墨烯11-15份、重晶石12-16份、氧化钇8-12份、环保溶剂10-30份、水性聚氨酯7-9份、颜料3-5份、助剂6-8份，备用：
S2：将环丙烯树脂乳液、氯化石蜡和环保溶液共同加入混合机内，加热至80-120℃，公转速率为400-600r/min，自转速率为600-800r/min，充分混合后得基料；
S3：将乙烯基聚合物和涤纶树脂共同加入搅拌机，再将水性聚氨酯加入搅拌机内，搅拌速率为500-700r/min，待搅拌均匀后得填充料；
S4：将碳化硅、鳞片状石墨烯、重晶石和氧化钇共同放入研磨机内，待研磨充分后得填充料；
S5：将助剂加环保溶剂超声分散10-30min后，然后加入步骤S2和步骤 S3得到的填充料，再次超声分散20-40min，得多功能填充料；
S6：将颜料加入步骤S1得到的基料中，加热至90-130℃，搅拌15-35min，搅拌均匀后，保温边搅拌边加入步骤S4得到的多功能填充料，搅拌30-50min，搅拌均匀后，得高耐化学品性水性风电叶片涂料。
优选的，所述步骤S5中的超声频率为16-20kHz，超声功率为170-430W，所述步骤S6中的搅拌速率为800-1000r/min。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种高耐化学品性水性风电叶片涂料，具备以下有益效果：
1、本发明采用环丙烯树脂乳液和氯化石蜡的混合物作为该风电叶片涂料的基料，很大程度的提高了该风电叶片涂料的耐化学性、耐腐蚀度、和防水效果，从而提高了该风电叶片涂料对风电叶片的保护作用，从而增加的风电叶片的使用寿命，本发明原料选用以及操作简单，制备过程绿色，所得高耐化学品性水性风电叶片涂料综合效果好。
本发明采用水性聚氨酯粘合乙烯基聚合物和涤纶树脂，提高乙烯基聚合物和涤纶树脂的结合程度，本发明采用超声分散的方式分散粘和助剂，提高助剂的分散程度，且增加助剂与基料的结合程度，从而提高该风电叶片涂料的整体功能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本发明提出一种高耐化学品性水性风电叶片涂料，包括以下重量份的原料：环丙烯树脂乳液30份、氯化石蜡20份、乙烯基聚合物16份、涤纶树脂 14份、碳化硅10份、鳞片状石墨烯11份、重晶石12份、氧化钇8份、环保溶剂10份、水性聚氨酯7份、颜料3份、助剂6份。
其中：所述颜料为群青，助剂为分散剂、消泡剂、乳化剂。
上述高耐化学品性水性风电叶片涂料，包括以下步骤：
S1：按重量份计，称取原料环丙烯树脂乳液30份、氯化石蜡20份、乙烯基聚合物16份、涤纶树脂14份、碳化硅10份、鳞片状石墨烯11份、重晶石12份、氧化钇8份、环保溶剂10份、水性聚氨酯7份、颜料3份、助剂6份，备用：
S2：将环丙烯树脂乳液、氯化石蜡和环保溶液共同加入混合机内，加热至80℃，公转速率为400r/min，自转速率为800r/min，充分混合后得基料。
S3：将乙烯基聚合物和涤纶树脂共同加入搅拌机，再将水性聚氨酯加入搅拌机内，搅拌速率为500r/min，待搅拌均匀后得填充料。
S4：将碳化硅、鳞片状石墨烯、重晶石和氧化钇共同放入研磨机内，待研磨充分后得填充料。
S5：控制超声频率为16kHz，超声功率为170W，将助剂加环保溶剂超声分散10min后，然后加入步骤S2和步骤S3得到的填充料，再次超声分散20min，得多功能填充料。
S6：将颜料加入步骤S1得到的基料中，加热至90℃，搅拌速率为 800r/min，搅拌15min，搅拌均匀后，保温边搅拌边加入步骤S4得到的多功能填充料，再次搅拌30min，搅拌均匀后，得高耐化学品性水性风电叶片涂料。
实施例二：
原料成分同实施例一一致，区别在于配比分量和助剂种类的改变。
本发明提出一种高耐化学品性水性风电叶片涂料，包括以下重量份的原料：环丙烯树脂乳液35份、氯化石蜡25份、乙烯基聚合物17份、涤纶树脂 15份、碳化硅11份、鳞片状石墨烯12份、重晶石13份、氧化钇9份、环保溶剂15份、水性聚氨酯7.5份、颜料3.5份、助剂6.5份。
其中：所述颜料为群青，助剂为增稠剂、分散剂、消泡剂、乳化剂。
上述高耐化学品性水性风电叶片涂料，包括以下步骤：
S1：按重量份计，称取原料环丙烯树脂乳液35份、氯化石蜡25份、乙烯基聚合物17份、涤纶树脂15份、碳化硅11份、鳞片状石墨烯12份、重晶石13份、氧化钇9份、环保溶剂15份、水性聚氨酯7.5份、颜料3.5份、助剂6.5份，备用：
S2：将环丙烯树脂乳液、氯化石蜡和环保溶液共同加入混合机内，加热至90℃，公转速率为450r/min，自转速率为750r/min，充分混合后得基料。
S3：将乙烯基聚合物和涤纶树脂共同加入搅拌机，再将水性聚氨酯加入搅拌机内，搅拌速率为550r/min，待搅拌均匀后得填充料。
S4：将碳化硅、鳞片状石墨烯、重晶石和氧化钇共同放入研磨机内，待研磨充分后得填充料。
S5：控制超声频率为17kHz，超声功率为235W，将助剂加环保溶剂超声分散15min后，然后加入步骤S2和步骤S3得到的填充料，再次超声分散25min，得多功能填充料。
S6：将颜料加入步骤S1得到的基料中，加热至100℃，搅拌速率为 850r/min，搅拌20min，搅拌均匀后，保温边搅拌边加入步骤S4得到的多功能填充料，再次搅拌35min，搅拌均匀后，得高耐化学品性水性风电叶片涂料。
实施例三：
原料成分同实施例二一致，区别在于配比分量和助剂种类的改变。
本发明提出一种高耐化学品性水性风电叶片涂料，包括以下重量份的原料：环丙烯树脂乳液40份、氯化石蜡30份、乙烯基聚合物18份、涤纶树脂 16份、碳化硅12份、鳞片状石墨烯13份、重晶石14份、氧化钇10份、环保溶剂20份、水性聚氨酯8份、颜料4份、助剂7份。
其中：所述颜料为群青，助剂为增稠剂、防沉淀剂、抗静电剂、消泡剂。
上述高耐化学品性水性风电叶片涂料，包括以下步骤：
S1：按重量份计，称取原料环丙烯树脂乳液40份、氯化石蜡30份、乙烯基聚合物18份、涤纶树脂16份、碳化硅12份、鳞片状石墨烯13份、重晶石14份、氧化钇10份、环保溶剂20份、水性聚氨酯8份、颜料4份、助剂7份，备用：
S2：将环丙烯树脂乳液、氯化石蜡和环保溶液共同加入混合机内，加热至100℃，公转速率为500r/min，自转速率为700r/min，充分混合后得基料。
S3：将乙烯基聚合物和涤纶树脂共同加入搅拌机，再将水性聚氨酯加入搅拌机内，搅拌速率为600r/min，待搅拌均匀后得填充料。
S4：将碳化硅、鳞片状石墨烯、重晶石和氧化钇共同放入研磨机内，待研磨充分后得填充料。
S5：控制超声频率为18kHz，超声功率为300W，将助剂加环保溶剂超声分散20min后，然后加入步骤S2和步骤S3得到的填充料，再次超声分散30min，得多功能填充料。
S6：将颜料加入步骤S1得到的基料中，加热至110℃，搅拌速率为900r/min，搅拌25min，搅拌均匀后，保温边搅拌边加入步骤S4得到的多功能填充料，再次搅拌40min，搅拌均匀后，得高耐化学品性水性风电叶片涂料。
实施例四：
原料成分同实施例三一致，区别在于配比分量、颜料种类和助剂种类的改变。
本发明提出一种高耐化学品性水性风电叶片涂料，包括以下重量份的原料：环丙烯树脂乳液45份、氯化石蜡35份、乙烯基聚合物19份、涤纶树脂 17份、碳化硅13份、鳞片状石墨烯14份、重晶石15份、氧化钇11份、环保溶剂25份、水性聚氨酯8.5份、颜料4.5份、助剂7.5份。
其中：所述颜料为钴蓝，助剂为阻燃剂、附着力增进剂、抗静电剂。
上述高耐化学品性水性风电叶片涂料，包括以下步骤：
S1：按重量份计，称取原料环丙烯树脂乳液45份、氯化石蜡35份、乙烯基聚合物19份、涤纶树脂17份、碳化硅13份、鳞片状石墨烯14份、重晶石15份、氧化钇11份、环保溶剂25份、水性聚氨酯8.5份、颜料4.5份、助剂7.5份，备用：
S2：将环丙烯树脂乳液、氯化石蜡和环保溶液共同加入混合机内，加热至110℃，公转速率为550r/min，自转速率为650r/min，充分混合后得基料。
S3：将乙烯基聚合物和涤纶树脂共同加入搅拌机，再将水性聚氨酯加入搅拌机内，搅拌速率为650r/min，待搅拌均匀后得填充料。
S4：将碳化硅、鳞片状石墨烯、重晶石和氧化钇共同放入研磨机内，待研磨充分后得填充料。
S5：控制超声频率为19kHz，超声功率为365W，将助剂加环保溶剂超声分散25min后，然后加入步骤S2和步骤S3得到的填充料，再次超声分散35min，得多功能填充料。
S6：将颜料加入步骤S1得到的基料中，加热至120℃，搅拌速率为950r/min，搅拌30min，搅拌均匀后，保温边搅拌边加入步骤S4得到的多功能填充料，再次搅拌45min，搅拌均匀后，得高耐化学品性水性风电叶片涂料。
实施例五：
原料成分同实施例四一致，区别在于配比分量和助剂种类的改变。
本发明提出一种高耐化学品性水性风电叶片涂料，包括以下重量份的原料：环丙烯树脂乳液50份、氯化石蜡40份、乙烯基聚合物20份、涤纶树脂 18份、碳化硅14份、鳞片状石墨烯15份、重晶石16份、氧化钇12份、环保溶剂30份、水性聚氨酯9份、颜料5份、助剂8份。
其中：所述颜料为钴蓝，助剂为阻燃剂、附着力增进剂、抗静电剂、附着力增进剂。
上述高耐化学品性水性风电叶片涂料，包括以下步骤：
S1：按重量份计，称取原料环丙烯树脂乳液50份、氯化石蜡40份、乙烯基聚合物20份、涤纶树脂18份、碳化硅14份、鳞片状石墨烯15份、重晶石16份、氧化钇12份、环保溶剂30份、水性聚氨酯9份、颜料5份、助剂8份，备用：
S2：将环丙烯树脂乳液、氯化石蜡和环保溶液共同加入混合机内，加热至120℃，公转速率为600r/min，自转速率为600r/min，充分混合后得基料。
S3：将乙烯基聚合物和涤纶树脂共同加入搅拌机，再将水性聚氨酯加入搅拌机内，搅拌速率为700r/min，待搅拌均匀后得填充料。
S4：将碳化硅、鳞片状石墨烯、重晶石和氧化钇共同放入研磨机内，待研磨充分后得填充料。
S5：控制超声频率为20kHz，超声功率为430W，将助剂加环保溶剂超声分散30min后，然后加入步骤S2和步骤S3得到的填充料，再次超声分散40min，得多功能填充料。
S6：将颜料加入步骤S1得到的基料中，加热至130℃，搅拌速率为1000r/min，搅拌35min，搅拌均匀后，保温边搅拌边加入步骤S4得到的多功能填充料，再次搅拌50min，搅拌均匀后，得高耐化学品性水性风电叶片涂料。
对比例一：
本发明提出一种高耐化学品性水性风电叶片涂料，包括以下重量份的原料：环丙烯树脂乳液40份、氯化石蜡30份、乙烯基聚合物18份、涤纶树脂 16份、碳化硅12份、鳞片状石墨烯13份、重晶石14份、氧化钇10份、环保溶剂20份、水性聚氨酯8份、颜料4份、助剂7份。
其中：所述颜料为群青，助剂为增稠剂、抗静电剂、消泡剂。
上述高耐化学品性水性风电叶片涂料，包括以下步骤：
S1：按重量份计，称取原料环丙烯树脂乳液40份、氯化石蜡30份、乙烯基聚合物18份、涤纶树脂16份、碳化硅12份、鳞片状石墨烯13份、重晶石14份、氧化钇10份、环保溶剂20份、水性聚氨酯8份、颜料4份、助剂7份，备用：
S2：将环丙烯树脂乳液、氯化石蜡和环保溶液共同加入混合机内，加热至100℃，充分混合后，边搅拌边加入剩余原料，搅拌转速为900r/min，带均匀混合后，得高耐化学品性水性风电叶片涂料。
分别检测经本发明实施例一-五，以及对比例一制备的高耐化学品性水性风电叶片涂料的性能，得出如下参数：
Figure RE-GDA0003556323670000101
注：本实施例一-五和对比例一种的耐酸度、耐碱度和耐盐度分别采用的试剂是(70g/L H2SO4)、(70g/L NaOH)和(70g/L NaCl)。
由以上数据可知；本涂料的耐酸程度、耐碱程度和耐盐程度在实施例二、实施例三和实施例四中的数据效果最佳，本涂料的耐腐蚀度和硬度整体正常，本涂料的拉伸强度在实施例三中的数据最强，为4.9Mpa，且防渗性最佳为 0.013-0.010m\昼夜，由此得知：实施例一-5及对比例一的高耐化学品性水性风电叶片涂料性能参数中实施例三的综合效果最佳，整体性能优越，提高了保护风电叶片的效果，且本发明中高耐化学品性水性风电叶片涂料的制备过程满足国家空气环境排放标准。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高耐化学品性水性风电叶片涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：环丙烯树脂乳液30-50份、氯化石蜡20-40份、乙烯基聚合物16-20份、涤纶树脂14-18份、碳化硅10-14份、鳞片状石墨烯11-15份、重晶石12-16份、氧化钇8-12份、环保溶剂10-30份、水性聚氨酯7-9份、颜料3-5份、助剂6-8份。
2.根据权利要求1所述的一种高耐化学品性水性风电叶片涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：环丙烯树脂乳液35-45份、氯化石蜡25-35份、乙烯基聚合物17-19份、涤纶树脂15-17份、碳化硅11-13份、鳞片状石墨烯12-14份、重晶石13-15份、氧化钇8.5-11.5份、环保溶剂15-25份、水性聚氨酯7.5-8.5份、颜料3.5-4.5份、助剂6.5-7.5份
3.根据权利要求1所述的一种高耐化学品性水性风电叶片涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：环丙烯树脂乳液40份、氯化石蜡30份、乙烯基聚合物18份、涤纶树脂16份、碳化硅12份、鳞片状石墨烯13份、重晶石14份、氧化钇10份、环保溶剂20份、水性聚氨酯8份、颜料4份、助剂7份
4.根据权利要求1所述的一种高耐化学品性水性风电叶片涂料，其特征在于：所述颜料为钛白、锌白、铬黄、土黄、土红、群青、钴蓝中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种高耐化学品性水性风电叶片涂料，其特征在于：所述助剂为增稠剂、分散剂、防沉淀剂、抗静电剂、消泡剂、乳化剂、阻燃剂、附着力增进剂。
6.根据权利要求5所述的一种高耐化学品性水性风电叶片涂料，其特征在于：所述增稠剂为羧甲基纤维素、丙二醇藻蛋白酸酯、甲基纤维素、淀粉磷酸钠中的一种或几种，所述分散剂为三乙基己基磷酸、甲基戊醇、纤维素衍生物中的一种或几种，所述防沉淀剂为环保磷酸盐、聚丙烯酸盐、聚磷酸盐中的一种或几种，所述抗静电剂为阳离子抗静电剂、非离子抗静电剂、阴离子抗静电剂中的一种或几种，所述消泡剂的主要成分为为聚二甲基硅氧烷，所述乳化剂为阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂、非离子型乳化剂中的一种或几种，所述阻燃剂为溴系、磷氮系、氮系和红磷及化合物中的一种或几种，所述附着力增进剂为特殊官能团高分子化合物。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的一种高耐化学品性水性风电叶片涂料制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：按重量份计，称取原料环丙烯树脂乳液30-50份、氯化石蜡20-40份、乙烯基聚合物16-20份、涤纶树脂14-18份、碳化硅10-14份、鳞片状石墨烯11-15份、重晶石12-16份、氧化钇8-12份、环保溶剂10-30份、水性聚氨酯7-9份、颜料3-5份、助剂6-8份，备用：
S2：将环丙烯树脂乳液、氯化石蜡和环保溶液共同加入混合机内，加热至80-120℃，公转速率为400-600r/min，自转速率为600-800r/min，充分混合后得基料；
S3：将乙烯基聚合物和涤纶树脂共同加入搅拌机，再将水性聚氨酯加入搅拌机内，搅拌速率为500-700r/min，待搅拌均匀后得填充料；
S4：将碳化硅、鳞片状石墨烯、重晶石和氧化钇共同放入研磨机内，待研磨充分后得填充料；
S5：将助剂加环保溶剂超声分散10-30min后，然后加入步骤S2和步骤S3得到的填充料，再次超声分散20-40min，得多功能填充料；
S6：将颜料加入步骤S1得到的基料中，加热至90-130℃，搅拌15-35min，搅拌均匀后，保温边搅拌边加入步骤S4得到的多功能填充料，搅拌30-50min，搅拌均匀后，得高耐化学品性水性风电叶片涂料。
8.根据权利要求7所述的一种高耐化学品性水性风电叶片涂料制备方法，其特征在于：所述步骤S5中的超声频率为16-20kHz，超声功率为170-430W，所述步骤S6中的搅拌速率为800-1000r/min。
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CN108285699A (zh) * 2018-01-30 2018-07-17 华南理工大学 一种风电叶片用水性纳米涂料及其制备方法与应用
CN112592627A (zh) * 2020-12-04 2021-04-02 湖南格仑新材股份有限公司 一种防腐涂料的生产制备方法

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