CN115637100A - 一种无溶剂耐雨蚀天冬聚脲叶片涂料及其制备方法 - Google Patents
一种无溶剂耐雨蚀天冬聚脲叶片涂料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种无溶剂耐雨蚀天冬聚脲叶片涂料及其制备方法，涂料包括A组分和B组分，其中主剂A组分按质量份计：聚天门冬氨酸酯树脂40～60份、分散剂0.5～1.0份、消泡剂0.2～0.6份、润湿剂0.2～0.5份、金红石钛白粉15～30份、炭黑0.1～0.5、硫酸钡3～8份、煅烧高岭土2～6份，气相二氧化硅消光粉2～5份、附着力促进剂0.2～0.8份、紫外线吸收剂0.5～2.0份；B组分使用低粘度无溶剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体。本发明采用端氨基低聚物作为合成天冬树脂的原材料，相对于小分子量的原材料，提高了树脂的韧性；将端氨基聚醚与聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯复配使用，使合成的树脂保持低粘度，可制成无溶剂施工的涂料；本涂料具有优异的耐候性，一道涂装最高厚度250微米，可大幅缩短施工周期。
Description
技术领域
本发明涉及叶片涂料领域，特别涉及一种无溶剂耐雨蚀天冬聚脲叶片涂料及其制备方法。
背景技术
传统的风电叶片涂料以羟基丙烯酸树脂、羟基聚酯树脂作为成膜物，以六亚甲基二异氰酸酯作为固化剂，因为树脂分子量大，粘度高，本体系存在30％～50％的有机溶剂，对涂装及大气环境造成严重污染；无溶剂聚氨酯底漆、水性聚氨酯面漆配套体系具有相对较好的环保性，但是涂层结构较多，延长施工周期，且水性漆的干燥受环境影响大；普通聚氨酯涂层的抗冲击性相对薄弱，叶片在风沙、雨雾环境中高速转动，会产生比较大的线速度，因此叶片涂料的使用寿命会大幅下降。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种无溶剂耐雨蚀天冬聚脲叶片涂料及其制备方法。
本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种无溶剂耐雨蚀天冬聚脲叶片涂料，涂料包括A组分和B组分，其中主剂A组分按质量份计：聚天门冬氨酸酯树脂40～60份、分散剂0.5～1.0份、消泡剂0.2～0.6份、润湿剂0.2～0.5份、金红石钛白粉15～30份、炭黑0.1～0.5、硫酸钡3～8份、煅烧高岭土2～6份，气相二氧化硅消光粉2～5份、附着力促进剂0.2～0.8份、紫外线吸收剂0.5～2.0份；固化剂B组分使用低粘度无溶剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体。
本发明还提供一种无溶剂耐雨蚀天冬聚脲叶片涂料的制备方法，涂料的制备方法如下：
(1)聚天门冬氨酸酯树脂40～60份、分散剂0.5～1.0份、消泡剂0.2～0.6份、润湿剂0.2～0.5份、金红石钛白粉15～30份、炭黑0.1～0.5、硫酸钡3～8份、煅烧高岭土2～6份，将以上组分高速搅拌分散后，使用砂磨机研磨至细度小于30微米；
(2)添加气相二氧化硅消光粉2～5份、附着力促进剂0.2～0.8份、紫外线吸收剂0.5～2.0份，高速分散10～20分钟，得到天冬聚脲叶片涂料A组分；固化剂B组分使用低粘度无溶剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体；
(3)将A、B组分按照4～6：1的比例混合均匀后形成涂料，然后使用辊涂的施工方式进行涂装。
作为本发明的一种优选技术方案，柔韧性聚天门冬氨酸酯树脂的合成方法如下所示：
使用端氨基低聚物作为氨基组分，使其伯胺上的活泼氢与马来酸二甲酯的双键进行Michael加成反应，合成涂料成膜树脂。
作为本发明的一种优选技术方案，聚天门冬氨酸酯树脂的合成方法中所用的端氨基低聚物为端氨基聚醚和聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯的混合物，具体的，将氨基组分加入装有搅拌器、温度计、通氮气及真空装置的三口烧瓶中，在搅拌下将温度升至50℃，通氮气-抽真空循环五次，将装置内的空气及低沸物杂质除去；
缓慢滴加马来酸二甲酯，控制滴加时间1-2h，滴加完毕升温至110-140℃，反应5-6h即得目标树脂。所用的端氨基聚醚分子量为220～250，聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯分子量为1000，二者摩尔比为2：3，马来酸二甲酯与氨基组分的摩尔比2.02:1.00，保证伯胺完全反应，剩余少量的马来酸二甲酯作为树脂增塑剂。
作为本发明的一种优选技术方案，所述分散剂为改性聚氨酯高聚物。
作为本发明的一种优选技术方案，所述消泡剂为不含有机硅的聚合物型消泡剂。
作为本发明的一种优选技术方案，所述基材润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。
作为本发明的一种优选技术方案，所述附着力促进剂为复合偶联剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明采用端氨基低聚物作为合成天冬树脂的原材料，相对于小分子量的原材料，提高了树脂的韧性，涂层耐雨蚀7～8h(200微米的干膜厚度)；将端氨基聚醚与聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯复配使用，使合成的树脂保持低粘度，可制成无溶剂施工的涂料；本涂料具有优异的耐候性，一道涂装最高厚度250微米，可大幅缩短施工周期。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
聚天门冬氨酸酯树脂40份、分散剂1.0份、消泡剂0.6份、润湿剂0.5份、金红石钛白粉30份、炭黑0.5、硫酸钡3份、煅烧高岭土2份，将以上组分高速搅拌分散后，使用砂磨机研磨至细度小于30微米，添加气相二氧化硅消光粉2份、附着力促进剂0.8份、紫外线吸收剂0.5份，高速分散10～20分钟，得到天冬聚脲叶片涂料A组分。固化剂B组分使用低粘度无溶剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体，A、B组分以6：1的质量比混合均匀后形成涂料，然后使用辊涂的施工方式进行涂装。
实施例2
聚天门冬氨酸酯树脂50份、分散剂0.8份、消泡剂0.3份、润湿剂0.3份、金红石钛白粉20份、炭黑0.4、硫酸钡8份、煅烧高岭土6份，将以上组分高速搅拌分散后，使用砂磨机研磨至细度小于30微米，添加气相二氧化硅消光粉4份、附着力促进剂0.8份、紫外线吸收剂0.5份，高速分散10～20分钟，得到天冬聚脲叶片涂料A组分。固化剂B组分使用低粘度无溶剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体，A、B组分以5.3：1的质量比混合均匀后形成涂料，然后使用辊涂的施工方式进行涂装。
实施例3
聚天门冬氨酸酯树脂60份、分散剂0.5份、消泡剂0.2份、润湿剂0.2份、金红石钛白粉15份、炭黑0.2、硫酸钡8份、煅烧高岭土6份，将以上组分高速搅拌分散后，使用砂磨机研磨至细度小于30微米，添加气相二氧化硅消光粉5份、附着力促进剂0.8份、紫外线吸收剂2.0份，高速分散10～20分钟，得到天冬聚脲叶片涂料A组分。固化剂B组分使用低粘度无溶剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体，A、B组分以4.8：1的质量比混合均匀后形成涂料，然后使用辊涂的施工方式进行涂装。
具体实施例制备完成的涂料性能如下表所示：
在树脂合成原料中，相对于小分子的二元胺，含长链结构的聚合物二元胺具有更好的增韧作用，因此本技术合成的天冬树脂比传统的树脂具有更高的冲击吸收和缓冲能力，使涂层在外力冲击下长时间保持完整性，因此具有优异的耐雨蚀能力，延长涂层对叶片的保护年限。
本技术制备的涂料为无溶剂体系，因此具有安全环保的优势。
成膜阶段，天冬树脂中的仲胺基与固化剂异氰酸酯三聚体交联反应，生成聚脲结构，在聚合物结构中产生大量氢键，比传统的聚氨酯具有更强的耐水性、耐磨性、耐冲击及耐雨蚀性。
本发明中具备以下特征：
(1)采用端氨基低聚物作为合成天冬树脂的原材料，提高树脂的韧性；
(2)将不同分子量的端氨基聚合物复配，控制合成树脂的粘度；
(3)耐候性、无溶剂的涂层性能设计，将涂层结构简化，环保高效的无溶剂底面合一叶片涂料。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种无溶剂耐雨蚀天冬聚脲叶片涂料，其特征在于，涂料包括A组分和B组分，其中主剂A组分按质量份计：聚天门冬氨酸酯树脂40～60份、分散剂0.5～1.0份、消泡剂0.2～0.6份、润湿剂0.2～0.5份、金红石钛白粉15～30份、炭黑0.1～0.5、硫酸钡3～8份、煅烧高岭土2～6份，气相二氧化硅消光粉2～5份、附着力促进剂0.2～0.8份、紫外线吸收剂0.5～2.0份；固化剂B组分使用低粘度无溶剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体。
2.一种无溶剂耐雨蚀天冬聚脲叶片涂料的制备方法，其特征在于，涂料的制备方法如下：
(1)聚天门冬氨酸酯树脂40～60份、分散剂0.5～1.0份、消泡剂0.2～0.6份、润湿剂0.2～0.5份、金红石钛白粉15～30份、炭黑0.1～0.5、硫酸钡3～8份、煅烧高岭土2～6份，将以上组分高速搅拌分散后，使用砂磨机研磨至细度小于30微米；
(2)添加气相二氧化硅消光粉2～5份、附着力促进剂0.2～0.8份、紫外线吸收剂0.5～2.0份，高速分散10～20分钟，得到天冬聚脲叶片涂料A组分；固化剂B组分使用低粘度无溶剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体；
(3)将A、B组分按照4～6：1的比例混合均匀后形成涂料，然后使用辊涂的施工方式进行涂装。
3.根据权利要求2所述的一种无溶剂耐雨蚀天冬聚脲叶片涂料的制备方法，其特征在于，柔韧性聚天门冬氨酸酯树脂的合成方法如下所示：
使用端氨基低聚物作为氨基组分，使其伯胺上的活泼氢与马来酸二甲酯的双键进行Michael加成反应，合成涂料成膜树脂。
4.根据权利要求3所述的一种无溶剂耐雨蚀天冬聚脲叶片涂料的制备方法，其特征在于，聚天门冬氨酸酯树脂的合成方法中所用的端氨基低聚物为端氨基聚醚和聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯的混合物，具体的，将氨基组分加入装有搅拌器、温度计、通氮气及真空装置的三口烧瓶中，在搅拌下将温度升至50℃，通氮气-抽真空循环五次，将装置内的空气及低沸物杂质除去；
缓慢滴加马来酸二甲酯，控制滴加时间1-2h，滴加完毕升温至110-140℃，反应5-6h即得目标树脂。所用的端氨基聚醚分子量为220～250，聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯分子量为1000，二者摩尔比为2：3，马来酸二甲酯与氨基组分的摩尔比2.02:1.00，保证伯胺完全反应，剩余少量的马来酸二甲酯作为树脂增塑剂。
5.根据权利要求2所述的一种无溶剂耐雨蚀天冬聚脲叶片涂料的制备方法，其特征在于，所述分散剂为改性聚氨酯高聚物。
6.根据权利要求2所述的一种无溶剂耐雨蚀天冬聚脲叶片涂料的制备方法，其特征在于，所述消泡剂为不含有机硅的聚合物型消泡剂。
7.根据权利要求2所述的一种无溶剂耐雨蚀天冬聚脲叶片涂料的制备方法，其特征在于，所述基材润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。
8.根据权利要求2所述的一种无溶剂耐雨蚀天冬聚脲叶片涂料的制备方法，其特征在于，所述附着力促进剂为复合偶联剂。
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