CN115975463A - 一种风电叶片防护涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风电叶片防护涂料及其制备方法，属于涂料组合物技术领域。一种风电叶片防护涂料，由如下重量份的原料制成：改性环氧树脂20‑30份、甲基丙烯酸全氟烷基乙酯15‑23份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10‑20份、苯乙烯8‑12份、乳化剂3‑7份、引发剂0.5‑2份、助剂2‑5份、水5‑12份、磁性纳米粒子10‑15份、固化剂9‑12份。本发明防护涂料基于风电叶片的材质及其使用环境特点研制而成，具有附着性好、耐磨、耐老化性能等优良特性。

Description

一种风电叶片防护涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料组合物技术领域，具体涉及一种风电叶片防护涂料及其制备方法。

背景技术

风能作为一种清洁无污染的可再生能源，取之不尽用之不竭，日益受到人们的普遍关注，随着全球石油资源的枯竭和人类对生态环境保护的要求，风能发电已成为可再生能源发展的重要方向之一。

方城县处于北亚热带向暖温带过渡地区，一年四季分明，雨热同季，雨量适中，光能充裕，风电项目运行已有十几年。风电机组主要由叶片、塔筒、底座等组成，风电叶片是其中重要的组成部分，但由于风电叶片所处环境会使得叶片容易被紫外线、风沙、雨雪、霜等的侵害和腐蚀，为保护风电叶片正常工作，就对涂料性能和涂装工艺提出了更高的要求。

在现有技术中，专利文献CN111548730A公开了一种适用于电网设备的防覆冰涂料及其制备方法与应用。所述防护涂料由如下质量份的原料组成：颜料6~12份、填料0.5~2份、树脂15~32份、溶剂47.5~70份、分散剂2~6份、消泡剂0.1~1份、流平剂1~2份；其中，所述颜料由氧化锆、氧化钌、四氧化三钴按照1：1：1的质量比组成。该发明采用氧化锆、氧化钌和四氧化三钴纳米复合粉体作为颜料，利用光学上的协同增强作用，有力保证了涂层在覆冰工况下的聚能效应，从而达到防止凝冰和除冰的效果。

又如，专利文献CN113956773A公开了一种风电叶片防覆冰涂料及其制备方法。涂料包括甲组分和乙组分，其中，甲组分包括：树脂基体A、树脂基体B、偶联剂、分散剂、消泡剂、溶剂、颜填料、触变剂；所述树脂基体A由羟基丙烯酸单体、乙烯基离子液体和N-异丙基丙烯酰胺、含氟丙烯酸酯单体聚合而成，所述树脂基体B为聚酯多元醇，且所述树脂基体A与所述树脂基体B的质量比为5~15：25~40；树脂基体B为聚酯多元醇，且树脂基体A与树脂基体B的质量比为5~15：25~40；乙组分包括：固化剂。该涂料通过制备出有含氟结构和温敏型离子液体凝胶的树脂基体A，将树脂基体A、树脂基体B、及辅料配合制成涂料，赋予涂料优异的防护性能。

上述现有技术通过不同的原料组成或者制备方法获得防护涂料，这些防护涂料偏重于防覆冰性能，但是风电叶片在实际运行中面临的问题较多，需要进行综合考量，方能适应当下需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种涂料为风电叶片提供显著的防护作用。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种风电叶片防护涂料，由如下重量份的原料制成：改性环氧树脂20-30份、甲基丙烯酸全氟烷基乙酯15-23份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10-20份、苯乙烯8-12份、乳化剂3-7份、引发剂0.5-2份、助剂2-5份、水5-12份、磁性纳米粒子10-15份、固化剂9-12份。

作为优选，所述改性环氧树脂为有机硅改性环氧树脂或超支化芳香族液体环氧树脂。

作为优选，所述乳化剂选自聚山梨酯-80、泊洛沙姆、脂肪酸山梨坦、羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素和海藻酸钠中的两种以上。

作为优选，所述乳化剂为聚山梨酯-80、泊洛沙姆和脂肪酸山梨坦的一种以上与羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素和海藻酸钠的一种以上的组合物。

作为优选，所述乳化剂为聚山梨酯-80、泊洛沙姆和海藻酸钠的组合物，三者的重量比为1：（1-3）：（0.2-0.5）。上述乳化剂合用可以提高乳剂黏度，增强乳化膜的强度，防止乳滴合并。

作为优选，所述引发剂为过氧化苯甲酰。

作为优选，所述助剂为润湿分散剂和紫外吸收剂的至少一种。

其中，润湿分散剂选自烷基酚聚氧乙烯醚或烷基醇聚氧乙烯醚，分散效果好，与体系互溶性好，且具有优异的耐化学性。

紫外吸收剂选自UV531、UV292和UV783中的一种以上。

当助剂为润湿分散剂和紫外吸收剂时，二者的重量比优选为1：（0.2-1），可选择1：0.2；1：0.5；1：0.8或1：1。

作为优选，所述磁性纳米粒子为Fe₃O₄、Fe₂O₃、掺杂有Co、Ni、Mn、Zn中的一种或者几种元素的Fe₃O₄或者Fe₂O₃，掺杂元素所占的质量分数为1-3%，所述磁性纳米粒子的粒径在1-150nm之间。

作为优选，所述固化剂选自4,4′-二氨基二苯甲烷和甲基四氢邻苯二甲酸酐的组合物，二者的重量比为（1-2）：1。

本发明还提供了上述风电叶片防护涂料的制备方法，按以下步骤进行：

步骤S1：提供甲基丙烯酸全氟烷基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、乳化剂、引发剂、助剂和水，氮气保护下分别加人甲基丙烯酸全氟烷基乙酯15-23重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10-20重量份、苯乙烯8-12重量份、乳化剂3-7重量份、助剂1-3重量份和水5-12重量份，体系升温至42-45℃，高速搅拌45-50min，然后升温至70-75℃，并加人引发剂0.5-2重量份，反应6-8h，经破乳、抽滤、洗涤和真空干燥，得到第一混合物；

步骤S2：提供磁性纳米粒子，将步骤S1得到的第一混合物与磁性纳米粒子10-15重量份、助剂1-2重量份混合，高速搅拌1-1.5h，得到第二混合物；

步骤S3：提供改性环氧树脂和固化剂，将步骤S2得到的第二混合物与改性环氧树脂20-30重量份、固化剂9-12重量份混合，固化，得到产品。

作为优选，所述破乳采用饱和氯化钠，所述洗涤采用热蒸馏水和无水乙醇。

我国风电叶片大多是使用玻璃纤维增强的环氧树脂和不饱和聚酯作为叶片主体。叶片在高速运转过程中，会受到环境的影响，如：昼夜温差大、风沙腐蚀、酸雨腐蚀和紫外线老化等，寒冷季节还会产生冰雪的附着，增加叶片的质量，从而影响发电效率。未经防护的叶片受到这些恶劣环境的影响，严重情况下可能导致断裂，造成人力物力的损失。这就需要对风电设备进行很好的保护，才能使风电设备产生很好的收益。目前，风电叶片多采用聚氨酯类涂料进行防护。

在风电叶片防护涂料的选用时，要根据其所在的地形选用合适的防护涂料。风电叶片会受到沙子的侵蚀，沙子表面粗糙，容易对叶片造成机械伤害，所以风电叶片要具有足够的机械强度；此外，风电叶片正常运行时速较快，即使是小风沙颗粒也会对叶片造成大的伤害，所以风电叶片涂料要具备高强度的耐沙蚀性和耐雨蚀性。

综合上述分析，风电叶片涂料应具有以下几点性能：

（1）风电叶片的材料不同，同种涂料在叶片上的附着力不同。因此，风电叶片的防护涂料应对相应的风电叶片有很好的附着力。

（2）风电叶片在工作过程中会受到空气中的微粒、雨水及沙粒的摩擦，长期的摩擦会导致风电叶片的磨损。因此，风电叶片涂料要具有很强的耐磨性。

（3）风电叶片在露天的环境下，会受到四季不同环境和恶劣天气的影响，如：紫外线、雨雪的腐蚀，所以，风电叶片的防护涂料要有稳定的化学性能。

尽管风电叶片遭受覆冰的可能性因地而异，但是一旦发生覆冰，风电叶片的正常转动及发电就会受到明显影响，因此即使覆冰期短或几率较小也应将这一因素纳入考量。同时，传统的防覆冰策略主要是基于除冰和融冰的思路，通常采用物理法（如机械破冰、超声除冰、热力融冰）或化学法（如防冻液、喷洒盐水）等，这些方法存在工作效率低、成本费用高、除冰时间长、无法进入复杂多变的地理环境作业等诸多问题，尤其在极端苛刻环境下具有明显的短板，从根本上无法解决实际工程领域的覆冰除冰难题。随着科技的进步和除冰防雪的需要，通过采用涂装功能防覆冰材料的策略，抑制或延缓材料表面覆冰的形成，减少表面冰层的结合强度和覆冰量，从源头上解决覆冰问题成为主要的研究方向。例如背景技术中提及的专利文献分别是采用不同的功能材料通过涂装实现防覆冰效果。

环氧树脂是一类分子结构中含有两个或多个环氧基团的高分子有机化合物，环氧基团可位于分子链的末端、中间或呈环状结构．由于分子结构中含有活泼的环氧基团，它们可与多种类型的固化剂，如脂肪多元胺型固化剂乙二胺、芳香胺类型固化剂二氨基二苯基砜、酸酐类型固化剂甲基四氢邻苯二甲酸酐、改性胺类型固化剂羟甲基二乙基三胺等发生固化交联反应而形成不融不溶的具有三维网状结构的高聚物。

环氧树脂因结构中含有活泼环氧基团，固化后环氧树脂形成高度交联的网状结构，故其热稳定性能良好，力学性能、加工性能以及耐药品性优异，具有较高模量和低蠕变，对金属和非金属材料的表面都具有非常优异的粘接强度，介电性能良好，变形收缩率低，制品尺寸稳定性好、硬度高．被广泛应用在胶黏剂、建筑、航天航空以及复合材料等领域。然而，固化后的环氧树脂由于交联密度太高，存在质脆、冲击强度差、耐裂纹扩展性差、断裂伸长率小，以及纯环氧树脂不能溶解或分散在水中等缺点，极大地限制了环氧树脂在某些高技术领域的应用。随着行业对环氧树脂的需求越来越多元化，性能要求也越来越高，对于环氧树脂的改性研究也越来越受到重视。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

首先，本发明基于上述技术方案提供一种用于风电叶片防护的涂料，该涂料基于风电叶片的材质及其使用环境特点研制而成，具有附着性好、耐磨性和耐老化性等优良特性。本发明防护涂料的附着力≤2级；耐磨性低于6.0 L·um^-1；老化试验中，失光等级0-1级，变色等级为0-1级，起泡等级0-1级，粉化等级为0-1级，剥落等级0-1级，因此，本发明防护涂料用于风电叶片的附着力、耐磨性及其老化性能优异，平衡性佳。

其次，本发明防护涂料以特定改性环氧树脂为主要基体，与由甲基丙烯酸全氟烷基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、乳化剂、引发剂、助剂和水制成的聚合物，经与磁性纳米粒子，混合固化而成。其中，改性环氧树脂选择有机硅改性环氧树脂或超支化芳香族液体环氧树脂，其与聚合物共混后的附着性、耐磨性和耐老化性能等表现更优异，表现出对风电叶片防护的显著效果。而且制备聚合物的各原料搭配合理，原料反应完全，体系均一性和稳定性好，在与改性环氧树脂混配后，易于控制产品性能，配合合理、有序的制备方法，获得对风电叶片具有显著防护效果的涂料。

再次，本发明防护涂料通过冻融循环试验测量抗覆冰性能，具体地，涂覆防护涂料制板在未进行冻融循环和经过50次冻融循环后，接触角均大于90°，表现出明显的疏水性，说明防护涂料的表面能能够长时间持续处于较低水平，不易附水，防止结冰，具有明显的抗覆冰性能。

综上可知，本发明防护涂料用于风电叶片表现出优异的附着性、耐磨性、耐老化性和抗覆冰性能，可以较好地为风电叶片提供防护功能。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步清楚阐述本发明的内容，但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

若无特殊说明，所有原料均来源于市售产品，且若无特殊说明，则不含有除不可避免的杂质以外的其他未明确指出的组分。

根据实施例1至实施例6所示的配比制备成分组成不同的涂料，并实施评价试验。将在后面叙述具体的评价试验内容。此外，根据比较例1至比较例6所示的配比或方法制备与本发明成分组成不同、制备方法不同的涂料。然后，同样地实施评价试验。下面，说明实施例1至实施例6和比较例1至比较例6的配比及制备方法的详细内容。

实施例1

提供甲基丙烯酸全氟烷基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、乳化剂、引发剂、助剂和水，氮气保护下分别加人甲基丙烯酸全氟烷基乙酯18重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯12重量份、苯乙烯9重量份、乳化剂4重量份、助剂2重量份和水8重量份，体系升温至42℃，高速（2000rpm）搅拌45min，然后升温至72℃，并加人引发剂1重量份，反应7h，采用饱和氯化钠破乳，抽滤，依次采用80℃蒸馏水、无水乙醇洗涤，40℃真空干燥，得到第一混合物；

提供磁性纳米粒子，将第一混合物与磁性纳米粒子12重量份、助剂1重量份混合，高速（2000rpm）搅拌1h，得到第二混合物；

提供超支化芳香族液体环氧树脂和固化剂，将第二混合物与超支化芳香族液体环氧树脂25重量份、固化剂10重量份混合，固化，得到产品。

在本实施例中，乳化剂为聚山梨酯-80、泊洛沙姆和海藻酸钠的组合物，三者的重量比为1：1：0.3。助剂为烷基酚聚氧乙烯醚和紫外吸收剂UV531，二者的重量比为1：0.2。引发剂为过氧化苯甲酰。磁性纳米粒子为Fe₃O₄，粒径在100-120nm之间。固化剂选自4,4′-二氨基二苯甲烷和甲基四氢邻苯二甲酸酐的组合物，二者的重量比为1.5：1。

实施例2

提供甲基丙烯酸全氟烷基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、乳化剂、引发剂、助剂和水，氮气保护下分别加人甲基丙烯酸全氟烷基乙酯20重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯15重量份、苯乙烯10重量份、乳化剂5重量份、助剂2重量份和水9重量份，体系升温至45℃，高速搅拌50min，然后升温至75℃，并加人引发剂1.2重量份，反应8h，采用饱和氯化钠破乳，抽滤，依次采用80℃蒸馏水、无水乙醇洗涤，真空干燥，得到第一混合物；

提供磁性纳米粒子，将第一混合物与磁性纳米粒子12重量份、助剂1.5重量份混合，高速搅拌1.2h，得到第二混合物；

提供有机硅改性环氧树脂和固化剂，将第二混合物与有机硅改性环氧树脂27重量份、固化剂10重量份混合，固化，得到产品。

在本实施例中，乳化剂为聚山梨酯-80、泊洛沙姆和海藻酸钠的组合物，三者的重量比为1：2：0.2。助剂为烷基醇聚氧乙烯醚和紫外吸收剂UV783，二者的重量比为1：1。引发剂为过氧化苯甲酰。磁性纳米粒子为掺杂有Ni元素的Fe₃O₄，掺杂元素所占的质量分数为2%，粒径在80-100nm之间。固化剂选自4,4′-二氨基二苯甲烷和甲基四氢邻苯二甲酸酐的组合物，二者的重量比为1.2：1。

实施例3

提供甲基丙烯酸全氟烷基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、乳化剂、引发剂、助剂和水，氮气保护下分别加人甲基丙烯酸全氟烷基乙酯15重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯18重量份、苯乙烯8重量份、乳化剂6重量份、助剂2.5重量份和水10重量份，体系升温至42℃，高速搅拌47min，然后升温至70℃，并加人引发剂0.8重量份，反应6h，采用饱和氯化钠破乳，抽滤，依次采用80℃蒸馏水、无水乙醇洗涤，真空干燥，得到第一混合物；

提供磁性纳米粒子，将第一混合物与磁性纳米粒子13重量份、助剂2重量份混合，高速搅拌1.5h，得到第二混合物；

提供有机硅改性环氧树脂和固化剂，将第二混合物与有机硅改性环氧树脂30重量份、固化剂12重量份混合，固化，得到产品。

在本实施例中，乳化剂为聚山梨酯-80、泊洛沙姆和海藻酸钠的组合物，三者的重量比为1：3：0.5。助剂为烷基醇聚氧乙烯醚和紫外吸收剂UV292，二者的重量比为1：0.5。引发剂为过氧化苯甲酰。磁性纳米粒子为掺杂有Zn的Fe₃O₄，掺杂元素所占的质量分数为3%，磁性纳米粒子的粒径在60-80nm之间。固化剂选自4,4′-二氨基二苯甲烷和甲基四氢邻苯二甲酸酐的组合物，二者的重量比为2：1。

实施例4

提供甲基丙烯酸全氟烷基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、乳化剂、引发剂、助剂和水，氮气保护下分别加人甲基丙烯酸全氟烷基乙酯23重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯20重量份、苯乙烯12重量份、乳化剂7重量份、助剂3重量份和水12重量份，体系升温至43℃，高速搅拌48min，然后升温至73℃，并加人引发剂2重量份，反应7h，采用饱和氯化钠破乳，抽滤，依次采用80℃蒸馏水、无水乙醇洗涤，真空干燥，得到第一混合物；

提供磁性纳米粒子，将第一混合物与磁性纳米粒子15重量份、助剂1重量份混合，高速搅拌1.2h，得到第二混合物；

提供超支化芳香族液体环氧树脂和固化剂，将第二混合物与超支化芳香族液体环氧树脂23重量份、固化剂10重量份混合，固化，得到产品。

在本实施例中，乳化剂为聚山梨酯-80、泊洛沙姆和海藻酸钠的组合物，三者的重量比为1：1：0.2。助剂为烷基醇聚氧乙烯醚。引发剂为过氧化苯甲酰。磁性纳米粒子为Fe₂O₃，粒径在120-150nm之间。固化剂选自4,4′-二氨基二苯甲烷和甲基四氢邻苯二甲酸酐的组合物，二者的重量比为1：1。

实施例5

提供甲基丙烯酸全氟烷基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、乳化剂、引发剂、助剂和水，氮气保护下分别加人甲基丙烯酸全氟烷基乙酯16重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10重量份、苯乙烯8重量份、乳化剂3重量份、助剂1重量份和水5重量份，体系升温至45℃，高速搅拌50min，然后升温至75℃，并加人引发剂0.5重量份，反应7h，采用饱和氯化钠破乳，抽滤，依次采用80℃蒸馏水、无水乙醇洗涤，真空干燥，得到第一混合物；

提供磁性纳米粒子，将第一混合物与磁性纳米粒子10重量份、助剂2重量份混合，高速搅拌1.2h，得到第二混合物；

提供超支化芳香族液体环氧树脂和固化剂，将第二混合物与超支化芳香族液体环氧树脂20重量份、固化剂9重量份混合，固化，得到产品。

在本实施例中，乳化剂为聚山梨酯-80、泊洛沙姆和海藻酸钠的组合物，三者的重量比为1：1.5：0.4。助剂为烷基酚聚氧乙烯醚。引发剂为过氧化苯甲酰。磁性纳米粒子为掺杂有Mn的Fe₂O₃，掺杂元素所占的质量分数为1%，磁性纳米粒子的粒径在130-150nm之间。固化剂选自4,4′-二氨基二苯甲烷和甲基四氢邻苯二甲酸酐的组合物，二者的重量比为1.8：1。

实施例6

提供甲基丙烯酸全氟烷基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、乳化剂、引发剂、助剂和水，氮气保护下分别加人甲基丙烯酸全氟烷基乙酯21重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯16重量份、苯乙烯10重量份、乳化剂5重量份、助剂2重量份和水6重量份，体系升温至42℃，高速搅拌45min，然后升温至70℃，并加人引发剂1.5重量份，反应8h，采用饱和氯化钠破乳，抽滤，依次采用80℃蒸馏水、无水乙醇洗涤，真空干燥，得到第一混合物；

提供磁性纳米粒子，将第一混合物与磁性纳米粒子12重量份、助剂1重量份混合，高速搅拌1.3h，得到第二混合物；

提供超支化芳香族液体环氧树脂和固化剂，将第二混合物与超支化芳香族液体环氧树脂28重量份、固化剂12重量份混合，固化，得到产品。

在本实施例中，乳化剂为聚山梨酯-80、泊洛沙姆和海藻酸钠的组合物，三者的重量比为1：1.5：0.3。助剂为烷基酚聚氧乙烯醚和紫外吸收剂UV531，二者的重量比为1：0.8。引发剂为过氧化苯甲酰。磁性纳米粒子为掺杂有Co的Fe₃O₄，掺杂元素所占的质量分数为2.5%，磁性纳米粒子的粒径在50-100nm之间。固化剂选自4,4′-二氨基二苯甲烷和甲基四氢邻苯二甲酸酐的组合物，二者的重量比为1.5：1。

与实施例1不同的是：乳化剂为聚山梨酯-80和Span-80的组合物，两者的重量比为1：1。

与实施例1不同的是：引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯。

与实施例1不同的是：以如下纳米粒子替代磁性纳米粒子，纳米粒子为氧化锆、氧化钌和四氧化三钴以质量比1：1：1组成。

与实施例1不同的是：改性树脂为聚酰亚胺改性环氧树脂。

与实施例1不同的是：固化剂为4,4′-二氨基二苯甲烷。

与实施例1不同的是：将第一混合物、磁性纳米粒子、助剂、超支化芳香族液体环氧树脂和固化剂混合，高速搅拌1.2h，固化，得到产品。

接着，对评价试验的内容进行说明。对于评价试验，针对以下四个评价项目来实施。

将防护涂料刷涂在10mm厚的玻纤增强塑料板上，涂覆厚度在100±5微米，然后在25±2℃、55±5%湿度环境下干燥固化，制成试板。

测定相关性能，结果如表1和表2所示。

（1）附着力测试：按GB/T1720-2020划圈法；测定完毕后以四倍放大镜检查划痕并评级。

（2）耐磨性试验：按GB/T23988-2009《涂料耐磨性测定 落砂法》进行测试。

（3）荧光紫外灯老化试验：依据GB/T23987-2009《色漆和清漆涂层的人工气候老化曝露曝露于荧光紫外线和水》进行荧光紫外老化试验，试验条件为：使用UVA(340nm光源，辐照度为0.83W/m²，60℃光照4h，50℃冷凝4h。测试时间是3000h，每500h老化时间为一个考察阶段，共分6个阶段对试板涂层体系的宏观老化性能进行考察，测试涂层试板老化过程中光泽度和色差变化，并依据GB/T1766-2008《色漆和清漆涂层老化的评级方法》对涂层老化后的失光、变色、起泡、粉化和剥落等级进行评定。

（4）抗覆冰试验：将试板置于水温为23±2℃的恒温水槽中，浸泡18h；取出试板，侧放于试架上；然后，将装有试件的试架放入预先降温至-20±2℃的低温箱中，自箱内温度达到-18℃时起，冷冻3h；从低温箱中取出试板，立即放入50±2℃的烘箱中，恒温3h；重复上述步骤，每冷冻3h、热烘3h、水中浸泡18h，为1个循环。分别在试板循环前和循环50次后，测量水滴在试板表面的接触角。

表1附着力、耐磨性和老化性能测试结果

表2抗覆冰性能测试结果

表1和表2结果显示，本发明提供的实施例中防护涂料的附着力、耐磨性、耐老化及其抗覆冰性能良好，具体的，附着力≤2级；耐磨性低于6.0 L·um^-1；老化试验中，失光等级0-1级，变色等级为0-1级，起泡等级0-1级，粉化等级为0-1级，剥落等级0-1级；接触角在冻融循环50次后合格。此外，比较例1-比较例5较之实施例1，部分原料发生变化，所得涂料的不同性能呈现出不同程度的劣化现象；比较例6较之实施例1，原料的添加顺序和相应步骤发生了变化，所得涂料的性能指标发生了变化，而且抗覆冰性能变化较明显。上述实施例、比较例及效果数据表明本发明防护涂料的原料组成更为合理，具有较为平衡的附着力、耐磨性、耐老化性能和抗覆冰性能，整体优势显著，用于风电叶片防护效果显著。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种风电叶片防护涂料，其特征在于：由如下重量份的原料制成：改性环氧树脂20-30份、甲基丙烯酸全氟烷基乙酯15-23份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10-20份、苯乙烯8-12份、乳化剂3-7份、引发剂0.5-2份、助剂2-5份、水5-12份、磁性纳米粒子10-15份、固化剂9-12份。

2.如权利要求1所述的一种风电叶片防护涂料，其特征在于：所述改性环氧树脂为有机硅改性环氧树脂或超支化芳香族液体环氧树脂。

3.如权利要求1所述的一种风电叶片防护涂料，其特征在于：所述乳化剂选自聚山梨酯-80、泊洛沙姆、脂肪酸山梨坦、羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素和海藻酸钠中的两种以上。

4.如权利要求3所述的一种风电叶片防护涂料，其特征在于：所述乳化剂为聚山梨酯-80、泊洛沙姆和脂肪酸山梨坦的一种以上与羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素和海藻酸钠的一种以上的组合物。

5.如权利要求4所述的一种风电叶片防护涂料，其特征在于：所述乳化剂为聚山梨酯-80、泊洛沙姆和海藻酸钠的组合物，三者的重量比为1：（1-3）：（0.2-0.5）。

6.如权利要求1所述的一种风电叶片防护涂料，其特征在于：所述引发剂为过氧化苯甲酰。

7.如权利要求1所述的一种风电叶片防护涂料，其特征在于：所述助剂为润湿分散剂和紫外吸收剂的至少一种；

所述润湿分散剂选自烷基酚聚氧乙烯醚或烷基醇聚氧乙烯醚；

所述紫外吸收剂选自UV531、UV292和UV783中的一种以上。

8.如权利要求1所述的一种风电叶片防护涂料，其特征在于：所述磁性纳米粒子为Fe₃O₄、Fe₂O₃、掺杂有Co、Ni、Mn、Zn中的一种或者几种元素的Fe₃O₄或者Fe₂O₃，掺杂元素所占的质量分数为1-3%，所述磁性纳米粒子的粒径在1-150nm之间。

9.如权利要求1所述的一种风电叶片防护涂料，其特征在于：所述固化剂选自4,4′-二氨基二苯甲烷和甲基四氢邻苯二甲酸酐的组合物，二者的重量比为（1-2）：1。

10.一种风电叶片防护涂料的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行：

步骤S1：提供甲基丙烯酸全氟烷基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、乳化剂、引发剂、助剂和水，氮气保护下分别加人甲基丙烯酸全氟烷基乙酯15-23重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10-20重量份、苯乙烯8-12重量份、乳化剂3-7重量份、助剂1-3重量份和水5-12重量份，体系升温至42-45℃，高速搅拌45-50min，然后升温至70-75℃，并加人引发剂0.5-2重量份，反应6-8h，经破乳、抽滤、洗涤和真空干燥，得到第一混合物；

步骤S2：提供磁性纳米粒子，将步骤S1得到的第一混合物与磁性纳米粒子10-15重量份、助剂1-2重量份混合，高速搅拌1-1.5h，得到第二混合物；

步骤S3：提供改性环氧树脂和固化剂，将步骤S2得到的第二混合物与改性环氧树脂20-30重量份、固化剂9-12重量份混合，固化，得到产品。