CN117285852A - 一种风机叶片的电热涂层及其涂覆方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于风机叶片除冰技术领域，具体涉及一种风机叶片的电热涂层及其涂覆方法。本发明实施例公开的一种风机叶片的电热涂层，包括依次设置在风机叶片上的过渡层、发热层和防护层；过渡层中包含水性环氧树脂、固化剂和第一助剂；发热层中包括水性石墨烯、水性环氧树脂、固化剂和第二助剂；防护层中包括水性环氧树脂和固化剂；其中，第一助剂包括氧化钙、氧化铈、氧化锆、氧化钍中的至少一种；第二助剂包括粉煤灰、硅灰、萘系减水剂中的至少一种。该电热涂层中的发热层和风机叶片具有较好的粘结性，即使在风电机组运转时，叶片不断振动的条件下仍具有长时间服役稳定性。

Description

一种风机叶片的电热涂层及其涂覆方法
技术领域
本发明属于风机叶片除冰技术领域，具体涉及一种风机叶片的电热涂层及其涂覆方法。
背景技术
风机叶片的除冰技术主要包括主动除冰技术(机械除冰、气热除冰、电热除冰)和被动除冰技术(疏水涂层、吸能涂层)，其中电热除冰应用最为广泛，除冰效果最好。电热除冰技术是指针对叶片布置电热元件，通电后电热元件将电能转化为热能，使得叶片表面与冰层之间形成一层连续水膜，降低冰层的粘附力，使冰层可在重力或风电机组运转时产生的离心力的作用下从叶片表面脱落。
风机叶片表面涂层材料大多选用环氧树脂，溶剂型环氧树脂涂料含有醇类、酮类、芳烃类等有毒易挥发的有机试剂，对人体健康和自然环境会造成一定影响；水性环氧树脂涂料具有低VOC(挥发性有机化合物)含量、无毒无味以及便于施工的特点，更加适用于风机叶片表面涂层。
但是水性环氧树脂的导热率较低，需要对其进行改性，以提高材料的导热性能，降低电功耗并提高电热除冰效果。
发明内容
本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
现有技术往往在水性环氧树脂中增加导电填料，形成具有导电网络的复合涂层材料，提高材料的导热性能，使其可以作为电热原件用于风机叶片除冰。但现有技术存在以下问题：①主要注重对涂层导电发热性能的改善，忽略了涂层的粘结性、柔韧性以及与基底的相容性；②风力发电机组运行时，风电叶片处于物理连续振动的状态，现有技术对涂层附着力的研究仅限于叶片处于静态状态下两者之间的粘结。
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种风机叶片的电热涂层，该电热涂层中的发热层和风机叶片具有较好的粘结性，即使在风电机组运转时，叶片不断振动的条件下仍具有长时间服役稳定性。
本发明实施例的风机叶片的电热涂层，包括依次设置在风机叶片上的过渡层、发热层和防护层；
所述过渡层中包含水性环氧树脂、固化剂和第一助剂；所述发热层中包括水性石墨烯、水性环氧树脂、固化剂和第二助剂；所述防护层中包括水性环氧树脂和固化剂；
其中，所述第一助剂包括氧化钙、氧化铈、氧化锆、氧化钍中的至少一种；
所述第二助剂包括粉煤灰、硅灰、萘系减水剂中的至少一种。
本发明实施例的风机叶片的电热涂层带来的优点和技术效果，1、本发明实施例中，电热涂层依次为过渡层、发热层和防护层，过渡层的存在改善了发热层与叶片的相容性，使得发热层在的风电机组运转时，叶片不断震动的情况下，仍然能与叶片较好的粘结，且长时间服役后粘结性仍能充分维持；2、本发明实施例中，在过渡层中添加的第一助剂，能起到界面促进剂的作用，增强叶片基底与发热层之间的粘结性；3、本发明实施例中，发热层中包含水性石墨烯与环氧树脂，与纯碳材料电热膜相比，使得发热层具有更好的质密性和柔韧性，并改善了发热层与防护层之的粘结性；4、本发明实施例中，在发热层添加的第二助剂，增强了水性石墨烯在水性环氧树脂中的分散稳定性，有利于水性石墨烯在树脂基中构建导电网络，提高了发热层的通电升温性能。
在一些实施例中，所述过渡层中所述水性环氧树脂和固化剂的质量比为2～4：1，所述第一助剂的含量为水性环氧树脂的1～3wt％。
在一些实施例中，所述发热层中所述水性石墨烯的含量为水性环氧树脂的20～40wt％，所述水性环氧树脂和固化剂的质量比为2～4：1，所述第二助剂的含量为水性环氧树脂的1～3wt％。
在一些实施例中，所述防护层中所述水性环氧树脂和固化剂的质量比为4～6：1。
在一些实施例中，所述水性环氧树脂包括双酚A型环氧树脂E51、丙烯酸环氧树脂、甘油环氧树脂、脂环族环氧树脂中的至少一种。
在一些实施例中，所述固化剂包括三乙烯四胺、二氨基二苯甲烷、异佛尔酮二胺中的至少一种。
本发明实施例还提供了一种风机叶片的电热涂层的涂覆方法，包括：分别配置过渡层、发热层和防护层的喷涂浆料，采用喷枪在风机叶片表面依次喷涂过渡层、发热层和防护层。
本发明实施例的风机叶片的电热涂层的涂覆方法带来的优点和技术效果，1、本发明实施例的方法，采用喷涂法涂覆电热涂层，能够使涂层形成具有疏水表面的微观结构，提高电热涂层的除冰效果；2、本发明实施例的方法，工艺流程简单，不需要复杂的设备，易于操作，便于在工业生产中的推广应用。
在一些实施例中，所述过渡层的喷涂厚度为60～200μm，所述发热层的喷涂厚度为100～300μm，所述防护层的喷涂厚度为100～500μm。
在一些实施例中，在喷涂过程中，控制喷涂压力为0.2～0.4MPa，喷嘴与物体表面的距离为300～500mm，喷枪移动速度为10～15m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3或1/4；和/或，喷涂所述过渡层后室温固化的时间为2～6h，喷涂所述发热层后室温固化的时间为2～8h，喷涂所述防护层后室温固化的时间为20～26h。
在一些实施例中，在喷涂所述过渡层前先对风机叶片进行表面处理。
附图说明
图1是实施例1中制得的风机叶片的电热涂层的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明实施例的风机叶片的电热涂层，包括依次设置在风机叶片上的过渡层、发热层和防护层；
所述过渡层中包含水性环氧树脂、固化剂和第一助剂；所述发热层中包括水性石墨烯、水性环氧树脂、固化剂和第二助剂；所述防护层中包括水性环氧树脂和固化剂；
其中，所述第一助剂包括氧化钙、氧化铈、氧化锆、氧化钍中的至少一种；
所述第二助剂包括粉煤灰、硅灰、萘系减水剂中的至少一种。
本发明实施例的风机叶片的电热涂层，依次为过渡层、发热层和防护层，过渡层的存在改善了发热层与叶片的相容性，使得发热层在的风电机组运转时，叶片不断震动的情况下，仍然能与叶片较好的粘结，且长时间服役后粘结性仍能充分维持；在过渡层中添加的第一助剂，能起到界面促进剂的作用，增强叶片基底与发热层之间的粘结性；发热层中包含水性石墨烯与环氧树脂，与纯碳材料电热膜相比，使得发热层具有更好的质密性和柔韧性，并改善了发热层与防护层之的粘结性；在发热层添加的第二助剂，增强了水性石墨烯在水性环氧树脂中的分散稳定性，有利于水性石墨烯在树脂基中构建导电网络，提高了发热层的通电升温性能。
在一些实施例中，优选地，所述过渡层中所述水性环氧树脂和固化剂的质量比为2～4：1，所述第一助剂的含量为水性环氧树脂的1～3wt％。
在一些实施例中，优选地，所述发热层中所述水性石墨烯的含量为水性环氧树脂的20～40wt％，所述水性环氧树脂和固化剂的质量比为2～4：1，所述第二助剂的含量为水性环氧树脂的1～3wt％。
在一些实施例中，优选地，所述防护层中所述水性环氧树脂和固化剂的质量比为4～6：1。
在一些实施例中，优选地，所述水性环氧树脂包括双酚A型环氧树脂E51、丙烯酸环氧树脂、甘油环氧树脂、脂环族环氧树脂中的至少一种。进一步优选地，所述固化剂包括三乙烯四胺、二氨基二苯甲烷(DDM)、异佛尔酮二胺(IPDA)中的至少一种。
本发明实施例还提供了一种风机叶片的电热涂层的涂覆方法，包括：分别配置过渡层、发热层和防护层的喷涂浆料，采用喷枪在风机叶片表面依次喷涂过渡层、发热层和防护层。
本发明实施例的风机叶片的电热涂层的涂覆方法，采用喷涂法涂覆电热涂层，能够使涂层形成具有疏水表面的微观结构，提高电热涂层的除冰效果；工艺流程简单，不需要复杂的设备，易于操作，便于在工业生产中的推广应用。
在一些实施例中，优选地，所述过渡层的喷涂厚度为60～200μm，所述发热层的喷涂厚度为100～300μm，所述防护层的喷涂厚度为100～500μm。
在一些实施例中，优选地，在喷涂过程中，控制喷涂压力为0.2～0.4MPa，喷嘴与物体表面的距离为300～500mm，喷枪移动速度为10～15m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3或1/4；和/或，喷涂所述过渡层后室温固化的时间为2～6h，喷涂所述发热层后室温固化的时间为2～8h，喷涂所述防护层后室温固化的时间为20～26h。
在一些实施例中，优选地，所述喷涂浆料的粘度为15～22秒，以涂-4粘度计测量。
在一些实施例中，优选地，在喷涂所述过渡层前先对风机叶片进行表面处理。进一步优选地，所述表面处理包括：对叶片表面进行打磨处理后，依次进行有机溶剂除油、清水冲洗和棉布洁净。再优选地，采用角磨机或喷砂设备进行打磨，使风机叶片表面的粗糙度达到20～50μm，所述有机溶剂包括乙醇。
下面结合具体的实施例和附图，对本发明的技术方案进行详细描述。
实施例1
(1)风机叶片的表面处理：采用角磨机对叶片表面进行打磨，使其粗糙度达到50μm，当表面无残留氧化皮、锈斑且出现金属光泽后，清理表面灰尘；采用乙醇除油，清水冲洗，当表面无油脂和污垢时，用棉布擦干净；
(2)喷涂过渡层：在100g双酚A型环氧树脂E51中加入1.5g氧化钙、1.5g氧化锆，均匀分散制成水性环氧树脂浆料，再加入50g异佛尔酮二胺(IPDA)进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面的距离为300mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3；喷涂厚度为200μm，室温固化2h。
(3)喷涂发热层：在100g双酚A型环氧树脂E51中加入1.5g粉煤灰、1.5g硅灰，均匀分散制成水性环氧树脂浆料，再加入30g水性石墨烯进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面的距离为300mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3；喷涂厚度为200μm，室温固化2h。
(4)喷涂防护层：在50g双酚A型环氧树脂E51中加入10g异佛尔酮二胺(IPDA)进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体的表面距离为200mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3，喷涂厚度为200μm，室温固化24h。
本实施例制得的风机叶片的电热涂层如图1所示。
实施例2
(1)风机叶片的表面处理：采用喷砂设备对叶片表面进行打磨，使其粗糙度达到50μm，当表面无残留氧化皮、锈斑且出现金属光泽后，清理表面灰尘；采用乙醇除油，清水冲洗，当表面无油脂和污垢时，用棉布擦干净；
(2)喷涂过渡层：在100g丙烯酸环氧树脂E51中加入1.0g氧化钙、1.0g氧化锆、1.0g氧化铈，均匀分散制成水性环氧树脂浆料，再加入50g三乙烯四胺进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面的距离为300mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3；喷涂厚度为200μm，室温固化2h。
(3)喷涂发热层：在100g丙烯酸环氧树脂E51中加入1.0g粉煤灰、1.0g硅灰、1.0g萘系减水剂，均匀分散制成水性环氧树脂浆料，再加入30g水性石墨烯进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面的距离为300mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/4；喷涂厚度为200μm，室温固化2h。
(4)喷涂防护层：在50g丙烯酸环氧树脂E51中加入10g三乙烯四胺进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面的距离为200mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3，喷涂厚度为200μm，室温固化24h。
实施例3
(1)风机叶片的表面处理：采用角磨机对叶片表面进行打磨，使其粗糙度达到50μm，当表面无残留氧化皮、锈斑且出现金属光泽后，清理表面灰尘；采用有机溶剂乙醇除油，清水冲洗，当表面无油脂和污垢时，用棉布擦干净；
(2)喷涂过渡层：在100g丙烯酸环氧树脂E51中加入1.5g氧化锆、1.5g氧化铈，均匀分散制成水性环氧树脂浆料，再加入50g三乙烯四胺进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面的距离为300mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3；喷涂厚度为200μm，室温固化2h。
(3)喷涂发热层：在100g丙烯酸环氧树脂E51中加入1.5g硅灰、1.5g萘系减水剂，均匀分散制成水性环氧树脂浆料，再加入30g水性石墨烯进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间。控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面的距离为300mm，喷枪移动速度为10～15m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3；喷涂厚度为200μm，室温固化2h。
(4)喷涂防护层：在50g丙烯酸环氧树脂E51中加入10g三乙烯四胺进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面的距离为200mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3，喷涂厚度为200μm，室温固化24h。
实施例4
(1)风机叶片的表面处理：采用角磨机对叶片表面进行打磨，使其粗糙度达到50μm，当表面无残留氧化皮、锈斑且出现金属光泽后，清理表面灰尘；采用乙醇除油，清水冲洗，当表面无油脂和污垢时，用棉布擦干净；
(2)喷涂过渡层：在100g丙烯酸环氧树脂E51中加入3.0g氧化钙均匀分散制成水性环氧树脂浆料，再加入50g三乙烯四胺进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面的距离为300mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3；喷涂厚度为200μm，室温固化2h。
(3)喷涂发热层：在100g丙烯酸环氧树脂E51中加入2.0g硅灰、1.0g萘系减水剂，均匀分散制成水性环氧树脂浆料，再加入30g水性石墨烯进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面的距离为300mm，喷枪移动速度为15m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/4；喷涂厚度为200μm，室温固化2h。
(4)喷涂防护层：在50g丙烯酸环氧树脂E51中加入10g三乙烯四胺进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面的距离为200mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3，喷涂厚度为200μm，室温固化24h。
实施例5
(1)风机叶片的表面处理：采用喷砂设备对叶片表面进行打磨，使其粗糙度达到50μm，当表面无残留氧化皮、锈斑且出现金属光泽后，清理表面灰尘；采用乙醇除油，清水冲洗，当表面无油脂和污垢时，用棉布擦干净；
(2)喷涂过渡层：在100g双酚A型环氧树脂E51中加入3.0g氧化锆，均匀分散制成水性环氧树脂浆料，再加入50g异佛尔酮二胺(IPDA)进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面距离为300mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3；喷涂厚度为200μm，室温固化2h。
(3)喷涂发热层：在100g双酚A型环氧树脂E51中加入1.5g硅灰、1.5g萘系减水剂，均匀分散制成水性环氧树脂浆料，再加入30g水性石墨烯进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面的距离为300mm，喷枪移动速度为15m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3；喷涂厚度为200μm，室温固化2h。
(4)喷涂防护层：在50g双酚A型环氧树脂E51中加入10g异佛尔酮二胺(IPDA)进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面的距离为200mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3，喷涂厚度为200μm，室温固化24h。
对比例1
与实施例1的方法相同，不同之处在于不设置过渡层，且发热层中不加入粉煤灰，具体如下：
(1)风机叶片的表面处理：采用角磨机对叶片表面进行打磨，使其粗糙度达到50μm，当表面无残留氧化皮、锈斑且出现金属光泽后，清理表面灰尘；采用乙醇除油，清水冲洗，当表面无油脂和污垢时，用棉布擦干净；
(2)喷涂发热层：在100g双酚A型环氧树脂E51中加入30g水性石墨烯进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面的距离为300mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3；喷涂厚度为200μm，室温固化时间24h；
(3)喷涂防护层：在50g双酚A型环氧树脂E51中加入10g异佛尔酮二胺(IPDA)进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体的表面距离为200mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3，喷涂厚度为200μm，室温固化24h。
对比例2
与实施例1的方法相同，不同之处在于步骤(2)过渡层中不加入氧化钙和氧化锆，步骤(3)发热层中不加入粉煤灰，具体如下：
(1)风机叶片的表面处理：采用角磨机对叶片表面进行打磨，使其粗糙度达到50μm，当表面无残留氧化皮、锈斑且出现金属光泽后，清理表面灰尘；采用乙醇除油，清水冲洗，当表面无油脂和污垢时，用棉布擦干净；
(2)喷涂过渡层：在100g双酚A型环氧树脂E51加入50g异佛尔酮二胺(IPDA)进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面的距离为300mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3；喷涂厚度为200μm，室温固化2h。
(3)喷涂发热层：在100g双酚A型环氧树脂E51中加入30g水性石墨烯进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面的距离为300mm，喷枪移动速度控制在10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3；喷涂厚度为200μm，室温固化24h。
(4)喷涂防护层：在50g双酚A型环氧树脂E51中加入10g异佛尔酮二胺(IPDA)进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体的表面距离为200mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3，喷涂厚度为200μm，室温固化24h。
对比例3
与实施例1的方法相同，不同之处在于步骤(3)发热层中不加入粉煤灰，具体如下：
(1)风机叶片的表面处理：采用角磨机对叶片表面进行打磨，使其粗糙度达到50μm，当表面无残留氧化皮、锈斑且出现金属光泽后，清理表面灰尘；采用乙醇除油，清水冲洗，当表面无油脂和污垢时，用棉布擦干净；
(2)喷涂过渡层：在100g双酚A型环氧树脂E51中加入1.5g氧化钙、1.5g氧化锆，均匀分散制成水性环氧树脂浆料，再加入50g异佛尔酮二胺(IPDA)进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面的距离为300mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3；喷涂厚度为200μm，室温固化2h。
(3)喷涂发热层：在100g双酚A型环氧树脂E51中加入30g水性石墨烯进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体表面的距离为300mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3，喷涂厚度为200μm，室温固化时间24h。
(4)喷涂防护层：在50g双酚A型环氧树脂E51中加入10g异佛尔酮二胺(IPDA)进行混合，以涂-4粘度计测量，确保体系粘度处于15～25秒区间；控制喷涂压力为0.2MPa，喷嘴与物体的表面距离为200mm，喷枪移动速度为10m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3，喷涂厚度为200μm，室温固化24h。
性能测试
1、对实施例1～5和对比例1～3制得电热涂层进行反复覆冰/除冰实验和老化实验，再测试其粘结性；其中，老化实验的条件参照GB/T 16422.3-2022《塑料实验室光源暴露试验方法》中方法A中循环1的规定进行，粘结强度的测试方法参照GB/T 5210-2006《色漆和清漆拉开法附着力试验》进行；结果如表1所示：
表1
注：除冰效果是指在环境-5℃风速5m/s的环境下叶片表面覆着2-8cm的冰层，在220v的电压下通电7min电热涂层表面温度到达0℃，此时达到冰的相变点，冰层开始融化，以此作为除冰完成的标准。
从表1的数据可知，实施例1～5制得的电热涂层具有较好的除冰效果，与风机叶片表面具有非常好的粘结性，且经过老化实验后粘结强度仅小幅度降低。对比例2制得的电热涂层的平均粘结强度比对比例1制得的电热涂层的平均粘结强度大3MPa，说明过渡层的存在能够改善发热层与叶片基底的相容性，增强发热层与叶片基底的粘结性；对比例3制得的电热涂层的平均粘结强度比对比例2制得的电热涂层的平均粘结强度大1～2MPa，表明第一助剂的添加能够进一步改善过渡层与发热层及叶片基底的粘结性。
2、对对比例3和实施例1制得的电热涂层的通电升温性能进行测试，其中，测试方法为：将多个贴片式温度计粘附于电热涂层表面，然后将电热涂层接通外加电源，并实时记录电热涂层表面的温度随时间的变化，用记录得到的温度时间数据作图，以此来评定升温性能；结果显示实施例1制得的电热涂层的升温速率不低于15℃/min，对比例3制得的电热涂层的升温速率约为7℃/min，表明在发热层中添加的第二助剂可以改善水性石墨烯在水性环氧树脂中的分散稳定性，增加发热层的通电升温性能。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种风机叶片的电热涂层，其特征在于，包括依次设置在风机叶片上的过渡层、发热层和防护层；
所述过渡层中包含水性环氧树脂、固化剂和第一助剂；所述发热层中包括水性石墨烯、水性环氧树脂、固化剂和第二助剂；所述防护层中包括水性环氧树脂和固化剂；
其中，所述第一助剂包括氧化钙、氧化铈、氧化锆、氧化钍中的至少一种；
所述第二助剂包括粉煤灰、硅灰、萘系减水剂中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的风机叶片的电热涂层，其特征在于，所述过渡层中所述水性环氧树脂和固化剂的质量比为2～4：1，所述第一助剂的含量为水性环氧树脂的1～3wt％。
3.根据权利要求1所述的风机叶片的电热涂层，其特征在于，所述发热层中所述水性石墨烯的含量为水性环氧树脂的20～40wt％，所述水性环氧树脂和固化剂的质量比为2～4：1，所述第二助剂的含量为水性环氧树脂的1～3wt％。
4.根据权利要求1所述的风机叶片的电热涂层，其特征在于，所述防护层中所述水性环氧树脂和固化剂的质量比为4～6：1。
5.根据权利要求1所述的风机叶片的电热涂层，其特征在于，所述水性环氧树脂包括双酚A型环氧树脂E51、丙烯酸环氧树脂、甘油环氧树脂、脂环族环氧树脂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的风机叶片的电热涂层，其特征在于，所述固化剂包括三乙烯四胺、二氨基二苯甲烷、异佛尔酮二胺中的至少一种。
7.一种风机叶片的电热涂层的涂覆方法，其特征在于，包括：分别配置过渡层、发热层和防护层的喷涂浆料，采用喷枪在风机叶片表面依次喷涂过渡层、发热层和防护层。
8.根据权利要求7所述的风机叶片的涂覆方法，其特征在于，所述过渡层的喷涂厚度为60～200μm，所述发热层的喷涂厚度为100～300μm，所述防护层的喷涂厚度为100～500μm。
9.根据权利要求7或8所述的风机叶片的电热涂层的涂覆方法，其特征在于，在喷涂过程中，控制喷涂压力为0.2～0.4MPa，喷嘴与物体表面的距离为300～500mm，喷枪移动速度为10～15m/min，喷涂时下一道需压住上一道的1/3或1/4；和/或，喷涂所述过渡层后室温固化的时间为2～6h，喷涂所述发热层后室温固化的时间为2～8h，喷涂所述防护层后室温固化的时间为20～26h。
10.根据权利要求7所述的风机叶片的电热涂层的涂覆方法，其特征在于，在喷涂所述过渡层前先对风机叶片进行表面处理。
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