ES2942688T3

ES2942688T3 - Pintura resistente al hielo para palas de turbina eólica, procedimiento para su preparación y uso

Info

Publication number: ES2942688T3
Application number: ES15001950T
Authority: ES
Inventors: Babiano Almudena Muñoz; Sanguesa Maria Yoldi; Miguel Olatz Garcia
Original assignee: Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation and Technology SL
Current assignee: Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation and Technology SL
Priority date: 2014-07-08
Filing date: 2015-07-01
Publication date: 2023-06-05
Anticipated expiration: 2035-07-01
Also published as: ES2556158A1; ES2556158B1; US20160009972A1; EP2987824B1; DK2987824T3; CN105255335A; US10000678B2; FI2987824T3; EP2987824A1

Abstract

Pintura resistente al hielo que comprende un componente base resistente al hielo que a su vez comprende un componente principal que consiste en una pintura de alto contenido en sólidos con un componente aglutinante a base de poliuretano sintético disuelto en un disolvente orgánico principal, y un componente hidrofóbico que consiste en nanopartículas funcionales hidrofóbicas resistentes al hielo. seleccionadas entre nanopartículas funcionalizadas con un polímero y nanopartículas funcionalizadas en sol-gel, donde la pintura resistente al hielo comprende una mezcla del componente principal con una dispersión de nanopartículas funcionales dispersas en una composición dispersante que constituye el disolvente principal y un dispersante, y forma una matriz base, donde la composición dispersante y las nanopartículas funcionales forman una dispersión de nanopartículas en la que las nanopartículas funcionales están en la matriz base,y la dispersión de nanopartículas dispersantes mezcladas con el componente principal para formar un componente base resistente al hielo de la pintura resistente al hielo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Pintura resistente al hielo para palas de turbina eólica, procedimiento para su preparación y uso

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo técnico de los recubrimientos industriales para componentes de turbinas eólicas y, en particular, a pinturas resistentes al hielo para palas de turbinas eólicas.

Antecedentes de la invención

Las características aerodinámicas de las palas de turbinas eólicas son esenciales para el rendimiento de las turbinas eólicas. Durante las estaciones frías y en climas fríos, las superficies exteriores de las palas están expuestas a la formación de hielo. La acumulación de hielo, particularmente en el área del borde anterior o de ataque, tiene efectos negativos e incluso sustanciales en las cualidades aerodinámicas de la pala, ya que afecta no solo el rendimiento energético de la turbina eólica, sino también las cargas estructurales del rotor al generar vibraciones y desequilibrio en una turbina eólica en funcionamiento, y en consecuencia un mayor desgaste en los componentes. La acumulación extrema de hielo incluso podría provocar un apagado forzado, ya que las palas de un rotor, normalmente tres, deben equilibrarse en términos de peso y, por lo tanto, si la acumulación de hielo compromete la integridad de este equilibrio, la turbina eólica debe detenerse para evitar daños causados por desequilibrio en la parte mecánica de la turbina eólica. La velocidad y la altura significativas de las palas con hielo también suponen un peligro, ya que los trozos de hielo ya formados en las palas podrían desprenderse y caer a una velocidad elevada.

Se ha concebido una diversidad de sistemas para hacer frente a la formación de hielo en las palas de turbina eólica, tales como sistemas activos y pasivos resistentes al hielo y a la descongelación.

Un sistema pasivo resistente al hielo implica recubrir las palas con pintura resistente al hielo, como una pintura negra a base de fluoroetano, para absorber la energía térmica durante el día y liberarla por la noche, calentando así la superficie de la pala y contribuyendo a la prevención de la formación de hielo hasta cierto punto. Sin embargo, la eficacia de las pinturas de este tipo es extremadamente limitada, particularmente en climas muy fríos o en días de invierno muy cortos.

Los materiales hidrófobos son otro tipo de pinturas resistentes al hielo. Bloquean la adhesión del agua a la superficie de la pala y, en consecuencia, impiden la formación de hielo. Sin embargo, este tipo de pintura tiende a volverse porosa con el tiempo, perdiendo sus propiedades hidrófobas y, por lo tanto, requiere un reacondicionamiento después de un período determinado, lo que se traduce en altos costes no solo debido a la corta vida útil de servicio, sino también porque la turbina eólica debe apagarse durante el trabajo correspondiente. Además, un aumento en la hidrofobicidad conduce a una reducción en las fuerzas de adhesión, lo que podría dar como resultado problemas de adhesión de pintura en la superficie de la pala.

Las pinturas resistentes al hielo para palas de turbina eólica se describen, por ejemplo, en los documentos ES2230913T3 y GB2463675A. El documento EP2674613 describe pinturas de alto contenido en sólidos para turbinas eólicas que comprenden un aglutinante de poliuretano y, opcionalmente, partículas hidrófobas.

Además, las pinturas de alto contenido en sólidos (“ pinturas HS” ) también se usan comúnmente para pintar palas de turbinas eólicas. Las pinturas HS tienen dos componentes, en concreto, una imprimación a base de poliuretano, es decir, mezclas que comprenden esencialmente resinas de poliuretano sintéticas, disolventes orgánicos y pigmentos, con un contenido en sólidos >70 % en masa, baja densidad (1,2-1,4 g/cm3) y un contenido en compuestos orgánicos volátiles (COV) < 300 g/l; y un segundo componente endurecedor a base de isocianato que se mezcla con el componente de imprimación antes de pintar las palas. Las pinturas obtenidas de esta manera se curan y secan al aire libre, y crean recubrimientos que satisfacen los requisitos más estrictos con respecto a la estabilidad del brillo y el color, incluso en climas extremos. También son muy elásticas, resistentes a la intemperie y a la abrasión causada, por ejemplo, por el viento y/o la lluvia, los raspados, los disolventes, los agentes, los aceites hidráulicos, etc., y, por lo tanto, se emplean ampliamente en las pinturas utilizadas para recubrir las palas de las turbinas eólicas. No obstante, las propiedades hidrófobas de estas pinturas son limitadas y, por lo tanto, no son eficaces contra la formación de hielo.

Tales pinturas de alto contenido en sólidos son comercializadas, por ejemplo, por las empresas alemanas BASF COATINGS GMBH (línea RELEST®) y MANKIEWICZ GEBR. & CO. (Línea ALEXIT®).

Por lo tanto, sería deseable obtener una pintura que tenga propiedades que tiendan a evitar la formación de hielo en las palas de turbina eólica sin comprometer la resistencia a los agentes físicos y químicos conferidos por las pinturas convencionales empleadas como recubrimientos de palas de turbina eólica, y particularmente resistentes a la radiación UV y la erosión, en la medida en que la erosión sea causada por partículas y lluvia.

Descripción de la invención

El propósito de la presente invención es superar los inconvenientes mencionados anteriormente en el estado actual de la técnica mediante el uso de una nueva pintura resistente al hielo para palas de turbinas eólicas, un procedimiento para crear esta pintura resistente al hielo, el uso de la misma y una pala recubierta al menos parcialmente por esta pintura resistente al hielo. La presente invención se refiere a un método de recubrimiento resistente al hielo de al menos una parte de una pala de turbina eólica con una pintura resistente al hielo.

La pintura resistente al hielo según el método de la invención comprende una base resistente al hielo que, a su vez, comprende un componente principal de una pintura de alto contenido en sólidos, que podría ser convencional de por sí, con un componente de unión a base de resina de poliuretano sintético disuelto en un disolvente orgánico principal y un componente hidrófobo, que comprende nanopartículas funcionales resistentes al hielo hidrófobas seleccionadas de entre nanopartículas funcionalizadas con un polímero y nanopartículas funcionalizadas en sol-gel,

estando caracterizada la pintura resistente por que comprende una mezcla de un componente principal con una dispersión de nanopartículas funcionales dispersas en una mezcla de dispersión de un disolvente principal y un dispersante,

la composición dispersante forma una matriz base;

la composición dispersante y las nanopartículas funcionales forman una dispersión de nanopartículas en la que las nanopartículas funcionales están en la matriz base;

la dispersión de nanopartículas dispersantes se mezcla con el componente principal, formando un componente de base resistente al hielo de la pintura resistente al hielo, en donde el componente de base resistente al hielo comprende el 4-6 % en masa de partículas funcionales y en donde la pintura resistente al hielo es una pintura de dos componentes que comprende el componente de base resistente al hielo como el componente principal y, como un agente secundario, un componente endurecedor adicional, de modo que la pintura resistente al hielo comprende el 2-3 % en masa de nanopartículas funcionales.

La presente descripción emplea los siguientes términos como se definen a continuación:

Componente principal: componente de pintura sin nanopartículas funcionales;

componente principal: componente de pintura de alto contenido en sólidos que comprende, convencionalmente de por sí, el componente aglutinante disuelto en un disolvente principal;

disolvente principal: disolvente principal presente en el componente principal;

nanopartículas funcionales, nanopartículas funcionales resistentes al hielo seleccionadas entre las nanopartículas funcionalizadas con un polímero y nanopartículas funcionalizadas en sol-gel, de modo que sean resistentes al hielo e hidrófobas;

composición dispersante: composición que comprende el disolvente y el dispersante que forman la matriz base para las nanopartículas funcionales;

dispersión de nanopartículas: dispersión que comprende las nanopartículas funcionales en la matriz base;

componente de base resistente al hielo: mezcla que comprende el componente principal y la dispersión de nanopartículas: cuando la pintura resistente al hielo es de un solo componente, la expresión “componente de base resistente al hielo” es equivalente a “ pintura resistente al hielo” , aunque cuando la pintura resistente al hielo es de al menos dos componentes, el “componente de base resistente al hielo” corresponde al componente principal.

La pintura resistente al hielo, cuando es de la clase de dos componentes, comprende, además del componente de base resistente al hielo como componente principal, un componente endurecedor seleccionable de entre agentes endurecedores a base de isocianatos, policianatos y combinaciones de los mismos, como componente secundario.

El hecho de que, según la invención, las nanopartículas funcionales resistentes al hielo se hayan dispersado previamente en la composición dispersante que forma la matriz base que tiene una composición al menos similar al componente principal de la pintura de alto contenido en sólidos, permite la introducción, dispersión y distribución de nanopartículas funcionales resistentes al hielo en el componente principal de manera mucho más uniforme y eficaz que cuando las nanopartículas funcionales se introducen directamente en el componente principal, de modo que la pintura resistente al hielo según la invención conserva las propiedades fisicoquímicas de una pintura convencional empleada para recubrir palas de turbinas eólicas, especialmente la resistencia a la erosión y radiación ultravioleta, garantizando la misma durabilidad y resistencia al envejecimiento que la pintura original. Por lo tanto, la fórmula de dispersión actúa como un “caballo de troya” para las nanopartículas funcionales, permitiendo la dispersión de nanopartículas funcionales en el componente principal de la pintura de alto contenido en sólidos. La solución de dispersión (dispersante) puede comprender el disolvente principal y el tensioactivo en una proporción de 2:1, preferiblemente 3:1 en masa; el dispersante es de 2-3,5 % en peso con respecto a la masa de nanopartículas y la nanopartícula es 20-30 % en peso con respecto al disolvente.

El componente de base resistente al hielo comprende la dispersión de nanopartículas al 4-6 % en masa de nanopartículas funcionales.

Cuando se trata de una pintura de dos componentes en la que el componente principal es una pintura convencional de alto contenido en sólidos, el componente de base resistente al hielo se mezcla con el agente endurecedor de modo que la pintura final resistente al hielo tiene aproximadamente 2-3 % de nanopartículas funcionales.

El disolvente principal puede seleccionarse de entre disolventes a base de alcohol u orgánicos, comunes de por sí en su composición química de poliuretano tales como acetato de butilo, acetato de etilo, acetato de 1-metoxi-2-propanol, tolueno, xileno, disolvente de nafta, 1,4-dioxano, alcohol de diacetona, N-metilpirrolidona, dimetilacetamida, dimetilformamida, dimetilsulfóxido o mezclas discrecionales de los mismos. Según la invención, el disolvente principal podría ser un compuesto orgánico con polaridad media, preferiblemente acetato de n-butilo, ya que este último es el más común en pinturas de alto contenido en sólidos a base de resina de poliuretano convencionales para palas de turbinas eólicas. Tales pinturas convencionales a base de resina de poliuretano son comercializadas, por ejemplo, por las empresas alemanas BASF COATINGS GMBH (línea RELEST®, por ejemplo, RELEST WIn D 1306) y MANKIEWICZ GEBR. & CO. (línea ALEXIT®, por ejemplo, ALEXIT 495-498).

El dispersante en la composición dispersante podría ser un dispersante polimérico en sistemas no polares tales como un dispersante polimérico anfífilo, por ejemplo, dispersante polimérico en sistemas no polares.

En una realización de la invención, el dispersante es un dispersante polimérico catiónico que puede comprender una mezcla de ésteres de alquilo, ácidos grasos y alquilaminas. Dispersantes adecuados para este tipo son, por ejemplo, los pertenecientes a la línea HYPERMER k D-3 vendida en el mercado por la compañía británica CRODA INTERNATIONAL, PLC.

Las nanopartículas funcionales resistentes al hielo contenidas en la pintura resistente al hielo según la invención son nanopartículas hidrófobas, preferiblemente inorgánicas, que pueden llevar grupos hidrófobos en su superficie, particularmente compuestos de sílice organofuncional que tienen al menos un grupo funcional que reacciona con los grupos hidrófilos de las nanopartículas hidrófilas inorgánicas y al menos un radical hidrófobo.

Algunos ejemplos de nanopartículas hidrófilas inorgánicas usadas para crear nanopartículas funcionales resistentes al hielo se basan en los óxidos y/u óxidos mixtos, incluidos los óxidos hidratados de al menos un metal o semimetal de los grupos principales dos y seis, y los grupos de transición uno a ocho en la Tabla Periódica de los elementos, o incluso los lantánidos, especialmente los óxidos y/u óxidos mixtos, incluido el óxido hidratado, seleccionados dentro del grupo de los elementos Si, Al, Ti, Zr y/o Ce. Los ejemplos de tales nanopartículas hidrófilas inorgánicas incluyen nanopartículas a base de SiO2, por ejemplo, sílice preparada pirogénica o coloidalmente, silicatos, Al2O3, hidróxido de aluminio, aluminosilicatos, TiO2, titanatos, ZrO2 o circonatos, CeO2.

Como compuestos con grupos hidrófobos, se prefiere en particular el uso de sílice orgánica funcional, ya que tiene al menos un grupo alquilo que tiene de 1 a 50 átomos de carbono, particularmente de 1 a 10 átomos de carbono, y al menos un grupo hidrolizable y/o al menos un grupo OH y/o un grupo NH. Los ejemplos de compuestos que tienen grupos hidrófobos incluyen alquilalcoxisilanos, particularmente dialquildialcoxisilanos, y alquiltrialcoxisilanos, preferiblemente trialquilclorosilanos y dialquilclorosilanos, alquilpolisiloxanos, dialquilpolisiloxanos, alquildisiloxanos y similares.

Del mismo modo, son adecuados como compuestos para tener grupos hidrófobos los diversos ésteres silícicos monoméricos y/u oligoméricos que tienen grupos metoxi, etoxi o n-propoxi y/o isopropoxi, y un grado de oligomerización de 1 a 50, particularmente de 2 a 10, preferiblemente de 3 a 5.

Como compuestos que tienen grupos hidrófobos, se prefiere en particular el uso de dimetildiclorosilano y/o hexametildiclorosilano y/u octiltrietoxisilano y/o dimetilpolisiloxano. Las nanopartículas hidrófobas particularmente preferidas son nanopartículas a base de los productos de reacción de SiO2 y dimetildiclorosilano y hexametildisilazano, particularmente productos de reacción de SiO2 y dimetildiclorosilano. Los ejemplos de nanopartículas hidrófobas que pueden usarse son productos comercializados habitualmente por la empresa alemana EVONIK INDUSTRIES, bajo la marca comercial a Er OSIL®, particularmente AEROSIL® 8200, R106, R202, R972, R972V, R974, R974V, R805 o R812; o la empresa WACKER CHEMIE AG, bajo la marca comercial o marca HDK, particularmente HDK H15, H 18, H20, H30 o 2000.

En una realización preferida de la pintura resistente al hielo,

el disolvente principal es acetato de n-butilo;

la composición dispersante en la que se dispersan las nanopartículas funcionales resistentes al hielo comprende un dispersante catiónico que, a su vez, comprende una mezcla de ésteres alquílicos, ácidos grasos y alquilaminas; las nanopartículas funcionales resistentes al hielo son nanopartículas de sílice pirogénica funcionalizadas con dimetildiclorosilano o hexametildisilazano.

Las nanopartículas funcionales resistentes al hielo del componente de base resistente al hielo tienen preferiblemente un tamaño de partículas promedio de entre 100 nm y 300 nm; y más preferiblemente, su tamaño está entre 150 nm y 280 nm.

Los tamaños de partículas promedio y su distribución en el componente de base resistente al hielo se determinan por velocimetría Doppler láser. La distribución de tamaños de las partículas en dispersión puede determinarse con un sistema, concretamente el Z-SIZER NANO ZS90 fabricado por MALVERN. Las cubetas de vidrio se utilizan para realizar estas mediciones. Se preparan tres muestras para cada suspensión, y después se mide cada una, calculando la media de los valores. Las pruebas anteriores han determinado una concentración de suspensión del 0,1 % en masa para que las mediciones del equipo sean confiables. Se miden los valores para Z^promedioy PdI (índice de polidispersidad).

Z^promedioes el tamaño promedio Z o media promedio Z. Es un parámetro utilizado en la dispersión dinámica de la luz, también conocido como la media de los acumuladores. Es el parámetro principal y más estable producido por la técnica. Es el mejor valor para informar en estudios de control de calidad según lo definido por las normas ISO 13321 e ISO 22412, esta última define el valor Z^promediocomo “el diámetro de partícula promedio de intensidad armónica” . El valor Pdl indica el grado de variación o amplitud de una curva de campana gaussiana que representa la distribución de los tamaños de partícula.

El procedimiento para obtener una pintura resistente al hielo a usar en el método de la invención implica identificar el componente de base de la pintura de alto contenido en sólidos sobre la que se basará la pintura resistente al hielo, y preparar el componente de base resistente al hielo a través de

una primera etapa que implica mezclar el tensioactivo con el disolvente principal para obtener la composición dispersante en una relación de 1/3

una segunda etapa que implica mezclar la composición dispersante con las nanopartículas funcionales para obtener una dispersión de nanopartículas que comprende el 20-30 % en masa, preferiblemente el 25 % en masa, de nanopartículas funcionales.

una tercera etapa que implica mezclar y homogeneizar la dispersión de nanopartículas con el componente principal para obtener el componente de base resistente al hielo con un contenido de nanopartículas funcionales del 4 % al 6 % en masa, preferiblemente el 5 % en masa, en el que las nanopartículas tienen un tamaño de partículas promedio de entre 100 nm y 300 nm, preferiblemente de 150 nm a 280 nm.

El procedimiento para obtener una pintura resistente al hielo de dos componentes también implica una cuarta etapa que implica mezclar el componente de base resistente al hielo con el componente endurecedor estándar según las indicaciones del fabricante. Las nanopartículas permanecen en una proporción del 2-3 % en peso con respecto a la pintura.

Este procedimiento permite la generación de una pintura convencional para palas de turbinas eólicas con propiedades resistentes al hielo, manteniendo intactas sus propiedades fisicoquímicas restantes y su durabilidad.

En una realización preferida de este procedimiento, el disolvente principal es acetato de n-butilo, el dispersante es un dispersante catiónico que comprende una mezcla de ésteres de alquilo, ácidos grasos y alquilaminas, y las nanopartículas funcionalizadas con nanopartículas de sílice pirogénica funcionalizadas con hexametildisilazano o dimetildiclorosilano.

Estas nanopartículas de sílice pirogénica funcionalizadas con hexametildisilazano (HMDS) son hidrófobas y tienen una forma esférica de 8 a 30 nm de diámetro.

La sílice pirogénica es un compuesto hidrófilo de partículas de SiO2 muy finas con una superficie específica de 110 y 220 ± 20 m²/g. La distribución de tamaño de las partículas de un humo de sílice típico es <0,5 micrómetros, con una mediana del diámetro generalmente de entre 0,1 y 0,2 micrómetros.

El hexametildisilazano (HMDS) es un compuesto de organosilicona, hidrófobo con una estructura molecular de [(CH³)³Si]²NH polimerizado sobre las nanopartículas de sílice, que son hidrófilas por su naturaleza química, para convertirlas en moléculas hidrófobas. Se conocen como partículas “ núcleo-cubierta” : la nanopartícula de sílice es el núcleo, que convierte las propiedades de forma y base, y el HMDS es la cubierta, que confiere las propiedades de superficie a la nanopartícula funcionalizada.

Este tipo de nanopartículas funcionalizadas se encuentran disponibles en el mercado, por ejemplo, bajo las marcas comerciales de LAS INDUSTRIAS EVONIK de AEROSIL 300, AEROSIL R812 y AEROSIL R972. Por ejemplo, AEROSIL R812 tiene una superficie BET específica de 110 20 m2/g y un tamaño de partículas promedio de aproximadamente 25 nm.

Para su aplicación sobre la pala de turbina eólica, el componente de base resistente al hielo puede mezclarse con un componente endurecedor seleccionado de entre los agentes endurecedores convencionales de por sí y a base de isocianatos, poliisocianatos y combinaciones de los mismos.

La invención es el uso de la pintura resistente al hielo descrita anteriormente en un método de recubrimiento de al menos una parte de una pala de turbina eólica. Se pueden recubrir solo partes de la pala, tales como, por ejemplo, las partes más expuestas a temperaturas frías tales como el borde anterior y/o su borde radial, o toda la pala podría estar completamente recubierta.

La pintura resistente al hielo según la presente invención ha demostrado presentar propiedades mejores que las de las pinturas convencionales de poliuretano de alto contenido en sólidos, ya que no solo confiere propiedades hidrófobas sino también resistencia a la erosión y al envejecimiento. Debe ser necesariamente así para su utilización en turbinas eólicas sin necesidad de recertificación. Con respecto al color, el brillo, la resistencia, la flexibilidad, la resistencia a los rayos UV, etc., las propiedades de la pintura resistente al hielo son similares a las propiedades de las pinturas de alto contenido en sólidos a base de poliuretano convencionales, aunque la mayor ventaja es que la pintura resistente al hielo, según la presente invención, además del efecto de resistencia al hielo conferido debido a la energía superficial reducida, también confiere una resistencia a la erosión mejor que las pinturas de alto contenido en sólidos a base de poliuretano convencionales, donde la resistencia a la erosión es una de las propiedades más importantes para las palas de una turbina eólica porque afecta directamente al rendimiento (la erosión modifica el perfil aerodinámico de la pala y reduce el rendimiento), y porque afecta directamente a los costes de mantenimiento, ya que la turbina eólica debe detenerse para volver a pintar las palas en el caso de esta erosión.

Modos de llevar a cabo la invención

Ejemplo 1:

Se seleccionó una pintura convencional de alto contenido en sólidos de poliuretano (línea RELEST, por ejemplo, RELEST WIND I306) como componente principal, identificando el disolvente principal en esta pintura como acetato de n-butilo.

Se preparó una composición dispersante mezclando, con un agitador magnético, 880 g (1 l) de acetato de n-butilo como disolvente y 293,3 g de HYPERMER KD3 como tensioactivo según la relación 3:1.

La dispersión final de nanopartículas se preparó mezclando 29,85 g de AEROSIL R972 (nanopartículas de sílice pirogénica funcionalizadas con DDS), 4,2 g de solución dispersante y 132,6 ml de acetato de n-butilo y ambos componentes se mezclaron mediante agitación ultrasónica para producir 135,7 ml de una dispersión de nanopartículas al 25 % de AEROSIL R972.

Se mezclaron 135,7 ml de dispersión de nanopartículas mediante agitación mecánica con 1 litro del componente principal (pintura basada endurecedor) para producir 1,340 l de componente de base resistente al hielo con un 5 % en masa de AEROSIL R972.

El componente principal se prepara con 778 ml de pintura base y 222 ml de endurecedor según la relación 3,5:1 (volumen).

Con respecto al componente de base resistente al hielo, se mezcla la pintura base (778 ml) con 105,6 ml de dispersión de nanopartículas, 320 g del componente de base resistente al hielo se mezclaron mediante agitación mecánica con 100 g de un agente endurecedor (poliisocianato I385 ALEXIT 498 de BASF COATINGS GMBH) para producir una pintura resistente al hielo según la invención con un tamaño de partículas promedio de entre 150 y 200 nm, aproximadamente el 65 % de 180 a 190 nm, un valor promedio de Za de 185 nm y un grado de polidispersión de 0,150-.

Ejemplo 2:

La pintura resistente al hielo preparada como se describe en el ejemplo anterior y la pintura convencional de poliuretano y de alto contenido en sólidos a base de poliisocianato se aplicaron a respectivos laminados de material convencional empleados en palas de turbina eólica, y después se sometieron a ensayo para determinar sus propiedades de color, opacidad, brillo, adhesión, abrasión, oxidación, agrietamiento y deslaminación, resistencia a la erosión por lluvia y propiedades resistentes al hielo. La siguiente tabla muestra los resultados de las pruebas:

Tabla 1

Ejemplo 3:

La pintura resistente al hielo y la pintura convencional de alto contenido en sólidos a base de poliuretano y poliisocianato se aplicaron a los respectivos laminados de material convencional empleados en las palas de turbinas eólicas, y luego se sometieron a ensayos de erosión por lluvia con métodos de ensayo de SAAB en las siguientes condiciones:

Dispositivos para producir lluvia: 6

Precipitación (mm/h): 25,5

Diámetro de gota (mm): 2

Ángulo de impacto (grados): 90

Velocidad de rotación (rpm): 767,9

La siguiente tabla muestra los resultados de estas pruebas:

Tabla II

Como revelan los resultados de la prueba, las muestras recubiertas con la pintura resistente al hielo según la invención resisten la erosión por lluvia sustancialmente mejor que las muestras con pintura convencional, lo que demuestra una mayor resistencia que la pintura convencional.

Claims

REIVINDICACIONES

i. Un método de recubrimiento resistente al hielo de al menos una parte de una pala de turbina eólica, comprendiendo el método:

proporcionar una pintura resistente al hielo que comprende un componente de base resistente al hielo que, a su vez, comprende:

un componente principal de una pintura de alto contenido en sólidos con un componente aglutinante a base de resina de poliuretano sintético disuelto en un disolvente orgánico principal y un componente hidrófobo que comprende nanopartículas funcionales hidrófobas resistentes al hielo seleccionadas de entre nanopartículas funcionalizadas con un polímero y nanopartículas funcionalizadas en sol-gel,

caracterizado por que

dicha pintura resistente al hielo comprende una mezcla del componente principal con una dispersión de nanopartículas funcionales dispersas en una mezcla dispersante de un disolvente principal y un dispersante,

la composición dispersante forma una matriz base;

la composición dispersante y las nanopartículas funcionales forman una dispersión de nanopartículas en la que las nanopartículas funcionales están en la matriz base;

la dispersión de nanopartículas dispersantes se mezcla con el componente principal, formando el componente de base resistente al hielo de dicha pintura resistente al hielo,

en donde el componente de base resistente al hielo comprende el 4-6 % en masa de nanopartículas funcionales;

en donde la pintura resistente al hielo es una pintura de dos componentes que comprende el componente de base resistente al hielo como componente principal y, como agente secundario, un componente endurecedor adicional, de modo que la pintura resistente al hielo comprende el 2-3 % en masa de nanopartículas funcionales; y

usar la pintura resistente al hielo para recubrir al menos una parte de la pala de turbina eólica.
2. El método según la reivindicación 1, caracterizado por que el componente endurecedor adicional se selecciona de entre agentes endurecedores a base de isocianatos, poliisocianatos y combinaciones de los mismos.
3. El método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que

la composición dispersante comprende el disolvente principal y el tensioactivo en una proporción de 2:1 en masa;

la dispersión de nanopartículas comprende el 20-30 % en masa de nanopartículas resistentes al hielo funcionales.
4. El método según la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizado por que el disolvente principal se selecciona de entre disolventes a base de alcohol u orgánicos comunes para la química del poliuretano.
5. El método según la reivindicación 4, caracterizado por que el disolvente principal se selecciona de entre acetato de butilo, acetato de etilo, acetato de 1-metoxi-2-propanol, tolueno, xileno, disolvente de nafta, 1,4-dioxano, alcohol de diacetona, N-metilpirrolidona, dimetilacetamida, dimetilformamida, dimetilsulfóxido y combinaciones de los mismos.
6. El método según la reivindicación 5, caracterizado por que el disolvente principal es acetato de n-butilo.
7. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispersante es un dispersante polimérico en sistemas no polares: un dispersante polimérico anfífilo tal como, por ejemplo, un dispersante polimérico en sistemas no polares.
8. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que

las nanopartículas funcionales resistentes al hielo llevan grupos hidrófobos en su superficie y comprenden nanopartículas inorgánicas con grupos hidrófilos;

las nanopartículas inorgánicas se seleccionan de entre óxidos, óxidos mixtos, óxidos hidratados y combinaciones de los mismos, que comprenden al menos un elemento seleccionado de entre los grupos dos a seis, grupos de transición uno a ocho, lantánidos y combinaciones de los mismos, al menos un elemento seleccionado de entre Si, Al, Ti, Zr, Ce y combinaciones de los mismos, y nanopartículas inorgánicas a base de SÍO2, sílice preparada pirogénicamente, sílice preparada coloidalmente, silicatos, AbO3, hidróxido de aluminio, aluminosilicatos, titanatos de TO 2, ZrO2 o circonatos, CeO2.
9. El método según la reivindicación 8, caracterizado por que los grupos hidrófobos se seleccionan de entre

compuestos de sílice organofuncionales que tienen al menos un grupo alquilo con 1 a 50 átomos de carbono, y al menos un grupo funcional seleccionado de entre grupos hidrolizables, grupos OH, grupos N^hy combinaciones de los mismos, de entre alquilalcoxisilanos, y de entre dialquildialcoxisilanos, alquiltrialcoxisilanos, trialquilclorosilanos, dialquilclorosilanos, alquilpolisiloxanos, dialquilpolisiloxanos y alquildisiloxanos;

ésteres silícicos monoméricos, ésteres silícicos oligoméricos que tienen grupos metoxi, etoxi, npropoxi, grupos isopropoxi, y un grado de oligomerización de 1 a 50, particularmente de 2 a 10, y dimetildiclorosilano, hexametildiclorosilano, octiltrietoxisilano y dimetilpolisiloxano.
10. El método según la reivindicación 8, caracterizado por que las nanopartículas funcionales resistentes al hielo son a base de productos de la reacción de SiO2 y un éster seleccionado de entre dimetildiclorosilano y hexametildisilazano: productos de reacción de SiO2 y dimetildiclorosilano.
11. El método según la reivindicación 6, caracterizado por que

la composición dispersante comprende un dispersante catiónico que contiene una mezcla de ésteres de alquilo, ácidos grasos y alquilaminas;

las nanopartículas funcionales resistentes al hielo son nanopartículas de sílice pirogénica funcionalizadas con un éster seleccionado de entre dimetildiclorosilano y hexametildisilazano.
12. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las nanopartículas funcionales resistentes al hielo tienen un tamaño de partículas promedio de entre 100 nm y 300 nm.
13. Procedimiento para obtener una pintura resistente al hielo para el método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que implica identificar el componente de base de la pintura de alto contenido en sólidos sobre la que se basará la pintura resistente al hielo, y preparar el componente de base resistente al hielo a través de

una primera etapa que implica mezclar el dispersante con el disolvente principal para obtener la composición dispersante en una relación de dispersante/disolvente de 1/3;

una segunda etapa que implica mezclar la composición dispersante con las nanopartículas funcionales para obtener una dispersión de nanopartículas que comprende el 20-30 % en masa de nanopartículas funcionales;

una tercera etapa que implica mezclar y homogeneizar la dispersión de nanopartículas con el componente principal para obtener el componente de base resistente al hielo con un contenido de nanopartículas funcionales del 4 % al 6 % en masa, en el que las nanopartículas tienen un tamaño de partículas promedio de entre 100 nm y 300 nm;

y una cuarta etapa en la que el componente de base se mezcla con un componente endurecedor.