[发明专利]一种风力发电机组风轮叶片防护涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是一种风力发电机组风轮叶片防护涂料及其制备方法。属于涂料组合物，特别涉及含氟原子的基于有多个不饱和脂肪族基的化合物的共聚物的涂料组合物。

技术背景

不可再生的石化能源危机，使得取之不尽的清洁能源风能的利用引起了全球重视，风力发电装置发展迅速，其中我国风电的发展尤为引人注目。我国对风力发电设备具有大量需求。风轮叶片是风力发电机组的关键核心部件之一，约占设备投入总成本的20％左右，有效控制风轮叶片的制造成本，延长其使用寿命是降低风力发电总成本的重要途径之一。风力发电厂大多建在荒漠、海上及沿海地区，这些地区环境恶劣，风轮叶片在运行过程中承受着砂石冲击、风沙磨蚀、强烈紫外光照射、大幅度的昼夜温差冲击以及酸碱侵蚀。对风轮叶片表面涂刷防护涂料的技术指标要求是异常苛刻的。

风轮叶片面临的环境恶劣，并且多数情况下不可能重做防护层，所以对防护系统的要求比较严格，风叶涂料需要具有较强的附着力、较好的耐磨性，能够提高叶片耐紫外老化、耐风沙侵蚀、耐湿热以及耐盐雾腐蚀的能力，能够适应不同极端气候条件下风电场使用需求，保证风轮叶片20年的设计使用寿命。

公开号为CN101613564A的专利申请公开了《一种风力发电叶片用防护涂料及制备方法》它利用羟基丙烯酸酯树脂作为风力发电叶片表面防护涂料的基料，以HDI缩二脲和HDI三聚体的混合物为固化剂制备风力发电机叶片用防护涂料。丙烯酸树脂涂料具有色浅、耐候，耐保色保光性强，以及漆膜丰满度好等特点，但丙烯酸树脂耐水、耐溶剂性能差，不抗磨，且存在“热粘冷脆”的不足。上述不足限制了其在风电涂料领域的应用。

公开号为CN101665655A的专利申请公开了一种《以有机氟硅改性弹性聚氨酯脲树脂制备高性能风电涂料》。该申请用聚酯多元醇和聚醚二元醇及端氨基含氟聚硅氧烷等制备的氟硅改性聚氨酯脲树脂涂料，其性能良好，不足之处是，该涂料所用的端氨基含氟聚硅氧烷等原料的生产成本较高，来源不足，并且，涂料的制备工艺复杂，其溶剂中使用了有毒的二甲苯。

目前，采用的风轮叶片防护涂料主要为聚氨酯树脂涂料。聚氨酯树脂有极好的耐低温性能和高弹性能，耐磨、耐腐蚀，但是耐紫外线照射性能及耐老化性能欠佳，使用寿命难以达到20年。

氟碳树脂具有极佳的耐候性、耐老化性、耐腐蚀性、较强的耐磨性以及优良的附着力，能够满足风轮叶片防护涂料的要求。公开号为CN101538434A的专利申请公开了《一种风力发电设备防腐用氟碳面漆及其制备方法》用于风力发电塔筒的保护，但尚未见将双组份氟碳涂料用作风轮叶片防护涂料的文献和专利报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服上述现有技术中的不足之处，提供一种具有极佳耐紫外线老化性、耐磨性、耐玷污性、耐腐蚀性优异，柔韧性好，附着力强的风力发电机组风轮叶片防护涂料，满足使用寿命≥20年的技术要求。

本发明要解决的另一技术问题是：提供一种投资省，操作工艺简便，制造成本较低，有利环境保护的风力发电机组风轮叶片防护涂料的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明的风力发电机组风轮叶片防护涂料，包括组分A和组分B，组分A∶组分B(质量比)＝100∶6～15，其中

组分A为主体组分，包括如下以质量百分数计的原料组分：

组分B为固化剂组分，选自脂肪族二异氰酸酯。

本发明的风力发电机组风轮叶片防护涂料原料组分中采用了氟碳树脂作为主体树脂组分，筛选了与之配伍良好的助剂及环保有机溶剂；并选用性能优异的脂肪族二异氰酸酯作为固化剂组分。配方中的各组分性能相互协调、相互补充、效果叠加。尤其是氟碳树脂结构中，氟原子的离子半径小，电负性强，使得氟碳键的键能较高，对于提高涂料的各种物理性能起到至关重要的作用。成功地弥补了聚氨酯树脂涂料存在的耐紫外线照射性能及耐老化性能欠佳，使用寿命难以达到20年的不足。从而完成了本发明的任务。

本发明的风力发电机组风轮叶片防护涂料，所述氟碳树脂是由四氟乙烯和乙烯基酯类单体共聚而成，其技术指标如下：羟值为30～85mgKOH/g，酸值为0～15mgKOH/g，氟含量≥20％，固含量≥50％。是一个优选的技术方案。

本发明的风力发电机组风轮叶片防护涂料，所述固化剂是HDI(六亚甲基二异氰酸酯)三聚体。是发明人公开的一个优选的技术方案。