[发明专利]一种厚浆型水性风电叶片面漆及其制备方法

说明书

本发明涉及化工材料涂料技术领域，特别涉及一种厚浆型水性风电叶片面漆及其制备方法。其中，厚浆型水性风电叶片面漆包括甲组份和乙组分，其中，甲组份包括了水、水性羟基丙烯酸分散体、成膜助剂、改性二氧化硅消光粉、水性聚氨酯分散体和聚四氟乙烯蜡乳液；所述乙组分包括了水性异氰酸酯固化剂和丙二醇二乙酸酯。本发明提供的厚浆型水性风电叶片面漆，该涂料可进行厚膜化施工，其制备工艺简便，具有很好的施工性能，一次成膜厚度其一次成膜厚度大于100μm，甚至可达160μm，涂层表面无明显的缺陷，且具有优异的断裂延长率、附着力、强度、柔韧性和耐磨性。用于风电叶片的防护时，可提高涂料的施工效率、提高构件的使用寿命，减少维护成本。

技术领域

本发明涉及化工材料涂料技术领域，特别涉及一种厚浆型水性风电叶片面漆及其制备方法。

背景技术

风能作为可再生清洁能源，成为我国能源行业未来的重点发展方向。而在风力发电机组中，风电叶片是重要的结构部件。风力发电机组通常运行于风力资源丰富的场所，如海洋、沙漠或高原山区，这些场所环境状况通常极为恶劣。环境中的阳光、沙尘、暴雨等对叶片产生了严重的破坏和侵蚀作用。风机叶片主体材料为玻璃纤维、碳纤维增强的复合材料，难以长时间耐受恶劣自然环境的破坏和侵蚀作用，需要涂装高性能叶片保护涂料，延长风机叶片维修周期，提高投资效益。叶片保护涂料通常由腻子、胶衣和面漆构成。由于风机叶片工作于自然环境极为恶劣的场所，因此不仅要求叶片面漆有很好的耐老化性能，而且要求其具备很好的弹性、耐磨性和附着力，以抵御风沙冲击和雨水冲蚀，此外，为防止对周围环境产生光污染，叶片面漆应有较低的光泽。

传统的风电叶片面漆多为溶剂型涂料，CN106243981A公开的一种高耐风沙侵蚀风电叶片涂料及其制备方法，公开日为2016年12月21日，其原材料组成涉及二甲苯、醋酸丁酯、二乙二醇丁醚醋酸酯及二乙二醇单丁醚等多种溶剂，根据其公开的实施例，溶剂占配方含量约30％。CN113122120A公开的一种风电叶片涂料及其制备方法，公开日为2021年07月16日，其原材料组成包括醋酸丁酯等溶剂，配方固含量为70％，即其溶剂重量比约30％。随着各地政府对挥发性有机物(VOCs)排放的限制进一步加强，含大量VOCs的溶剂型风电叶片面漆已不能满足应用要求。

为减少配方VOCs，提高风电叶片涂料的环保性，叶片面漆水性化成为叶片面漆发展的重要方向。刘成楼等以水性羟基丙烯酸分散体和水分散型异氰酸酯为主要成膜物质，制备出风电叶片用双组分水性聚氨酯面漆。

CN113025132A以带羟基的水性有机硅改性氟碳树脂及活性硅氧烷为主要成膜物质，水分散型HDI和IPDI为固化剂，构建了一种两种网络结构交叉的互穿型风电叶片面漆，具有优异的综合性能。然而，以异氰酸酯为固化剂的水性面漆，其固化过程均不可避免的存在异氰酸酯水解的副反应，该副反应将产生二氧化碳气体，当膜厚较高时，二氧化碳的排出将受到限制，并将最终产生漆膜内部缺陷及力学性能下降。因此，以异氰酸酯为固化剂的水性叶片面漆的一次成膜厚度均较低。而根据本领域技术人员的认知，通常水性聚氨酯面漆的一次成膜厚度为80μm以下。

而《风电叶片用双组分水性聚氨酯涂料的研制》刘成楼等的风电叶片用双组分水性聚氨酯面漆抗流挂性150μm，一次成膜最大厚度为80μm。而在施工现场，一次成膜厚度为80μm时，水性叶片面漆往往需要经过多道涂装方可达到规定的干膜厚度，这意味着水性叶片面漆的施工效率较差。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的水性面漆存在的一次成膜厚度较低的问题，本发明提供一种厚浆型水性风电叶片面漆的制备方法，包括甲组份和乙组分，其中，甲组份包括了水、水性羟基丙烯酸分散体、成膜助剂、改性二氧化硅消光粉、水性聚氨酯分散体和聚四氟乙烯蜡乳液；

所述乙组分包括了水性异氰酸酯固化剂和丙二醇二乙酸酯；

其中，所述水性羟基丙烯酸分散体、水性聚氨酯分散体、聚四氟乙烯蜡乳液及水性异氰酸酯的重量比为25～45：8～28：2～5：50～90。