一种天冬聚脲风电叶片胶衣及其制备方法与流程

本发明涉及化工涂料领域，特别涉及一种天冬聚脲风电叶片胶衣及其制备方法。

背景技术：

1、风机叶片材料主要是纤维增强的环氧树脂和不饱和聚酯，叶片在高速运转时，叶尖速度一般会超过100m/s，未经防护的叶片长期暴露在自然环境中，会遭受温差大、光照强、风砂磨损、酸雨腐蚀以及冰雪侵袭，出现磨损、老化现象，直至发生断裂。目前最简单有效的防护方法是采用涂料进行保护。可应用于风电叶片涂料的树脂主要有聚氨酯树脂、氟碳树脂、有机硅树脂、环氧树脂、聚天冬氨酸酯树脂。为达到最佳防护，一般将防护涂料按底面两层进行设计，底层称之为胶衣，可以提供良好的机械性能和力学性能，使整体涂层不易因形变和风沙雨蚀的破坏而出现涂层裂纹，面层提供良好的抗老化性能，抵御风吹日晒雨淋。

2、聚天门冬氨酸酯经多异氰酸酯固化形成的天冬聚脲涂层在风电叶片上的应用已经很广泛，聚天冬树脂是由二烷基马来酸酯与脂肪族伯二胺反应制备的，选择不同的伯二胺可使凝胶时间从几分钟到2小时，也使天冬聚脲从韧性到刚性可调节。但实际应用中，天冬聚脲涂料的可操作时间仍较短，无溶剂体系操作时间更短，其弹性也需要复配其它弹性材料或采用弹性固化剂才能实现。

3、如《中国化工贸易》2018年27期公布了《天冬聚脲弹性防腐涂料的开发和性能研究》，采用了聚醚型和聚酯型弹性固化剂开发天冬聚脲弹性防腐涂料。

4、又如公告号为cn106243981b的专利文件公开了一种高耐风沙侵蚀风电叶片涂料，通过聚天冬树脂和聚氨酯树脂复配获得良好的弹性，所用聚氨酯树脂含有两个伯胺基团或两个伯羟基基团，固化后提供良好的耐磨性和弹性。聚氨酯树脂和溶剂体系共同延长了体系的适用期。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术中的天冬聚脲涂料的可操作时间仍较短的问题，本发明提供一种天冬聚脲风电叶片胶衣，含有甲组分和乙组分，其中所述甲组分包括聚天门冬氨酸酯树脂、二异氰酸酯、端氨基聚醚、助剂、触变剂、分子筛、颜料、填料；所述乙组分为多异氰酸酯固化剂。

2、在一实施例中，所述聚天门冬氨酸酯树脂为无溶剂、粘度≤200cp的韧性聚天门冬氨酸酯树脂。

3、在一实施例中，所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯hd i、异佛尔酮二异氰酸酯i pd i的一种或两种。

4、在一实施例中，所述端氨基聚醚为d230、d1000、d2000的一种或多种。

5、在一实施例中，所述聚天门冬氨酸酯树脂和端氨基聚醚的质量比为45～60：5～15，所述端氨基聚醚与二异氰酸酯的摩尔比为1:1。

6、在一实施例中，所述触变剂为常用的聚酰胺蜡。

7、在一实施例中，所述分子筛为3a、4a、5a型中的至少一种，但不以此为限。

8、在一实施例中，所述填料为云母粉、明耐粉、长石粉中的至少一种，但不以此为限。

9、在一实施例中，所述多异氰酸酯固化剂为六亚甲基二异氰酸酯三聚体(hd i)，异佛尔酮二异氰酸酯三聚体(i pd i)，二环己基甲烷二异氰酸酯三聚体(h12md i)中的至少一种，但不以此为限。

10、在一实施例中，所述助剂包括润湿分散剂、消泡剂和流平剂。

11、优选地，所述润湿分散剂为优卡化学un i qsperse 710s、byk-110；所述消泡剂为有机硅类和其它聚合物混合的复合型消泡剂；所述流平剂为具有消泡功能的丙烯酸酯流平剂或有机硅类流平剂。

12、在一实施例中，按重量份计，所述甲组分包括45～60份聚天门冬氨酸酯树脂、1～5份二异氰酸酯、5～15份端氨基聚醚、0.5～3份助剂、0.5～1份触变剂、1～5份分子筛、10～15份颜料、10～20份填料，所述乙组分为多异氰酸酯固化剂，其用量应使聚天冬氨酸酯的nh与涂料体系中的nco比例为1:1.05。

13、在一实施例中，所述颜料为钛白粉，但不以此为限。除此之外，也可采用色浆进行调制颜色。

14、本发明还提供一种如上任意所述的天冬聚脲风电叶片胶衣的制备方法，其中，甲组分的制备方法为先将聚天门冬氨酸酯树脂、二异氰酸酯、端氨基聚醚进行反应，然后再加入助剂、触变剂、分子筛、颜料、填料进行混合并分散均匀后过滤即得甲组分；

15、将甲组分和乙组分按比例进行混合即得所述天冬聚脲风电叶片胶衣。

16、具体地，甲组分的制备方法包括如下制备步骤：

17、甲组分的制备方法为：

18、s100、将聚天门冬氨酸酯树脂、端氨基聚醚分别在温度为60℃～100℃下真空除水约1h，冷却后备用；

19、s200、在四口烧瓶中加入除水后的聚天门冬氨酸酯树脂，通入干燥的氮气，滴加二异氰酸酯，滴加的同时持续搅拌1～3h，再滴加端氨基聚醚，滴加的同时并持续搅拌15～30mi n，获得端氨基聚醚改性的聚天门冬氨酸酯树脂；

20、s300、在漆料罐中称取上述制备的改性的聚天门冬氨酸酯树脂、助剂，在1000～1500r/mi n转速下分散均匀；

21、s400、加入颜料、填料、触变剂，在1000～1500r/mi n转速下分散均匀；

22、s500、转入砂磨，砂磨时间15～40mi n，至细度合格，加入分子筛，再研磨5～10min；加入色浆进行调色，过滤得到甲组分。

23、基于上述，与现有技术相比，本发明提供的天冬聚脲风电叶片胶衣具有以下技术效果和原理：

24、(1)通过聚天门冬氨酸酯树脂、二异氰酸酯、端氨基聚醚预先反应，使二异氰酸酯的两个异氰酸根分别连接聚天门冬氨酸酯和端氨基聚醚，聚天门冬氨酸酯两个仲胺基部分发生了反应，降低了活性可延长涂料的可操作时间，同时连上直链聚醚，使聚天门冬氨酸酯拥有了聚醚的柔韧性，之后改性聚天冬氨酸酯经多异氰酸酯固化剂进一步固化获得韧性优异的天冬聚脲叶片胶衣。

25、(2)具有优异的韧性，且适用期长，满足喷涂、辊涂等施工方式，可对叶片起到长效防护作用，减少叶片维护维修成本。

26、本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书所记载的内容来实现和获得。

技术特征：

1.一种天冬聚脲风电叶片胶衣，其特征在于：含有甲组分和乙组分，其中所述甲组分包括聚天门冬氨酸酯树脂、二异氰酸酯、端氨基聚醚、助剂、触变剂、分子筛、颜料、填料；所述乙组分为多异氰酸酯固化剂。

2.根据权利要求1所述的天冬聚脲风电叶片胶衣，其特征在于：所述聚天门冬氨酸酯树脂和端氨基聚醚的质量比为45～60：5～15，所述端氨基聚醚与二异氰酸酯的摩尔比为1:1。

3.根据权利要求1所述的天冬聚脲风电叶片胶衣，其特征在于：所述触变剂为常用的聚酰胺蜡。

4.根据权利要求1所述的天冬聚脲风电叶片胶衣，其特征在于：所述分子筛为3a、4a、5a型中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的天冬聚脲风电叶片胶衣，其特征在于：所述填料为云母粉、明耐粉、长石粉中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的天冬聚脲风电叶片胶衣，其特征在于：所述多异氰酸酯固化剂为六亚甲基二异氰酸酯三聚体，异佛尔酮二异氰酸酯三聚体，二环己基甲烷二异氰酸酯三聚体中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的天冬聚脲风电叶片胶衣，其特征在于：所述助剂包括润湿分散剂、消泡剂和流平剂。

8.根据权利要求1所述的天冬聚脲风电叶片胶衣，其特征在于：按重量份计，所述甲组分包括45～60份聚天门冬氨酸酯树脂、1～5份二异氰酸酯、5～15份端氨基聚醚、0.5～3份助剂、0.5～1份触变剂、1～5份分子筛、10～15份颜料、10～20份填料，所述乙组分为多异氰酸酯固化剂，其用量应使聚天冬氨酸酯的nh与涂料体系中的nco比例为1:1.05。

9.一种根据权利要求1～8任一项所述的天冬聚脲风电叶片胶衣的制备方法，其特征在于：

10.根据权利要求9所述的天冬聚脲风电叶片胶衣的制备方法，其特征在于，所述甲组分的制备方法包括如下制备步骤：

技术总结
本发明涉及化工涂料领域，特别涉及一种天冬聚脲风电叶片胶衣及其制备方法。其中天冬聚脲风电叶片胶衣含有甲组分和乙组分，其中所述甲组分包括聚天门冬氨酸酯树脂、二异氰酸酯、端氨基聚醚、助剂、触变剂、分子筛、颜料、填料；所述乙组分为多异氰酸酯固化剂。本发明提供的天冬聚脲风电叶片胶衣通过二异氰酸酯、端氨基聚醚对聚天门冬氨酸酯树脂进行改性不仅可以降低聚天门冬氨酸酯树脂的活性来延长涂料的可操作时间，还可以使聚天门冬氨酸酯拥有了聚醚的柔韧性，使成品涂料具备优异的力学性能，可满足喷涂、辊涂等多种施工方式，可对叶片起到长效防护作用，减少叶片维护维修成本。

技术研发人员：苏雅丽,叶维维,叶章基
受保护的技术使用者：厦门双瑞船舶涂料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13