一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料的制作方法

文档序号:39723344发布日期:2024-10-22 13:18阅读:79来源:国知局

本发明涉及抗腐蚀涂层,尤其涉及一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料。


背景技术:

1、风电叶片是风力发电机组的核心部件,其表面经常暴露在恶劣的自然环境中,如高温、高湿、紫外线等,容易受到大气中的氧化、腐蚀、磨损等影响,导致叶片性能下降、寿命缩短。为了延长风电叶片的使用寿命、提高发电效率,需要对叶片表面进行保护。传统的防腐蚀涂层通常含有有害的挥发性有机物,对环境和人体造成危害。

2、发风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料成为当前研究的热点之一。这种涂层材料不仅要具有优异的耐腐蚀性能、耐磨性能、耐候性能,还要符合环保要求,即在涂装、使用和废弃的全生命周期中对环境和人体无害。采用环保型抗腐蚀涂层材料可以减少对环境的污染,降低生产成本,提高涂层的可持续性和应用价值。

3、传统的涂层材料通常含有挥发性有机物,易挥发和释放出有害物质,对环境和人体造成危害,且在高温、高湿、紫外线等恶劣环境下容易剥落和脱落,导致涂层失效,尤其耐腐蚀性能差,容易受到大气中的氧化、腐蚀、磨损等影响,导致叶片性能下降、寿命缩短。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料。

2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

3、一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料,包括聚合物、填料、助剂、颜料、溶剂和环保添加剂,其质量比如下:

4、聚合物52%-75%;

5、填料12%-34%;

6、助剂6%-14%;

7、颜料4%-9%;

8、溶剂5%-15%;

9、环保添加剂7%-9%。

10、优选地:所述聚合物和填料,其具体成分如下:

11、聚合物包括环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、硅酮树脂、聚酰亚胺和聚丙烯;

12、填料包括氧化铝、玻璃微珠和碳酸钙。

13、进一步地:所述助剂选自多异氰酸酯、胶体硅、膨润土、有机锡、氢氧化铝和磷酸铵中任意两种以上,颜料选自氧化锌、三聚磷酸钠和二氧化钛中任意两种以上,溶剂选自乙醇、丙酮和二甲苯中任意一种以上,环保添加剂选自亚麻油、丙烯酸乳液和柠檬酸中任意两种以上。

14、在前述方案的基础上:所述聚合物、填料、助剂、颜料、溶剂和环保添加剂,其质量组成份如下:

15、环氧树脂30-40份、聚氨酯12-22份、丙烯酸树脂10-20份、硅酮树脂7-9份、聚酰亚胺5-7份、聚丙烯4-8份、氧化铝6-10份、玻璃微珠8-13份、碳酸钙6-15份、多异氰酸酯3-5份、胶体硅1-3份、膨润土2-4份、有机锡1-3份、氢氧化铝1-2份、磷酸铵1-3份、氧化锌2-3份、三聚磷酸钠4-5份、二氧化钛1-3份、乙醇5-15份、丙酮4-17份、二甲苯10-12份、亚麻油7-10份、丙烯酸乳液6-8份、柠檬酸4-6份。

16、在前述方案中更佳的方案是:所述聚合物中丙烯酸树脂是采用以下方法制备而得:

17、a1:准备丙烯酸单体、丙烯酸酯单体、铜离子和乙酰丙酮;

18、a2:将原料导入到含有氩气的反应釜中;

19、a3:向反应釜中投加铜离子和乙酰丙酮,在铜离子和乙酰丙酮的作用下开始引发聚合反应;

20、a4:聚合反应结束后,对产物进行蒸馏、结晶和过滤,获得纯净的丙烯酸树脂产物。

21、作为本发明进一步的方案:所述反应釜中控制压力为101-123kpa,温度为45-86℃。

22、同时,所述填料中玻璃微珠,其具体制备步骤如下:

23、b1:选用硼酸作为玻璃原料,并对其进行粉碎和筛选,得到玻璃粉末;

24、b2:将玻璃粉末和水进行混合搅拌,得到玻璃溶液;

25、b3:将玻璃溶液倒入到反应容器中,并将超声波换能器进入到溶液中;

26、b4:启动超声波发生器,使超声波在溶液中产生强烈的机械振动,超声波的能量会加速玻璃溶液的凝聚和成核,促使玻璃材料快速形成微小的颗粒,

27、b4:停止超声波振动后,玻璃微珠会沉淀到反应容器底部,通过过滤、离心等方法分离出玻璃微珠,并进行清洗和干燥,得到所需的玻璃微珠。

28、作为本发明的一种优选的:所述玻璃粉末的粒径为1-10微米,且玻璃粉末与水的比例为1:5。

29、同时,所述超声波发生器的工作时间为1-1.5h。

30、一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料的制备方法,包括以下步骤:将环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、硅酮树脂、聚酰亚胺、聚丙烯、氧化铝、玻璃微珠、碳酸钙、多异氰酸酯、胶体硅、膨润土、有机锡、氢氧化铝、磷酸铵、氧化锌、三聚磷酸钠、二氧化钛、乙醇、丙酮、二甲苯、亚麻油、丙烯酸乳液和柠檬酸进行称重后混合,同时进行分散研磨和过滤,得到所述涂层材料。

31、本发明的有益效果为:

32、1.该一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料,环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂和硅酮树脂提供涂层的粘结性、柔韧性和耐候性,且使用环氧树脂作为主要基体,加入少量聚氨酯提高柔韧性,或使用丙烯酸树脂作为基体,加入硅酮树脂提高耐热性和耐化学性能;氧化铝、玻璃微珠和碳酸钙提高涂层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性,并增加密度,降低涂层厚度;多异氰酸酯、胶体硅和膨润土可以提高涂层的粘结性、防水性、抗紫外线性能,有机锡、氢氧化铝、磷酸铵、氧化锌和三聚磷酸钠可以提高涂层的耐腐蚀性、耐热性和耐化学性能。

33、2.该一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料,利用原子转移自由基聚合方法制备丙烯酸树脂应用在风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料中,能够实现对聚合物分子量和分子量分布的精确控制,从而可以制备具有特定分子结构和分子量的丙烯酸树脂,有利于调控涂层的性能,制备而得的高分子量的丙烯酸树脂可以提供涂层材料更好的性能,如更好的耐腐蚀性和耐候性,同时制得的高分子量的丙烯酸树脂具有窄分子量分布,可以获得更均一的产品,提高涂层的质量和稳定性,且更符合环保要求,其中,对聚合反应的速率和分子量分布具有很高的可控性,可以根据具体的需求和应用要求进行调整,满足不同场景下的涂层性能要求。

34、3.该一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料,在风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料制备中,通过超声辅助制备的玻璃微珠,提高风电叶片表面的耐久性和抗磨损能力;同时,提高涂层与基材的附着力,防止涂层剥落和脱落,确保涂层在恶劣环境下的稳定性;改善了涂层的光泽和外观,玻璃微珠具有良好的化学稳定性,添加在涂层中可以提高涂层的抗腐蚀性能,增强风电叶片对腐蚀介质的抵抗能力,其能够提高涂层的性能和稳定性,延长涂层的使用寿命。



技术特征:

1.一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料,包括聚合物、填料、助剂、颜料、溶剂和环保添加剂,其特征在于,其质量比如下:

2.根据权利要求1所述的一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料,其特征在于,所述聚合物和填料,其具体成分如下:

3.根据权利要求1所述的一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料,其特征在于,所述助剂选自多异氰酸酯、胶体硅、膨润土、有机锡、氢氧化铝和磷酸铵中任意两种以上,颜料选自氧化锌、三聚磷酸钠和二氧化钛中任意两种以上,溶剂选自乙醇、丙酮和二甲苯中任意一种以上,环保添加剂选自亚麻油、丙烯酸乳液和柠檬酸中任意两种以上。

4.根据权利要求3所述的一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料,其特征在于,所述聚合物、填料、助剂、颜料、溶剂和环保添加剂,其质量组成份如下:

5.根据权利要求4所述的一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料,其特征在于,所述聚合物中丙烯酸树脂是采用以下方法制备而得:

6.根据权利要求5所述的一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料,其特征在于,所述反应釜中控制压力为101-123kpa,温度为45-86℃。

7.根据权利要求1所述的一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料,其特征在于,所述填料中玻璃微珠,其具体制备步骤如下:

8.根据权利要求7所述的一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料,其特征在于,所述玻璃粉末的粒径为1-10微米,且玻璃粉末与水的比例为1:5。

9.根据权利要求7所述的一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料,其特征在于,所述超声波发生器的工作时间为1-1.5h。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:


技术总结
本发明公开了一种风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料,涉及抗腐蚀涂层技术领域;具体包括聚合物、填料、助剂、颜料、溶剂和环保添加剂,且具体成分包括:环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、硅酮树脂、聚酰亚胺、聚丙烯、氧化铝、玻璃微珠、碳酸钙、多异氰酸酯、胶体硅、膨润土、有机锡、氢氧化铝、磷酸铵、氧化锌、三聚磷酸钠、二氧化钛、乙醇、丙酮、二甲苯、亚麻油、丙烯酸乳液和柠檬酸。本发明利用原子转移自由基聚合方法制备丙烯酸树脂应用在风电叶片用环保型抗腐蚀涂层材料中,能够实现对聚合物分子量和分子量分布的精确控制,可以制备具有特定分子结构和分子量的丙烯酸树脂,制备而得的高分子量的丙烯酸树脂可以提供涂层材料更好的性能。

技术研发人员:倪钰剑,顾雨虹,陈骞,冷静雅,高晓燕,周子欣,曾柠檬
受保护的技术使用者:倪钰剑
技术研发日:
技术公布日:2024/10/21
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