具备防静电功能的风车叶片的制作方法

本申请涉及风车叶片领域，尤其涉及一种具备防静电功能的风车叶片。

背景技术：

风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，风车叶片与增速机连接，增速机通过变速结构将速度提升后带动发电机进行发电。显然，风车叶片作为风力发电的主要设备，其性能直接决定着风力发电的可靠性以及工作效率。

然而，由于环境影响，风车叶片表面带有静电会对风力发电的各个部件造成不利影响。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种具备防静电功能的风车叶片，以解决上述提出问题。

本发明的实施例中提供了一种具备防静电功能的风车叶片，包括叶片本体，所述叶片本体包括叶片内表面、叶片外表面和叶尖部，所述叶片外表面和叶尖部具有阻燃层、绝缘涂层和抗静电涂层，所述叶片内表面设有防腐蚀涂层。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明在叶片外表面和叶尖部设有抗静电涂层，其表面电阻率较低，具备良好的抗静电效果，从而解决了上述提出问题。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明风车叶片的结构示意图。

图2是本发明所述抗静电涂料的制备流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

静电涂料是一种功能性涂料，其能够传导电荷并能排除积累电荷，也就是说，静电涂料既有抗静电性能，又有涂料本身的防护性能。美国在1948年公布的导电胶专利是最早公开的导电涂料；早期，主要以银系和碳系防静电涂料为主。

随着抗静电涂料的开发和研究，相关产品越来越丰富，其在建筑工业、电子行业、家具行业、航空和军事领域应用较广泛。目前，抗静电涂料分为本征型和添加型，本征型抗静电涂料是由本身具有导电性的聚合物为成膜物，但是，这类涂料制备制备成本高，应用较少；添加型抗静电涂料是在本身不导电的树脂中添加一定的导电填料实现导静电功能，其由导电填料在树脂中形成导电网络，体现导电性，目前导电填料主要有：碳系材料、金属型粉末、金属氧化物、导电纳米粒子以及抗静电剂等。

目前，对于抗静电涂料，呈现如下发展趋势：开发高性价比的添加型抗静电涂料，并且要达到较好的防静电效果，一方面是开发高导电性、低成本的的新型导电填料，以代替银、镍、铜等贵金属材料；另一方面是提高添加型导电填料的导电性，以保持原有基体的物理-化学性能，对于高效的导电填料目前仍面临很多问题需要解决。

应用场景一：

图1示出了本申请的实施例涉及的一种具备防静电功能的风车叶片，包括叶片本体，所述叶片本体包括叶片内表面1、叶片外表面2和叶尖部3，所述叶片外表面2和叶尖部3具有阻燃层、绝缘涂层和抗静电涂层，所述叶片内表面1设有防腐蚀涂层，所述风车叶片外表面2和叶尖部3还具有清洁涂层。

本发明在叶片外表面2和叶尖部3设有抗静电涂层，其表面电阻率较低，具备良好的抗静电效果。

优选地，所述抗静电涂层由抗静电涂料涂敷形成，所述抗静电涂料采用不饱和树脂为基料，所述不饱和树脂中含有顺酐，苯酐，乙二胺四乙酸二钠聚400，丙二醇，乙二醇，丁烯二醇，NaOH，二月桂酸二丁基锡，对羟基苯甲醚。

本申请所涉及的抗静电涂料中不饱和树脂为基料，是一种紫外光固化的水性涂料，所述不饱和树脂侧基含有醚基、羟基、羧基等强极性基团，可产生导电离子，成为高分子电解质，所述不饱和树脂的表面电阻率为5.2×10⁹Ω/cm²。

优选地，所述抗静电涂料采用铜粉和镀铜碳纤维为填料，所述铜粉与所述镀铜碳纤维质量比为3:4，所述铜粉粒径为200目，所述镀铜碳纤维铜膜厚度为150nm。

本申请的抗静电涂料中，铜粉与镀铜碳纤维均匀混合，在涂料内部形成二维导电网络，进一步降低抗静电涂料的表面电阻率。

优选的，如图2，所述抗静电涂料的制作步骤如下：

步骤一，处理碳纤维：

将碳纤维裁剪成2～5mm，然后将其浸泡在丙酮溶液中10h，再用去离子水对碳纤维清洗3～5遍；在室温下，将清洗后的碳纤维浸泡在浓硝酸中，经过1h后取出，再用去离子水反复清洗，接下来放入超声清洗机中振荡清洗1h，100℃下干燥2h；将干燥好的碳纤维放入磁控溅射仪中，10^-4Pa本底真空下在碳纤维表面蒸镀一层铜膜，得到镀铜碳纤维；

步骤二，处理铜粉：

将50ml无水乙醇浓盐酸溶液配制在干净的容器中，然后称取25g铜粉放入容器中，将溶液搅拌1h，对其进行提纯，然后用乙醚和无水乙醇冲洗3次，直至把副产物HCl和CuCl₂从铜粉表面洗净，然后将铜粉置于真空干燥箱中，干燥12h后取出备用；

步骤三，制备不饱和树脂：

取顺酐0.44mol，苯酐0.06mol，乙二胺四乙酸二钠聚400 0.145mol，丙二醇0.12mol，乙二醇0.18mol，丁烯二醇0.05mol，加入0.3mol NaOH，0.1％催化剂二月桂酸二丁基锡，万分之五的阻聚剂对羟基苯甲醚混合，将混合物装入带分水器的250ml三口烧瓶中，置于导热油中，电动搅拌，160℃氮气氛围中反应60min；升温到180℃，氮气气氛中熔融聚合120min，再升温至195℃，氮气气氛中熔融聚合到酸值为60，降温至100℃倒出，冷却后得到深黄色透明不饱和树脂；

步骤四，制备抗静电涂料：

首先称取不饱和树脂100ml，加入5g铜粉和镀铜碳纤维，将其充分混合，加入3％硅烷偶联剂，将混合物机械搅拌，即得抗静电涂料。

优选的，将制备好的抗静电涂料涂覆在目标物体表面，涂覆厚度为1～3μm，然后将其在距离紫外光源10cm下照射使涂层固化。

更进一步优选地，对本申请所涉及抗静电涂料进行抗静电测试表明，当铜粉添加量质量比例为5～15％，铜粉与镀铜碳纤维质量比为3：4时，所述抗静电涂料的表面电阻率为1.9～3.3×10⁷Ω/cm²；经过60天后，抗老化测试表明，表面电阻率变化量小于5％。

应用场景二：

图1示出了本申请的实施例涉及的一种具备防静电功能的风车叶片，包括叶片本体，所述叶片本体包括叶片内表面1、叶片外表面2和叶尖部3，所述叶片外表面2和叶尖部3具有阻燃层、绝缘涂层和抗静电涂层，所述叶片内表面1设有防腐蚀涂层，所述风车叶片外表面2和叶尖部3还具有清洁涂层。

本发明在叶片外表面2和叶尖部3设有抗静电涂层，其表面电阻率较低，具备良好的抗静电效果。

优选地，所述抗静电涂层由抗静电涂料涂敷形成，所述抗静电涂料采用不饱和树脂为基料，所述不饱和树脂中含有顺酐，苯酐，乙二胺四乙酸二钠聚400，丙二醇，乙二醇，丁烯二醇，NaOH，二月桂酸二丁基锡，对羟基苯甲醚。

本申请所涉及的抗静电涂料中不饱和树脂为基料，是一种紫外光固化的水性涂料，所述不饱和树脂侧基含有醚基、羟基、羧基等强极性基团，可产生导电离子，成为高分子电解质，所述不饱和树脂的表面电阻率为5.2×10⁹Ω/cm²。

优选地，所述抗静电涂料采用铜粉和镀铜碳纤维为填料，所述铜粉与所述镀铜碳纤维质量比为3:4，所述铜粉粒径为200目，所述镀铜碳纤维铜膜厚度为150nm。

本申请的抗静电涂料中，铜粉与镀铜碳纤维均匀混合，在涂料内部形成二维导电网络，进一步降低抗静电涂料的表面电阻率。

优选的，如图2，所述抗静电涂料的制作步骤如下：

步骤一，处理碳纤维：

将碳纤维裁剪成2～5mm，然后将其浸泡在丙酮溶液中10h，再用去离子水对碳纤维清洗3～5遍；在室温下，将清洗后的碳纤维浸泡在浓硝酸中，经过1h后取出，再用去离子水反复清洗，接下来放入超声清洗机中振荡清洗1h，100℃下干燥2h；将干燥好的碳纤维放入磁控溅射仪中，10^-4Pa本底真空下在碳纤维表面蒸镀一层铜膜，得到镀铜碳纤维；

步骤二，处理铜粉：

将50ml无水乙醇浓盐酸溶液配制在干净的容器中，然后称取25g铜粉放入容器中，将溶液搅拌1h，对其进行提纯，然后用乙醚和无水乙醇冲洗3次，直至把副产物HCl和CuCl₂从铜粉表面洗净，然后将铜粉置于真空干燥箱中，干燥12h后取出备用；

步骤三，制备不饱和树脂：

取顺酐0.44mol，苯酐0.06mol，乙二胺四乙酸二钠聚400 0.145mol，丙二醇0.12mol，乙二醇0.18mol，丁烯二醇0.05mol，加入0.3mol NaOH，0.1％催化剂二月桂酸二丁基锡，万分之五的阻聚剂对羟基苯甲醚混合，将混合物装入带分水器的250ml三口烧瓶中，置于导热油中，电动搅拌，160℃氮气氛围中反应60min；升温到180℃，氮气气氛中熔融聚合120min，再升温至195℃，氮气气氛中熔融聚合到酸值为60，降温至100℃倒出，冷却后得到深黄色透明不饱和树脂；

步骤四，制备抗静电涂料：

首先称取不饱和树脂100ml，加入5g铜粉和镀铜碳纤维，将其充分混合，加入3％硅烷偶联剂，将混合物机械搅拌，即得抗静电涂料。

优选的，将制备好的抗静电涂料涂覆在目标物体表面，涂覆厚度为1～3μm，然后将其在距离紫外光源10cm下照射使涂层固化。

更进一步优选地，对本申请所涉及抗静电涂料进行抗静电测试表明，当铜粉添加量质量比例为5％，铜粉与镀铜碳纤维质量比为3：4时，所述抗静电涂料的表面电阻率为1.9×10⁷Ω/cm²；经过60天后，抗老化测试表明，表面电阻率变化量小于5％。

应用场景三：

图1示出了本申请的实施例涉及的一种具备防静电功能的风车叶片，包括叶片本体，所述叶片本体包括叶片内表面1、叶片外表面2和叶尖部3，所述叶片外表面2和叶尖部3具有阻燃层、绝缘涂层和抗静电涂层，所述叶片内表面1设有防腐蚀涂层，所述风车叶片外表面2和叶尖部3还具有清洁涂层。

本发明在叶片外表面2和叶尖部3设有抗静电涂层，其表面电阻率较低，具备良好的抗静电效果。

优选地，所述抗静电涂层由抗静电涂料涂敷形成，所述抗静电涂料采用不饱和树脂为基料，所述不饱和树脂中含有顺酐，苯酐，乙二胺四乙酸二钠聚400，丙二醇，乙二醇，丁烯二醇，NaOH，二月桂酸二丁基锡，对羟基苯甲醚。

本申请所涉及的抗静电涂料中不饱和树脂为基料，是一种紫外光固化的水性涂料，所述不饱和树脂侧基含有醚基、羟基、羧基等强极性基团，可产生导电离子，成为高分子电解质，所述不饱和树脂的表面电阻率为5.2×10⁹Ω/cm²。

优选地，所述抗静电涂料采用铜粉和镀铜碳纤维为填料，所述铜粉与所述镀铜碳纤维质量比为3:4，所述铜粉粒径为200目，所述镀铜碳纤维铜膜厚度为150nm。

本申请的抗静电涂料中，铜粉与镀铜碳纤维均匀混合，在涂料内部形成二维导电网络，进一步降低抗静电涂料的表面电阻率。

优选的，如图2，所述抗静电涂料的制作步骤如下：

步骤一，处理碳纤维：

将碳纤维裁剪成2～5mm，然后将其浸泡在丙酮溶液中10h，再用去离子水对碳纤维清洗3～5遍；在室温下，将清洗后的碳纤维浸泡在浓硝酸中，经过1h后取出，再用去离子水反复清洗，接下来放入超声清洗机中振荡清洗1h，100℃下干燥2h；将干燥好的碳纤维放入磁控溅射仪中，10^-4Pa本底真空下在碳纤维表面蒸镀一层铜膜，得到镀铜碳纤维；

步骤二，处理铜粉：

将50ml无水乙醇浓盐酸溶液配制在干净的容器中，然后称取25g铜粉放入容器中，将溶液搅拌1h，对其进行提纯，然后用乙醚和无水乙醇冲洗3次，直至把副产物HCl和CuCl₂从铜粉表面洗净，然后将铜粉置于真空干燥箱中，干燥12h后取出备用；

步骤三，制备不饱和树脂：

取顺酐0.44mol，苯酐0.06mol，乙二胺四乙酸二钠聚400 0.145mol，丙二醇0.12mol，乙二醇0.18mol，丁烯二醇0.05mol，加入0.3mol NaOH，0.1％催化剂二月桂酸二丁基锡，万分之五的阻聚剂对羟基苯甲醚混合，将混合物装入带分水器的250ml三口烧瓶中，置于导热油中，电动搅拌，160℃氮气氛围中反应60min；升温到180℃，氮气气氛中熔融聚合120min，再升温至195℃，氮气气氛中熔融聚合到酸值为60，降温至100℃倒出，冷却后得到深黄色透明不饱和树脂；

步骤四，制备抗静电涂料：

首先称取不饱和树脂100ml，加入5g铜粉和镀铜碳纤维，将其充分混合，加入3％硅烷偶联剂，将混合物机械搅拌，即得抗静电涂料。

优选的，将制备好的抗静电涂料涂覆在目标物体表面，涂覆厚度为1～3μm，然后将其在距离紫外光源10cm下照射使涂层固化。

更进一步优选地，对本申请所涉及抗静电涂料进行抗静电测试表明，当铜粉添加量质量比例为7％，铜粉与镀铜碳纤维质量比为3：4时，所述抗静电涂料的表面电阻率为2.3×10⁷Ω/cm²；经过60天后，抗老化测试表明，表面电阻率变化量小于5％。

应用场景四：

图1示出了本申请的实施例涉及的一种具备防静电功能的风车叶片，包括叶片本体，所述叶片本体包括叶片内表面1、叶片外表面2和叶尖部3，所述叶片外表面2和叶尖部3具有阻燃层、绝缘涂层和抗静电涂层，所述叶片内表面1设有防腐蚀涂层，所述风车叶片外表面2和叶尖部3还具有清洁涂层。

本发明在叶片外表面2和叶尖部3设有抗静电涂层，其表面电阻率较低，具备良好的抗静电效果。

优选地，所述抗静电涂层由抗静电涂料涂敷形成，所述抗静电涂料采用不饱和树脂为基料，所述不饱和树脂中含有顺酐，苯酐，乙二胺四乙酸二钠聚400，丙二醇，乙二醇，丁烯二醇，NaOH，二月桂酸二丁基锡，对羟基苯甲醚。

本申请所涉及的抗静电涂料中不饱和树脂为基料，是一种紫外光固化的水性涂料，所述不饱和树脂侧基含有醚基、羟基、羧基等强极性基团，可产生导电离子，成为高分子电解质，所述不饱和树脂的表面电阻率为5.2×10⁹Ω/cm²。

优选地，所述抗静电涂料采用铜粉和镀铜碳纤维为填料，所述铜粉与所述镀铜碳纤维质量比为3:4，所述铜粉粒径为200目，所述镀铜碳纤维铜膜厚度为150nm。

本申请的抗静电涂料中，铜粉与镀铜碳纤维均匀混合，在涂料内部形成二维导电网络，进一步降低抗静电涂料的表面电阻率。

优选的，如图2，所述抗静电涂料的制作步骤如下：

步骤一，处理碳纤维：

将碳纤维裁剪成2～5mm，然后将其浸泡在丙酮溶液中10h，再用去离子水对碳纤维清洗3～5遍；在室温下，将清洗后的碳纤维浸泡在浓硝酸中，经过1h后取出，再用去离子水反复清洗，接下来放入超声清洗机中振荡清洗1h，100℃下干燥2h；将干燥好的碳纤维放入磁控溅射仪中，10^-4Pa本底真空下在碳纤维表面蒸镀一层铜膜，得到镀铜碳纤维；

步骤二，处理铜粉：

将50ml无水乙醇浓盐酸溶液配制在干净的容器中，然后称取25g铜粉放入容器中，将溶液搅拌1h，对其进行提纯，然后用乙醚和无水乙醇冲洗3次，直至把副产物HCl和CuCl₂从铜粉表面洗净，然后将铜粉置于真空干燥箱中，干燥12h后取出备用；

步骤三，制备不饱和树脂：

取顺酐0.44mol，苯酐0.06mol，乙二胺四乙酸二钠聚400 0.145mol，丙二醇0.12mol，乙二醇0.18mol，丁烯二醇0.05mol，加入0.3mol NaOH，0.1％催化剂二月桂酸二丁基锡，万分之五的阻聚剂对羟基苯甲醚混合，将混合物装入带分水器的250ml三口烧瓶中，置于导热油中，电动搅拌，160℃氮气氛围中反应60min；升温到180℃，氮气气氛中熔融聚合120min，再升温至195℃，氮气气氛中熔融聚合到酸值为60，降温至100℃倒出，冷却后得到深黄色透明不饱和树脂；

步骤四，制备抗静电涂料：

首先称取不饱和树脂100ml，加入5g铜粉和镀铜碳纤维，将其充分混合，加入3％硅烷偶联剂，将混合物机械搅拌，即得抗静电涂料。

优选的，将制备好的抗静电涂料涂覆在目标物体表面，涂覆厚度为1～3μm，然后将其在距离紫外光源10cm下照射使涂层固化。

更进一步优选地，对本申请所涉及抗静电涂料进行抗静电测试表明，当铜粉添加量质量比例为10％，铜粉与镀铜碳纤维质量比为3：4时，所述抗静电涂料的表面电阻率为2.6×10⁷Ω/cm²；经过60天后，抗老化测试表明，表面电阻率变化量小于5％。

应用场景五：

图1示出了本申请的实施例涉及的一种具备防静电功能的风车叶片，包括叶片本体，所述叶片本体包括叶片内表面1、叶片外表面2和叶尖部3，所述叶片外表面2和叶尖部3具有阻燃层、绝缘涂层和抗静电涂层，所述叶片内表面1设有防腐蚀涂层，所述风车叶片外表面2和叶尖部3还具有清洁涂层。

本发明在叶片外表面2和叶尖部3设有抗静电涂层，其表面电阻率较低，具备良好的抗静电效果。

优选地，所述抗静电涂层由抗静电涂料涂敷形成，所述抗静电涂料采用不饱和树脂为基料，所述不饱和树脂中含有顺酐，苯酐，乙二胺四乙酸二钠聚400，丙二醇，乙二醇，丁烯二醇，NaOH，二月桂酸二丁基锡，对羟基苯甲醚。

本申请所涉及的抗静电涂料中不饱和树脂为基料，是一种紫外光固化的水性涂料，所述不饱和树脂侧基含有醚基、羟基、羧基等强极性基团，可产生导电离子，成为高分子电解质，所述不饱和树脂的表面电阻率为5.2×10⁹Ω/cm²。

优选地，所述抗静电涂料采用铜粉和镀铜碳纤维为填料，所述铜粉与所述镀铜碳纤维质量比为3:4，所述铜粉粒径为200目，所述镀铜碳纤维铜膜厚度为150nm。

本申请的抗静电涂料中，铜粉与镀铜碳纤维均匀混合，在涂料内部形成二维导电网络，进一步降低抗静电涂料的表面电阻率。

优选的，如图2，所述抗静电涂料的制作步骤如下：

步骤一，处理碳纤维：

将碳纤维裁剪成2～5mm，然后将其浸泡在丙酮溶液中10h，再用去离子水对碳纤维清洗3～5遍；在室温下，将清洗后的碳纤维浸泡在浓硝酸中，经过1h后取出，再用去离子水反复清洗，接下来放入超声清洗机中振荡清洗1h，100℃下干燥2h；将干燥好的碳纤维放入磁控溅射仪中，10^-4Pa本底真空下在碳纤维表面蒸镀一层铜膜，得到镀铜碳纤维；

步骤二，处理铜粉：

将50ml无水乙醇浓盐酸溶液配制在干净的容器中，然后称取25g铜粉放入容器中，将溶液搅拌1h，对其进行提纯，然后用乙醚和无水乙醇冲洗3次，直至把副产物HCl和CuCl₂从铜粉表面洗净，然后将铜粉置于真空干燥箱中，干燥12h后取出备用；

步骤三，制备不饱和树脂：

取顺酐0.44mol，苯酐0.06mol，乙二胺四乙酸二钠聚400 0.145mol，丙二醇0.12mol，乙二醇0.18mol，丁烯二醇0.05mol，加入0.3mol NaOH，0.1％催化剂二月桂酸二丁基锡，万分之五的阻聚剂对羟基苯甲醚混合，将混合物装入带分水器的250ml三口烧瓶中，置于导热油中，电动搅拌，160℃氮气氛围中反应60min；升温到180℃，氮气气氛中熔融聚合120min，再升温至195℃，氮气气氛中熔融聚合到酸值为60，降温至100℃倒出，冷却后得到深黄色透明不饱和树脂；

步骤四，制备抗静电涂料：

首先称取不饱和树脂100ml，加入5g铜粉和镀铜碳纤维，将其充分混合，加入3％硅烷偶联剂，将混合物机械搅拌，即得抗静电涂料。

优选的，将制备好的抗静电涂料涂覆在目标物体表面，涂覆厚度为1～3μm，然后将其在距离紫外光源10cm下照射使涂层固化。

更进一步优选地，对本申请所涉及抗静电涂料进行抗静电测试表明，当铜粉添加量质量比例为15％，铜粉与镀铜碳纤维质量比为3：4时，所述抗静电涂料的表面电阻率为3.3×10⁷Ω/cm²；经过60天后，抗老化测试表明，表面电阻率变化量小于5％。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。