一种压电发热涂层及其制备与应用

本发明涉及风电叶片设备维护，尤其涉及一种压电发热涂层及其制备与应用。

背景技术：

1、风能作为一种清洁的可再生能源，是重要的发电途径，把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电，然而，由于空气湿度大，温度低，易产生叶片结冰现象，风力发电机叶片结冰会严重影响机组的安全稳定运行。因此，针对性地研究风力发电机叶片结冰的除冰技术，对机组的正常稳定运行具有重要意义。风电叶片防结冰技术主要有主动除冰和被动除冰两大类。

2、但上述方法存在消耗外部能量的问题，且除冰的条件有限制，例如需要光照或高温环境。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种压电发热涂层及其制备与应用，用于解决通过自身产热除冰的问题。

2、为达到上述技术目的，本申请采用以下技术方案：

3、第一方面，本申请提供一种压电发热涂层，包括质量份数如下的组分：45-70份树脂、1-10份云母、5-50份压电材料、1-10份氧化铝、5-30份导电剂、15-20份固化剂、0.1-1.0份助剂；压电材料为钛酸钡。

4、优选的，钛酸钡的平均粒径为400-6000目。

5、优选的，导电剂的形状选自针状、片状、不规则状颗粒中的一种或几种。

6、优选的，导电剂包括金粉、银粉、铜粉、锌粉、铁粉、铝粉、锰粉、导电石墨粉、导电碳纳米管中的一种或几种。

7、优选的，钛酸钡与导电剂的质量比为3-5：1。

8、优选的，导电剂的平均粒径为0.2μm-50μm。

9、优选的，树脂包括氟碳树脂、氟丙树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、硅丙树脂、苯丙树脂、纯丙树脂中的一种或几种；树脂的质量占压电发热涂层的50-60%。

10、第二方面，本申请提供一种压电发热涂层的制备方法，包括以下步骤：将树脂、云母、压电材料、氧化铝、助剂溶于溶剂并超声分散后，研磨，再加入导电剂，再次超声分散，得混合物；在混合物中加入固化剂，搅拌均匀，即得压电发热涂层。

11、第三方面，本申请提供一种压电发热涂层在风电叶片中的应用。

12、优选的，应用环境为，压电发热涂层喷涂于风电叶片表面，风电叶片在风力推动下转动。

13、本申请的有益效果如下：本申请的压电发热涂层用于风电叶片表面，通过风力带来叶片表面的压力变化，涂层材料源源不断产生电能，电能通过涂层本身的电阻转化为热能，不仅能预防风电叶片结冰，还能实现将已结冰的风电叶片进行除冰；无需任何其他能量辅助，例如电加热，也无需停机进行除冰或预防结冰，压电发热涂层在叶片转动利用风力发电的同时即可起到除冰或防结冰的作用；本申请对整块风电叶片都可实现除冰或预防结冰的效果，可持续性强，适用面积大，不受环境温度和光照的限制，颜色种类多，克服黑色涂层的技术缺陷；再者，本申请的有机成分少，不易老化，使用周期长，附着力强；本申请的涂层疏水性强，也有利于进一步预防结冰及除冰。

技术特征：

1.一种压电发热涂层，其特征在于，包括质量份数如下的组分：45-70份树脂、1-10份云母、5-50份压电材料、1-10份氧化铝、5-30份导电剂、15-20份固化剂、0.1-1.0份助剂；所述压电材料为钛酸钡。

2.根据权利要求1所述的压电发热涂层，其特征在于，所述钛酸钡的平均粒径为400-6000目。

3.根据权利要求1所述的压电发热涂层，其特征在于，所述导电剂的形状选自针状、片状、不规则状颗粒中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的压电发热涂层，其特征在于，所述导电剂包括金粉、银粉、铜粉、锌粉、铁粉、铝粉、锰粉、导电石墨粉、导电碳纳米管中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的压电发热涂层，其特征在于，所述钛酸钡与所述导电剂的质量比为3-5：1。

6.根据权利要求1所述的压电发热涂层，其特征在于，所述导电剂的平均粒径为0.2μm-50μm。

7.根据权利要求1所述的压电发热涂层，其特征在于，所述树脂包括氟碳树脂、氟丙树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、硅丙树脂、苯丙树脂、纯丙树脂中的一种或几种；所述树脂的质量占所述压电发热涂层的50-60%。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的压电发热涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将树脂、云母、压电材料、氧化铝、助剂溶于溶剂并超声分散后，研磨，再加入导电剂，再次超声分散，得混合物；在所述混合物中加入固化剂，搅拌均匀，即得所述压电发热涂层。

9.一种如权利要求1-7任一项所述的压电发热涂层在风电叶片中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述应用环境为，所述压电发热涂层喷涂于所述风电叶片表面，所述风电叶片在风力推动下转动。

技术总结本发明公开一种压电发热涂层及其制备与应用，包括质量份数如下的组分：45‑70份树脂、1‑10份云母、5‑50份压电材料、1‑10份氧化铝、5‑30份导电剂、15‑20份固化剂、0.1‑1.0份助剂，压电材料为钛酸钡；通过各组分的配合，当涂层用于风电叶片表面时，受到压力变化，材料产生电能，再产热，在无需外接电源的情况下，不仅能预防风电叶片结冰，还能实现将已结冰的风电叶片进行除冰。技术研发人员：樊李红,黎明,褚莹莹,刘爽,黄勇,张永康,徐正平,高郭旗,徐宜涵受保护的技术使用者：武汉理工大学三亚科教创新园技术研发日：技术公布日：2024/7/11