一种风电叶片防护涂料及其制备工艺的制作方法

本发明涉及涂料，具体涉及一种风电叶片防护涂料及其制备工艺。

背景技术：

1、风电叶片是风力发电机组的关键部件，长期暴露于户外，面临极端天气条件的考验，包括强风、紫外线辐射、沙尘暴、冰雹以及海洋环境的盐雾腐蚀，因此，风电叶片表面用的防护涂料必须具备卓越的耐候性、抗磨损性、耐化学品性以及良好的附着力，以保护叶片免受环境损害，延长其使用寿命。

2、现有的风电叶片防护涂料大多采用环氧树脂或聚氨酯体系，虽然在一定程度上能够提供防护，但树脂体系存在涂层与基材之间的结合力不足，在复杂环境中容易出现涂层起泡、分层甚至剥离的现象；其次，面对风沙、冰雹等高速粒子的冲击，现有涂料的表面硬度和耐磨性不足，涂层容易磨损，影响叶片的气动性能和外观，同时降低防护效果；另外，长期暴露于紫外线、温差和盐雾等恶劣条件下，涂层容易出现粉化、龟裂和褪色，进一步导致防护性能下降，增加维护频率和成本，因此，针对现有涂料仍存在附着力不佳、耐磨性差、耐候性不足等问题，本发明提供一种风电叶片防护涂料及其制备工艺，来解决以上问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种风电叶片防护涂料及其制备工艺。

2、一种风电叶片防护涂料，包括主剂和固化剂，所述主剂由以下重量份的原料组成：

3、50-60份聚醚改性环氧树脂、25-35份丙烯酸酯共聚物、1.8-2.2份硅烷偶联剂、4.5-5.5份纳米二氧化钛、0.8-1.2份流平剂、0.4-0.6份消泡剂、1.3-1.7份分散剂和9-11份颜料；所述固化剂为9-11份重量份胺类化合物。

4、进一步的，所述聚醚改性环氧树脂中的聚醚链段占树脂总重量的10-15%。

5、引入聚醚链段改性的环氧树脂，提高树脂的柔韧性和耐候性，使其在极端环境下仍能保持良好的粘附性和机械强度，同时，聚醚链段的亲水性有助于提高与硅烷偶联剂的相容性，增强填料与树脂的界面结合。

6、进一步的，所述丙烯酸酯共聚物中包含丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或丙烯酸中的一种或多种。

7、通过选择含有耐候性单体的丙烯酸酯共聚物，包括丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯等，增强涂料的抗紫外线老化性能和耐候性，使涂层在长期暴露于户外环境中仍能保持良好的外观和功能。

8、进一步的，所述固化剂为脂环族胺类化合物。

9、进一步的，所述硅烷偶联剂选自乙烯基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂中的一种或多种。

10、使用硅烷偶联剂，极大提高纳米二氧化钛等填料与树脂基体的结合强度，确保涂层的长期稳定性和耐磨性。

11、进一步的，所述纳米二氧化钛的平均粒径为1-10nm。

12、使用平均粒径小于100纳米的二氧化钛，不仅提供高效的紫外线屏蔽作用，还利用其光催化性质，使涂层具有自清洁能力，减少风沙和污染物的附着，降低维护成本。

13、一种风电叶片防护涂料的制备工艺，包括以下步骤：

14、步骤a)准确称量聚醚改性环氧树脂与丙烯酸酯共聚物，按照配方比例加入到高速分散机中，于300-600rpm低速搅拌混合均匀，得预混物；

15、步骤b)依次加入硅烷偶联剂、纳米二氧化钛、流平剂、消泡剂、分散剂和颜料，于1000-2000rpm中高速分散30min-1h，得预混料；

16、步骤c)将预混料转移至三辊机或珠磨机的进料口，使预混料通过设备进行研磨，以将颜料和其他填料细化至纳米级别，得成品涂料；

17、步骤d)在使用前，将固化剂与成品涂料按照配方的比例混合，充分搅拌均匀，配制风电叶片防护涂料；

18、步骤e)施工前检查涂料的粘度是否适宜，必要时使用稀释剂进行调整。

19、采用高速分散与三辊机或珠磨机的纳米级研磨工艺，确保填料和助剂的均匀分散，提高涂层的平整度和光泽度，减少涂层缺陷，如桔皮效应和气泡，增强涂层的美观性和防护性能。

20、固化剂在使用前按比例与主剂混合，确保固化反应在施工时发生，避免提前活化导致的活性期缩短，同时，精确控制固化剂的添加量，确保涂层固化过程中的化学反应完全，提高涂层的硬度和耐久性。

21、进一步的，所述步骤e)中调整粘度所使用的稀释剂为环保型溶剂，包括水或醇类溶剂。

22、本发明达到的有益效果为：1、本发明通过原料配方设计和优化制备工艺，制得的涂料能够抵抗多种环境侵蚀，实现涂层在附着力、耐磨性、耐老化性能等方面的全面提升，形成一层持久且稳定的保护层，为风电叶片提供长效、可靠的防护，即使在盐雾、紫外线、沙尘、温差等极端环境下，也能保持优异的防护效果，有效延长风电叶片的维护周期，降低运营成本。

23、2、本发明使用聚醚改性环氧树脂与复合材料表面形成的稳定化学键，结合硅烷偶联剂的界面增强作用，显著提高涂料与基材的附着力，确保涂层在风电叶片表面的持久粘附，减少因环境因素导致的涂层剥离和分层风险。

24、3、本发明利用纳米二氧化钛与丙烯酸酯共聚物的协同作用，能够增强涂层的表面硬度和耐磨性，有效抵御风沙、冰雹等高速冲击，减少磨损和损伤，保障风电叶片的气动性能和外观质量。

25、4、本发明选用聚醚改性环氧树脂与丙烯酸酯共聚物的复合体系，提供卓越的耐紫外线和耐温变性能，结合纳米二氧化钛的光催化与紫外吸收特性，大幅提升涂层的耐老化性能，确保风电叶片在长期户外使用中涂层性能的稳定。

26、5、本方面采用环保型溶剂，水或醇类溶剂作为稀释剂，减少voc排放，同时，施工前的粘度调整和固化条件的优化，确保涂料在不同环境下的施工适应性和固化效果，降低对环境的影响，响应绿色化工和可持续发展的行业趋势。

技术特征：

1.一种风电叶片防护涂料，其特征在于，包括主剂和固化剂，所述主剂由以下重量份的原料组成：50-60份聚醚改性环氧树脂、25-35份丙烯酸酯共聚物、1.8-2.2份硅烷偶联剂、4.5-5.5份纳米二氧化钛、0.8-1.2份流平剂、0.4-0.6份消泡剂、1.3-1.7份分散剂和9-11份颜料；所述固化剂为9-11份重量份胺类化合物。

2.根据权利要求1所述的一种风电叶片防护涂料，其特征在于，所述聚醚改性环氧树脂中的聚醚链段占树脂总重量的10-15%。

3.根据权利要求1所述的一种风电叶片防护涂料，其特征在于，所述丙烯酸酯共聚物中包含丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或丙烯酸中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种风电叶片防护涂料，其特征在于，所述固化剂为脂环族胺类化合物。

5.根据权利要求1所述的一种风电叶片防护涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自乙烯基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种风电叶片防护涂料，其特征在于，所述纳米二氧化钛的平均粒径为1-10nm。

7.根据权利要求1所述的一种风电叶片防护涂料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种风电叶片防护涂料的制备工艺，其特征在于，所述步骤e)中调整粘度所使用的稀释剂为环保型溶剂，包括水或醇类溶剂。

技术总结本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种风电叶片防护涂料及其制备工艺。一种风电叶片防护涂料，包括聚醚改性环氧树脂、丙烯酸酯共聚物、固化剂、硅烷偶联剂、纳米二氧化钛、助剂和颜料；制备过程将聚醚改性环氧树脂与丙烯酸酯共聚物预混，加入硅烷偶联剂、纳米二氧化钛、助剂和颜料混合，再研磨细化，使用前加入固化剂得风电叶片防护涂料。本发明通过原料配方设计和优化制备工艺，制得的涂料能够抵抗多种环境侵蚀，实现涂层在附着力、耐磨性、耐老化性能等方面的全面提升，为风电叶片提供长效、可靠的防护，即使在盐雾、紫外线、沙尘、温差等极端环境下，也能保持优异的防护效果，有效延长风电叶片的维护周期，降低运营成本。技术研发人员：许德仲,李伟,熊燊平受保护的技术使用者：河南麦维新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14