一种耐冲击、耐延伸的风电叶片用水性底漆及其制备方法、使用方法

技术领域

本发明涉及风电叶片底漆技术领域，具体是指一种耐冲击、耐延伸的风电叶片用水性底漆及其制备方法、使用方法。

背景技术

风电叶片是风电机组最核心的部位之一，需要长期工作在强紫外线照射、风沙侵蚀、高低温变化及冰雪雨蚀等恶劣环境中。此外，大型叶片的安装极其麻烦且昂贵，一般要求工作维护周期在10年以上，因此，风电叶片的防护显得特别重要，其防护体系主要包括底漆和面漆。

以底漆为例，底漆的实现方式主要包括树脂和助剂。助剂主要作用是为了避免漆膜产生弊病例。树脂主要为环氧树脂和聚氨酯树脂。基于成本考虑，聚氨酯树脂居多，但是其性能受到局限。

与此同时，中国发明专利申请CN102190942A公开了一种耐潮湿兆瓦级风电叶片用环氧底漆其及制备方法，该底漆由涂料部分A和固化剂部分B混合组配而成；其中所述涂料部分A的重量份组成为：环氧树脂18～25份，颜填料50～60份，防沉剂2～4份，分散剂1～1.5份，消泡剂1～2份，流平剂0.5～1份，偶联剂0.5～1份，有机溶剂15～25份；所述固化剂部分B由改性胺和所述有机溶剂组成。该发明的底漆具有优异的附着力、良好的柔韧性、突出的耐潮湿性、良好的施工性，特别适用于潮湿环境下兆瓦级风电叶片的涂装。

但是，该技术方案更加侧重附着性和防潮性等表面性能，对于其如何通过底漆中不同组分的相互作用从力学性能层面提升其耐冲击、耐延伸是存在缺陷的。风电叶片在运转过程中容易受到风向改变和叶片振动等冲击,容易使叶片表面产生细小裂纹,随着周期性的冲击力作用,使叶片发生裂纹扩展问题，直接影响到风机的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐冲击、耐延伸的风电叶片用水性底漆及其制备方法、使用方法，具有耐冲击、耐延展和附着力强的特点。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种耐冲击、耐延伸的风电叶片用水性底漆，由重量比为2:1的A组分和B组分组成：

A组分包括以下重量份组分：环氧当量为220-240的EP120树脂30-55份，分散剂0.3-0.6份，填料25-40份，炭黑0.5份；B组分包括以下重量份的组分：水性酚醛胺固化剂50-70份，去离子水20-30份，消泡剂0.5-1.5份，流平剂0.1-0.5份；所述填料为混合填料，所述混合填料为钛白粉、硅微粉、滑石粉、二硫化钼微粉、四针状氧化锌晶须的混合体系。

进一步地，EP-120由亲水性聚醚胺改性环氧树脂制得。

进一步地，A组份由EP-120、分散剂、填料和炭黑混合后分散研磨所得，固含量为96-100％。

进一步地，全固含的EP-120在水中具有自乳化特性,固化剂为水性酚醛胺。

本发明的另外一个方面在于保护上述耐冲击、耐延伸的风电叶片用水性底漆的制备方法，具体包括以下步骤：

S1、A组分制备：、向搅拌缸中加入环氧树脂EP-120，以400-800r/min的搅拌速度开始搅拌，然后依次向搅拌缸中加入分散剂、填料，搅拌30min以上至混合物细度至40um，得A组分；

S2、B组分制备：将水性酚醛胺固化剂和流平剂,消泡剂.防腐剂.去离子水.等加入搅拌缸中，以400-800r/min的搅拌速度分散15min以上，得B组分；

S3、分装待用：取质量比A:B＝2:1的A组分和B组分并分别独立包装，待用。

本发明的另外一个方面在于保护上述耐冲击、耐延伸的风电叶片用水性底漆的使用方法，具体包括以下步骤：将质量比为2:1的A组分和B组分混合均匀得涂料混合物，然后采用滚涂或刷涂或喷涂的方式将涂料混合物涂覆于风电叶片表面。

本发明一种耐冲击、耐延伸的风电叶片用水性底漆及其制备方法、使用方法，具有如下的有益效果：

第一、耐冲击，以双组分体系采用EP120环氧乳液作为主体树脂，混合填料充分分散在底漆体系中，混合填料中二硫化钼具有二维力学特性；四针状氧化锌晶须以单晶形式生长的、形状类似短纤维在结晶时原子结构排列高度有序，存在如如颗粒界面、空洞、位错及结构不完整缺陷使晶须的强度接近完整晶体的理论值作为填料的增韧剂；钛白粉、硅微粉、滑石粉均匀分散在四针状氧化锌晶须的颗粒界面、空洞、位错以及二维的二硫化钼之间，形成把二硫化钼在二维力学性能与四针状氧化锌晶须的纤维力学性能进行有机结合形成三维网络，有效提升底漆的耐冲击性；

第二、耐延展，由于采用混合填料体系，四针状氧化锌晶须均有纤维状的结构可以承受不规则层面的延展，二硫化钼有效减缓二维延展的造成的裂痕的可能性，加上钛白粉、硅微粉、滑石粉在点左右上的力学润滑左右，均有效提升底漆的耐延展性；

第三、附着力高，由于风力叶片的附着力拉拔强度要求达到7Mpa以上,所以必须采用双组份设计,A组份采用EP120的目的是因为一般的环氧乳液都会有部分的有机溶剂,对环境和施工人员都会有一些影响,而EP120完全不含有机溶剂,稳定性非常好.与水性酚醛胺固化剂配合,施工时可任意加水稀释,无VOC排放,做到真正的环保。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明产品作进一步详细的说明。

实施例1

本发明公开了一种耐冲击、耐延伸的风电叶片用水性底漆，由重量比为2:1的A组分和B组分组成：A组分包括以下重量份组分：环氧当量为220-240的EP120树脂55份，分散剂0.45份，填料25份，炭黑0.5份；B组分包括以下重量份的组分：水性酚醛胺固化剂70份，去离子水25份，消泡剂0.5份，流平剂0.5份；填料为混合填料，该混合填料为钛白粉、硅微粉、滑石粉、二硫化钼微粉、四针状氧化锌晶须的混合体系。

在本实施例中，EP-120由亲水性聚醚胺改性环氧树脂制得；A组份由EP-120、分散剂、填料和炭黑混合后分散研磨所得，固含量为96-100％。

实施例2

本发明公开了一种耐冲击、耐延伸的风电叶片用水性底漆，由重量比为2:1的A组分和B组分组成：A组分包括以下重量份组分：环氧当量为220-240的EP120树脂42份，分散剂0.3份，填料40份，炭黑0.5份；B组分包括以下重量份的组分：水性酚醛胺固化剂60份，去离子水20份，消泡剂1.5份，流平剂0.3份；填料为混合填料，该混合填料为钛白粉、硅微粉、滑石粉、二硫化钼微粉、四针状氧化锌晶须的混合体系。

在本实施例中，EP-120由亲水性聚醚胺改性环氧树脂制得；A组份由EP-120、分散剂、填料和炭黑混合后分散研磨所得，固含量为96-100％；全固含的EP-120在水中具有自乳化特性,固化剂为水性酚醛胺。

实施例3

本发明公开了一种耐冲击、耐延伸的风电叶片用水性底漆，由重量比为2:1的A组分和B组分组成：A组分包括以下重量份组分：环氧当量为220-240的EP120树脂30份，分散剂0.6份，填料32份，炭黑0.5份；B组分包括以下重量份的组分：水性酚醛胺固化剂50份，去离子水30份，消泡剂0.755份，流平剂0.1份；填料为混合填料，该混合填料为钛白粉、硅微粉、滑石粉、二硫化钼微粉、四针状氧化锌晶须的混合体系。

在本实施例中，EP-120由亲水性聚醚胺改性环氧树脂制得；A组份由EP-120、分散剂、填料和炭黑混合后分散研磨所得，固含量为96-100％。

实施例4

本发明公开了一种耐冲击、耐延伸的风电叶片用水性底漆，由重量比为2:1的A组分和B组分组成：A组分包括以下重量份组分：环氧当量为220-240的EP120树脂40份，分散剂0.4份，填料30份，炭黑0.5份；B组分包括以下重量份的组分：水性酚醛胺固化剂55份，去离子水22份，消泡剂0.9份，流平剂0.2份；填料为混合填料，该混合填料为钛白粉、硅微粉、滑石粉、二硫化钼微粉、四针状氧化锌晶须的混合体系。

在本实施例中，EP-120由亲水性聚醚胺改性环氧树脂制得；A组份由EP-120、分散剂、填料和炭黑混合后分散研磨所得，固含量为96-100％；全固含的EP-120在水中具有自乳化特性,固化剂为水性酚醛胺。

实施例5

本发明的另外一个方面在于保护上述耐冲击、耐延伸的风电叶片用水性底漆的制备方法，具体包括以下步骤：

S1、A组分制备：、向搅拌缸中加入环氧树脂EP-120，以400-800r/min的搅拌速度开始搅拌，然后依次向搅拌缸中加入分散剂，搅拌15min后再向搅拌缸中加入填料，搅拌30min以上至混合物细度至40um，得A组分；

S2、B组分制备：将水性酚醛胺固化剂和流平剂,消泡剂，去离子水等加入搅拌缸中，以400-800r/min的搅拌速度分散15min以上，得B组分；

S3、分装待用：取质量比A:B＝2:1的A组分和B组分并分别独立包装，待用。

实施例6

本发明的另外一个方面在于保护上述耐冲击、耐延伸的风电叶片用水性底漆的使用方法，具体包括以下步骤：将质量比为2:1的A组分和B组分混合均匀得涂料混合物，然后采用滚涂或刷涂或喷涂的方式将涂料混合物涂覆于风电叶片表面。

应用实施例

为验证本发明产品的性能，以实施例5的制备方法分别制备实施例1-4，然后采用实施例6的方法进行喷涂，然后进行相关性能测试，具体测试效果如下表所示：

表1性能测试结果

其中，拉断伸长率采用GB/T16777或ISO 527-3的测试方法进行，标准要求为室温下>30％，-40℃下>10％，可见，本发明应用实施例的产品符合测试要求；耐冲击采用GB/T1732的方法进行测试，标准要求为≥50cm，本发明产品符合标准要求；拉拔附着力采用GB/T5210或ISO 4624ASTM D4541的测试方法进行，测试要求为平均值≥7MPa，最小单值≥5Mpa，本发明产品符合测试要求；柔韧性测试采用GB/T6742或ISO1519或ASTM D522进行测试，指标要求为室温：<1mm、-40℃：<5mma，本发明产品符合测试要求。

上述实施例仅为本发明的具体实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。