一种高耐盐雾水性风电叶片涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及风电叶片涂料技术领域，具体为一种高耐盐雾水性风电叶片涂料及其制备方法。


背景技术：

2.涂料是一种多品种的工程材料，服务面广，并可根据应用范围不同，可生产出各种不同性质的涂料产品适应用户需要(如自干型、光固化型、热固化型等涂料)，它既能涂于钢铁金属表面，也能涂于各种有色金属(如铜、铝、锌等金属)、混凝土、木材、塑料、橡胶、玻璃及纤维等表面，不受材质、设备、及形状大小限制，亦不会影响被涂物的表面性质。
3.随着时代的不断发展，工业和家庭等对电力依靠越来越大，从而导致电力的需求也越来越大，其中风力发电的普及也越来越广泛，风力发电的过程较为环保，不会对环境造成污染，但现有技术中常用的风电叶片涂料的耐腐蚀程度低、拉伸强度差和耐水性不佳，及现有的风电叶片涂料原料选用复杂，导致在使用过程中降低涂料对风电叶片的保护作用，降低风电叶片的使用寿命，且制备过程中易生成有害气体，对环境造成一定程度的危害。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中常用的风电叶片涂料的耐腐蚀程度低、拉伸强度差和耐水性不佳的问题，及现有的风电叶片涂料原料选用复杂，制备过程不环保的问题，而提出的一种高耐盐雾水性风电叶片涂料，包括以下重量份的原料：铝硅酸盐50-70份、纳米石墨鳞片10-14份、钝化金属微粒12-16份、稀土微粉7-11份、丙烯酸乳液11-15份，硅乳胶9-13份、钛白粉3-5份、水性氟碳树脂4-6份、环保溶剂8-12份、颜料5-7份、助剂6-8 份。
5.优选的，包括以下重量份的原料：铝硅酸盐55-65份、纳米石墨鳞片11-13 份、钝化金属微粒13-15份、稀土微粉8-10份、丙烯酸乳液12-14份，硅乳胶10-12份、钛白粉3.5-4.5份、水性氟碳树脂4.5-5.5份、环保溶剂8.5-11.5 份、颜料5.5-6.5份、助剂6.5-7.5份。
6.优选的，包括以下重量份的原料：铝硅酸盐60份、纳米石墨鳞片12份、钝化金属微粒14份、稀土微粉9份、丙烯酸乳液13份，硅乳胶11份、钛白粉4份、水性氟碳树脂5份、环保溶剂10份、颜料6份、助剂7份
7.优选的，所述颜料为氧化锌、铁黄、酞菁绿、炭黑、氧化铁红、酞菁蓝中的一种或几种。
8.优选的，所述助剂为分散剂、防沉淀剂、乳化剂、消泡剂、附着力促进剂中的一种或几种。
9.优选的，所述分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物中的一种或几种，所述防沉淀剂为环保磷酸盐、聚磷酸盐、聚丙烯酸盐其中的一种或几种，所述乳化剂为阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂、非离子型乳化剂中的一种或几种、所述消泡剂的主要成分为为聚二甲基硅氧烷、所述附着力促进剂为为特殊官能团高分子化合物。
10.优选的，所述高耐盐雾水性风电叶片涂料的制备方法，包括如下步骤：
11.s1：按重量份计，称取铝硅酸盐50-70份、纳米石墨鳞片10-14份、钝化金属微粒12-16份、稀土微粉7-11份、丙烯酸乳液11-15份，硅乳胶9-13 份、钛白粉3-5份、水性氟碳树脂4-6份、环保溶剂8-12份、颜料5-7份、助剂6-8份，备用；
12.s2：将铝硅酸盐、纳米石墨鳞片、钝化金属微粒、稀土微粉、钛白粉共同加入到研磨机内，充分研磨混合后，将环保溶剂、丙烯酸乳液、硅乳胶、水性氟碳树脂共同加入研磨机内，在温度80-120℃下，充分研磨混合 40-80min，得填充料；
13.s3：将助剂加环保溶剂超声分散20-40min,得到多功能助剂，再将颜料加环保溶剂超声分散充分混合后，得到色浆；
14.s4：将填充料加热至80-120℃，并使填充料的温度一直处于80-120℃的区间内，边搅拌边让放入步骤s3得到的色浆，搅拌10-30min后，再加入多功能助剂，并搅拌30-50min，冷却后得高耐盐雾水性风电叶片涂料。
15.优选的，所述步骤s4中的搅拌速度为600-800r/min,所述步骤s3中的超声功率为230-460w，超声频率为13-20khz。
16.有益效果
17.与现有技术相比，本发明提供了一种高耐盐雾水性风电叶片涂料，具备以下有益效果：
18.1、本发明采用铝硅盐酸作为基料，采用纳米石墨鳞片、钝化金属微粒和稀土微粉作为填充料，提高风电叶片涂料的耐腐蚀度，从而提高提高风电叶片涂料的耐盐雾程度，采用多种助剂，提高风电叶片涂料的整体效果，本发明原料选用的简单、制备过程绿色，所得高耐盐雾水性风电叶片涂料综合效果较好。
19.2、本发明采用超声的方式对各种助剂进行分散和混合，提高助剂之间的粘连结合的程度，从而保证助剂的性能得到完全开发，且极大程度的提高助剂与铝硅盐酸、采用纳米石墨鳞片、钝化金属微粒和稀土微粉之间的结合程度，提高风电叶片的综合效果，本发明大幅度提高了风电叶片涂料的耐腐蚀度、耐候性、耐水性，从而提高风电叶片涂料的使用效果。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.实施例一：
22.本发明提出一种高耐盐雾水性风电叶片涂料，包括以下重量份的原料：铝硅酸盐50-70份、纳米石墨鳞片10份、钝化金属微粒12份、稀土微粉7 份、丙烯酸乳液11份，硅乳胶9份、钛白粉3份、水性氟碳树脂4份、环保溶剂8份、颜料5份、助剂6份。
23.其中：颜料为炭黑，助剂为分散剂、消泡剂、乳化剂。
24.上述高耐盐雾水性风电叶片涂料的制备方法，包括以下步骤：
25.s1：按重量份计，称取铝硅酸盐50份、纳米石墨鳞片10份、钝化金属微粒12份、稀土
微粉7份、丙烯酸乳液11份，硅乳胶9份、钛白粉3份、水性氟碳树脂4份、环保溶剂8份、颜料5份、助剂6份，备用。
26.s2：将铝硅酸盐、纳米石墨鳞片、钝化金属微粒、稀土微粉、钛白粉共同加入到研磨机内，充分研磨混合后，将环保溶剂、丙烯酸乳液、硅乳胶、水性氟碳树脂共同加入研磨机内，在温度80℃下，充分研磨混合40min，得填充料。
27.s3：控制超声功率为230w,超声频率为13khz，将助剂加环保溶剂超声分散20min,得到多功能助剂，再将颜料加环保溶剂超声分散充分混合后，得到色浆。
28.s4：将填充料加热至80℃，并使填充料的温度一直处于80℃，边搅拌边让放入步骤s3得到的色浆，搅拌速率为600r/min，搅拌10min后，再加入多功能助剂，并搅拌30min，冷却后得高耐盐雾水性风电叶片涂料。
29.实施例二：
30.原料成分同实施例一一致，区别在于配比分量和助剂种类的改变。
31.本发明提出一种高耐盐雾水性风电叶片涂料，包括以下重量份的原料：铝硅酸盐55份、纳米石墨鳞片11份、钝化金属微粒13份、稀土微粉8份、丙烯酸乳液12份，硅乳胶10份、钛白粉3.5份、水性氟碳树脂4.5份、环保溶剂9份、颜料5.5份、助剂6.5份。
32.其中：颜料为炭黑，助剂为分散剂、乳化剂和附着力促进剂。
33.上述高耐盐雾水性风电叶片涂料的制备方法，包括以下步骤：
34.s1：按重量份计，称取铝硅酸盐55份、纳米石墨鳞片11份、钝化金属微粒13份、稀土微粉8份、丙烯酸乳液12份，硅乳胶10份、钛白粉3.5份、水性氟碳树脂4.5份、环保溶剂9份、颜料5.5份、助剂6.5份，备用。
35.s2：将铝硅酸盐、纳米石墨鳞片、钝化金属微粒、稀土微粉、钛白粉共同加入到研磨机内，充分研磨混合后，将环保溶剂、丙烯酸乳液、硅乳胶、水性氟碳树脂共同加入研磨机内，在温度90℃下，充分研磨混合50min，得填充料。
36.s3：控制超声功率为290w,超声频率为15khz，将助剂加环保溶剂超声分散25min,得到多功能助剂，再将颜料加环保溶剂超声分散充分混合后，得到色浆。
37.s4：将填充料加热至90℃，并使填充料的温度一直处于90℃，边搅拌边让放入步骤s3得到的色浆，搅拌速率为650r/min，搅拌15min后，再加入多功能助剂，并搅拌35min，冷却后得高耐盐雾水性风电叶片涂料。
38.实施例三：
39.原料成分同实施例二一致，区别在于配比分量和助剂种类的改变。
40.本发明提出一种高耐盐雾水性风电叶片涂料，包括以下重量份的原料：铝硅酸盐60份、纳米石墨鳞片12份、钝化金属微粒14份、稀土微粉9份、丙烯酸乳液13份，硅乳胶11份、钛白粉4份、水性氟碳树脂5份、环保溶剂10份、颜料6份、助剂7份。
41.其中：颜料为炭黑，助剂为分散剂、防沉淀剂、消泡剂、乳化剂。
42.上述高耐盐雾水性风电叶片涂料的制备方法，包括以下步骤：
43.s1：按重量份计，称取铝硅酸盐60份、纳米石墨鳞片12份、钝化金属微粒14份、稀土微粉9份、丙烯酸乳液13份，硅乳胶11份、钛白粉4份、水性氟碳树脂5份、环保溶剂10份、颜料6份、助剂7份，备用。
44.s2：将铝硅酸盐、纳米石墨鳞片、钝化金属微粒、稀土微粉、钛白粉共同加入到研磨
机内，充分研磨混合后，将环保溶剂、丙烯酸乳液、硅乳胶、水性氟碳树脂共同加入研磨机内，在温度100℃下，充分研磨混合60min，得填充料。
45.s3：控制超声功率为350w,超声频率为17khz，将助剂加环保溶剂超声分散30min,得到多功能助剂，再将颜料加环保溶剂超声分散充分混合后，得到色浆。
46.s4：将填充料加热至100℃，并使填充料的温度一直处于100℃，边搅拌边让放入步骤s3得到的色浆，搅拌速率为700r/min，搅拌20min后，再加入多功能助剂，并搅拌40min，冷却后得高耐盐雾水性风电叶片涂料。
47.实施例四：
48.原料成分同实施例三一致，区别在于配比分量和助剂种类的改变。
49.本发明提出一种高耐盐雾水性风电叶片涂料，包括以下重量份的原料：铝硅酸盐65份、纳米石墨鳞片13份、钝化金属微粒15份、稀土微粉10份、丙烯酸乳液14份，硅乳胶12份、钛白粉4.5份、水性氟碳树脂5.5份、环保溶剂11份、颜料6.5份、助剂7.5份。
50.其中：颜料为炭黑，助剂为分散剂、消泡剂、附着力增进剂、乳化剂。
51.上述高耐盐雾水性风电叶片涂料的制备方法，包括以下步骤：
52.s1：按重量份计，称取铝硅酸盐65份、纳米石墨鳞片13份、钝化金属微粒15份、稀土微粉10份、丙烯酸乳液14份，硅乳胶12份、钛白粉4.5 份、水性氟碳树脂5.5份、环保溶剂11份、颜料6.5份、助剂7.5份，备用。
53.s2：将铝硅酸盐、纳米石墨鳞片、钝化金属微粒、稀土微粉、钛白粉共同加入到研磨机内，充分研磨混合后，将环保溶剂、丙烯酸乳液、硅乳胶、水性氟碳树脂共同加入研磨机内，在温度110℃下，充分研磨混合70min，得填充料。
54.s3：控制超声功率为410w,超声频率为19khz，将助剂加环保溶剂超声分散35min,得到多功能助剂，再将颜料加环保溶剂超声分散充分混合后，得到色浆。
55.s4：将填充料加热至110℃，并使填充料的温度一直处于110℃，边搅拌边让放入步骤s3得到的色浆，搅拌速率为750r/min，搅拌25min后，再加入多功能助剂，并搅拌45min，冷却后得高耐盐雾水性风电叶片涂料。
56.实施例五：
57.原料成分同实施例四一致，区别在于配比分量和助剂种类的改变。
58.本发明提出一种高耐盐雾水性风电叶片涂料，包括以下重量份的原料：铝硅酸盐70份、纳米石墨鳞片14份、钝化金属微粒16份、稀土微粉11份、丙烯酸乳液15份，硅乳胶13份、钛白粉5份、水性氟碳树脂6份、环保溶剂12份、颜料7份、助剂8份。
59.其中：颜料为炭黑，助剂为分散剂、消泡剂、乳化剂。
60.上述高耐盐雾水性风电叶片涂料的制备方法，包括以下步骤：
61.s1：按重量份计，称取铝硅酸盐70份、纳米石墨鳞片14份、钝化金属微粒16份、稀土微粉11份、丙烯酸乳液15份，硅乳胶13份、钛白粉5份、水性氟碳树脂6份、环保溶剂12份、颜料7份、助剂8份，备用。
62.s2：将铝硅酸盐、纳米石墨鳞片、钝化金属微粒、稀土微粉、钛白粉共同加入到研磨机内，充分研磨混合后，将环保溶剂、丙烯酸乳液、硅乳胶、水性氟碳树脂共同加入研磨机内，在温度120℃下，充分研磨混合80min，得填充料。
63.s3：控制超声功率为460w,超声频率为20khz，将助剂加环保溶剂超声分散40min,
得到多功能助剂，再将颜料加环保溶剂超声分散充分混合后，得到色浆。
64.s4：将填充料加热至120℃，并使填充料的温度一直处于120℃，边搅拌边让放入步骤s3得到的色浆，搅拌速率为800r/min，搅拌30min后，再加入多功能助剂，并搅拌50min，冷却后得高耐盐雾水性风电叶片涂料。
65.对比例一：
66.本发明提出一种高耐盐雾水性风电叶片涂料，包括以下重量份的原料：铝硅酸盐60份、纳米石墨鳞片12份、钝化金属微粒14份、稀土微粉9份、丙烯酸乳液13份，硅乳胶11份、钛白粉4份、水性氟碳树脂5份、环保溶剂10份、颜料6份、助剂7份。
67.其中：颜料为炭黑，助剂为分散剂、防沉淀剂、乳化剂。
68.上述高耐盐雾水性风电叶片涂料的制备方法，包括以下步骤：
69.s1：按重量份计，称取铝硅酸盐60份、纳米石墨鳞片12份、钝化金属微粒14份、稀土微粉9份、丙烯酸乳液13份，硅乳胶11份、钛白粉4份、水性氟碳树脂5份、环保溶剂10份、颜料6份、助剂7份，备用。
70.s2：将铝硅酸盐和环保溶剂共同加入到混合机内，保温至100℃，边搅拌边加入剩余原料，搅拌速率为700r/min,搅拌均匀后，冷却后得高耐盐雾水性风电叶片涂料。
71.分别检测经本发明实施例一-五，以及对比例一制备的高耐盐雾水性风电叶片涂料的性能，得出如下参数：
[0072][0073]
注：本实施例一-五和对比例一种的耐酸度检测试剂为不同浓度h2so4溶液。
[0074]
根据以上参数可知：耐腐蚀度的等级均符合国家检测标准，耐酸度实施例三中的数据效果最佳，拉伸强度实施例三中的数据效果最佳，耐候性满足国家检测标准，防渗性实施例三中的数据效果最佳，由此得知：实施例一-5 及对比例一的高耐盐雾水性风电叶片涂料性能参数中实施例三的效果最佳，能最大程度的提高高耐盐雾水性风电叶片涂料的性能，从而提高对风电叶片的保护效果，且本发明中高耐盐雾水性风电叶片涂料的制备过程满足国家空气环境排放标准。
[0075]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及发
明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。