一种风机叶片修补腻子及其制备方法与流程

1.本发明涉及化工材料涂料技术领域，特别涉及一种风机叶片修补腻子及其制备方法。


背景技术：

2.风力发电站建在风力强劲的地区，运行过程中在风砂、暴雨冲刷及紫外老化、冷热交替等破坏因素的影响下，叶片表面局部区域容易发生磨蚀，需要定期维护以防叶片提前失效。通常的维修过程是先对叶片破损部位进行打磨，用剪刀裁剪合适尺寸的衬板并打磨衬板，用快速固化粘结胶粘结到破损处。固化后进一步打磨除去多余溢出的粘结胶，铺贴玻纤并充分固化后涂装腻子、胶衣、面漆。由于叶片停机维护成本高昂且不方便，因此所用的腻子需要具有长效寿命，可在修补表面牢固粘结，适合野外施工且能快速固化。
3.cn112452684a公开了一种风机叶片涂层及其制备方法，公开日为2021年03月09日，该专利中采用的腻子可选聚氨酯腻子和环氧体系腻子中的一种。现有的环氧体系腻子固然附着力高，强度好，但其柔韧性、耐弯曲性及打磨性差，且固化时间短，施工过程中只能多次、少量配制，以防来不及使用完便自行固化。普通的聚氨酯腻子通常采用滑石粉为主要填料，强度较小，其附着力也比较低，在长久使用过程中容易因叶片反复形变而破坏。


技术实现要素：

4.为解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种风机叶片修补腻子的制备方法，包括甲组分、乙组分和丙组分，其中，甲组分包括了无溶剂聚酯多元醇树脂和氮化硅晶须；乙组分包括了多异氰酸酯固化剂；丙组分包括了有机铋催化剂和溶剂；
5.所述机金属催化剂有机铋催化剂溶液的质量分数为10％～30％。
6.按照重量份数比，在所述甲组分中，还包括了无溶剂聚酯多元醇树脂20～30份，钛白粉6～10份，硅灰石粉12～20份，沉淀硫酸钡30～50份，沉淀硫酸钡30～50份，沉淀硫酸钡30～50份，除水剂5～9份，助剂1～2份，氮化硅晶须1～2份；
7.在所述乙组分中，所述多异氰酸酯固化剂的质量分数为100％；
8.在所述丙组分中，所述有机铋催化剂为10～30份，所述溶为70～90份。
9.在上述技术方案的基础上，进一步的，所述甲乙组分质量比为5.30:1～6.70:1；所述丙组分的用量为腻子甲组分用量的0.1％～0.3％。
10.在上述技术方案的基础上，进一步的，所述无溶剂聚酯多元醇树脂的玻璃化转变温度tg在-50℃～-35℃，固含量≥98％，粘度1500～2500cp(25℃)，羟值175～205mgkoh/g，在腻子甲组分中添加量为20～30％，优选23～28％。
11.在上述技术方案的基础上，进一步的，所述钛白粉为金红石型钛白粉，目数为325目～800目，吸油量20～30g/100g；硅灰石粉目数为600～800目，吸油量15～25g/100g；沉淀硫酸钡为600～800目，吸油量为12～18g/100g。其中，三种粉料在腻子甲组分中的质量分数为钛白粉占6％～10％，硅灰石粉占12％～20％，沉淀硫酸钡占30％～50％。优选地，三种粉
料在腻子甲组分中的质量分数为钛白粉占7％～10％，硅灰石粉占15％～19％，沉淀硫酸钡占35％～45％。
12.该优选实施例中所选用的填料体系搭配充分考虑了户外维修时提高效率的需求，以沉淀硫酸钡为主体，搭配硅灰石粉，提高了腻子的打磨性，不卷边、不粘砂纸，与此同时还具有较高的力学性能。
13.在上述技术方案的基础上，进一步的，所述除水剂为分子筛除水剂，选自钾a型分子筛(3a)、钠a型分子筛(4a)、钙a型分子筛(5a)中的至少一种。
14.在上述技术方案的基础上，进一步的，所述的氮化硅晶须为市售α-si3n4低温稳定型晶须。
15.在上述技术方案的基础上，进一步的，所述多异氰酸酯固化剂为无溶剂异氰酸酯固化剂，选自hdi三聚体或hdi缩二脲固化剂中的一种，固化剂的nco含量为21.5％～22.5％，粘度在1500-12000mpa.s(25℃)，hdi单体的质量分数≤0.5％。
16.在上述技术方案的基础上，进一步的，丙组分中所述溶剂为氨酯级醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯或二甲苯中的一种或多种组成，优选二甲苯：醋酸丁酯：丙二醇甲醚醋酸酯＝7:2:1。
17.本发明还提供一种如上任意所述风机叶片修补腻子的制备方法所制备得到的风机叶片修补腻子。
18.本发明实施例提供的风机叶片修补腻子的制备方法中，选用无溶剂聚酯多元醇树脂与hdi多异氰酸酯进行固化，令树脂在拥有良好弹性和固化性能，减少腻子膜内及表面在湿度较大时的表面缺陷，减少腻子与空气中水分的副反应。同时兼具更高的耐候性，延长风电叶片防护涂层体系的使用寿命。
19.本发明实施例中，利用有机铋催化剂调节腻子固化速率，起到提高施工便利性和腻子力学性能的双重功效。同时，由于腻子在催化剂作用下直接快速固化会形成较大内应力，影响腻子力学性能，对此本发明加入氮化硅晶须，进一步提高腻子在快速固化之后的力学性能。晶须是在人工控制条件下合成的一种高强度须状的单晶体。其晶体结构比较完整，内部缺陷少，其强度和模量均接近理想晶体，起到良好的增强、增韧作用。本发明所选α-si3n4属低温稳定晶型，在氮化硅晶须生长的过程中，α-si3n4晶须可沿《10-10》、《10-11》和《0001》方向生长，由此形成很多分叉晶须，对腻子提供良好的补强作用。
20.本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。
具体实施方式
21.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所使用的所有术语(包括技术术语和科
学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本发明的限制；应进一步理解，本发明所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本发明中明确如此定义之外。
23.本发明提供如下表所示风机叶片修补腻子的原料配比和选择的实施例和对比例(单位：重量份)：
24.表1
[0025][0026][0027]
上述实施例和对比例中：
[0028]
氮化硅晶须为市售α-si3n4低温稳定型晶须，本实施例和对比例中选择浙江亚美纳米科技有限公司的氮化硅晶须；
[0029]
丙组分中有机金属催化剂为有机铋催化剂，优选广州优润合成材料有限公司的aucat-e25a。为防止催化剂危害环境，本发明采用有机铋催化剂。同时为了方便施工人员更加准确加入所需数量的催化剂，通过催化剂可以灵活调节固化时间，可快速固化、打磨，节约停机修补时间。
[0030]
对于本发明所提供的实施例，本发明还提供一种制备方法作为参考，包括甲、乙、丙组分的制备，其中：
[0031]
甲组分的制备方法为：
[0032]
按比例加入树脂、助剂，用行星式搅拌机中的高速分散器将原料初步分散均匀。
[0033]
加入填料、除水剂、氮化硅晶须，继续高速分散搅拌10-20分钟。
[0034]
转换到行星式搅拌方式，继续将物料分散研磨1-2小时；
[0035]
检测甲组分稠度、细度合格，即为甲组份。
[0036]
乙组分的制备方法为：
[0037]
将hdi异氰酸酯固化剂按规格分装，即为乙组分。
[0038]
丙组分的制备方法为：
[0039]
按比例加入有机铋催化剂和氨酯级溶剂，高速分散5-10分钟，即为丙组分。
[0040]
其中，对于上述制备具体参数，本领域技术人员可以根据实际需要进行具体选择。本发明中的各实施例参数保持一致，对比例除了表格中所表达的差异外，其余条件均相同。
[0041]
在表1的对比例和实施例中，所述丙组分所用混合溶剂的构成均为二甲苯/醋酸丁酯/丙二醇甲醚醋酸酯＝7:2:1。
[0042]
在材料具体使用时，甲乙组分质量比为5.30:1～6.70:1，丙组分的用量为腻子甲组分用量的0.1％～0.3％。
[0043]
在本发明的实施例和对比例中，甲乙组分按表1中质量比例制备腻子，丙组份也按照表1中的配比使用，将三者混合均匀，涂装制备样板。所用样板基材是玻璃钢，用电动工具处理表面至st2级。样板在室外制备，并在室外环境放置7天，测试结果如下表所示：
[0044]
表2
[0045][0046][0047]
由上述表格可以看出，对比例1中，树脂改用天门冬氨酸酯后适用期大幅度缩短，且在室外环境下表面及腻子膜内均起泡。对比例2表明，更改为沉淀硫酸钡、硅灰石粉为其他粉料后，腻子力学性能有所下降。对比例3表明，去掉氮化硅晶须后，腻子的力学性能受到影响。
[0048]
本发明实施例采用无溶剂聚酯多元醇树脂为腻子主体树脂，搭配沉淀硫酸钡、硅灰石粉为主体填料，通过添加氮化硅晶须提高腻子在野外环境下快速固化之后的综合性能，使用环保安全的有机铋催化剂，获得可用于风机叶片修补的腻子。
[0049]
采用本发明提供的风机叶片腻子可在户外环境使用并快速固化，不含有机锡组分，固含量99％以上，在叶片修补基材上的附着力可达到10mpa以上，抗冲击性能》100cm，柔韧性《1mm，具有长达24小时以上的可施工时间，可快速固化、打磨，节约停机修补时间，具有良好的抗冲击性、柔韧性。当需要施工时只需要取出需要的量，添加少量的丙组分，即可令
腻子施工后快速固化。
[0050]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。