阅读说明：本技术 一种辊涂型耐候耐磨风电叶片涂料及其制备方法 (Roller-coating type weather-resistant wear-resistant wind power blade coating and preparation method thereof ) 是由 张乐显 叶章基 杨名亮 方大庆 于 2021-06-18 设计创作，主要内容包括：一种辊涂型耐候耐磨风电叶片涂料及其制备方法,由以下原料按照重量份组成：羟基丙烯酸树脂10-20份、氟碳树脂10-20份、聚酯树脂10-30份、润湿分散剂0.5-1份、消泡剂0.01-0.5份、触变剂0.5-1份、钛白粉10-20份、石英粉10-20份、聚四氟乙烯微粉1-5份、流平剂0.1-0.8份、消光粉2-5份、催干剂0.01-2份、有机溶剂10-20份,异氰酸酯固化剂10-20份。将除异氰酸酯固化剂之外的原料多次分批混合为组分A,根据组分A中羟基含量,按-NCO/-OH为1.05-1.1与异氰酸酯固化剂进行重量配比计算,得到异氰酸酯固化剂组分B；按组分A和B重量比9:1进行配漆,混合均匀后,加入3-5%稀释剂,得到耐候耐磨风电叶片涂料。涂料机械强度、耐候性、柔韧性和抗冲击性,涂过程中形成滑爽平整表面,同时提高漆膜耐磨性。(A roller-coating type weather-resistant wear-resistant wind power blade coating and a preparation method thereof are disclosed, and the roller-coating type weather-resistant wear-resistant wind power blade coating is composed of the following raw materials in parts by weight: 10-20 parts of hydroxyl acrylic resin, 10-20 parts of fluorocarbon resin, 10-30 parts of polyester resin, 0.5-1 part of wetting dispersant, 0.01-0.5 part of defoaming agent, 0.5-1 part of thixotropic agent, 10-20 parts of titanium dioxide, 10-20 parts of quartz powder, 1-5 parts of polytetrafluoroethylene micropowder, 0.1-0.8 part of flatting agent, 2-5 parts of matting powder, 0.01-2 parts of drier, 10-20 parts of organic solvent and 10-20 parts of isocyanate curing agent. Mixing the raw materials except the isocyanate curing agent into a component A in batches for many times, and calculating the weight ratio of the component A to the isocyanate curing agent according to the hydroxyl content in the component A and the-NCO/-OH of 1.05-1.1 to obtain an isocyanate curing agent component B; and (3) preparing paint according to the weight ratio of 9:1 of the component A to the component B, uniformly mixing, and adding 3-5% of diluent to obtain the weather-resistant wear-resistant wind power blade coating. The paint has the advantages of mechanical strength, weather resistance, flexibility and impact resistance, and can form a smooth and flat surface in the coating process and improve the wear resistance of a paint film.)

一种辊涂型耐候耐磨风电叶片涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于风电涂料技术领域，具体涉及一种辊涂型耐候耐磨风电叶片涂料及其制备方法。

背景技术

风电作为清洁和可再生能源，近几年发展速度很快。随着装机量的增加，风电叶片的需求量也大幅度增加，同时对叶片的质量要求也越来越高。叶片是风电机组最基础和关键的部件之一，运行过程中受到紫外线、雨水、冰雹和砂石等的破坏，还有自身高速运转的磨蚀，因此，需要采取有效的措施对叶片进行防护以延长其使用寿命。涂料具有易成型无接缝的优点，是目前行业内广泛采用的防护措施。由于大型叶片吊装和维修成本较高，亟需开发高耐候和耐磨蚀的涂料，以延长叶片使用寿命并提高其工作效率。目前叶片涂料涂装多采用喷涂方式，具有效率高、表面平整度高的特点，但存在漆雾大、损耗高、VOC排放高的缺点，辊涂施工可有效消除漆雾、降低损耗及VOC排放，但辊涂施工的表面平整度不能满足质量要求。因此，从经济和环保角度，开发辊涂型风电叶片涂料意义重大。

中国专利CN103725129A公开了一种采用改性羟基丙烯酸树脂制备的高耐候兆瓦级风电叶片面漆，具有良好柔韧性，但未涉及涂层的耐磨性和耐候性。另外，该专利未提及该涂料辊涂涂装厚度和表面平整度。

中国专利CN1086397A公开了一种采用石墨烯海上风电叶片面漆及其制备方法，由羟基丙烯酸树脂、聚天门冬氨酸酯和石墨烯等组成，具有良好的耐磨性和耐老化性能，但该涂料附着力较低，且该专利未提及该涂料辊涂涂装厚度和表面平整度。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种辊涂型耐候耐磨风电叶片涂料及其制备方法。

本发明为实现上述目的，所采取的技术方案为：一种辊涂型耐候耐磨风电叶片涂料，由以下原料按照重量份组成：羟基丙烯酸树脂10-20份、氟碳树脂10-20份、聚酯树脂10-30份、润湿分散剂0.5-1份、消泡剂0.01-0.5份、触变剂0.5-1份、钛白粉10-20份、石英粉10-20份、聚四氟乙烯微粉1-5份、流平剂0.1-0.8份、消光粉2-5份、催干剂0.01-2份、有机溶剂10-20份，异氰酸酯固化剂10-20份。

本发明所述羟基丙烯酸树脂为脂肪族羟基丙烯酸树脂，羟基含量为1.5-4.5%。

本发明所述氟碳树脂氟含量为20-25%。

本发明所述聚酯树脂为脂肪族饱和聚酯树脂，羟基含量为3-5%。

本发明所述润湿分散剂为BYK 163、BYK AT-203和BYK161中的一种或几种组合。

本发明所述消泡剂为BYK 8801和BYK A530中的一种或两种组合。

本发明所述触变剂为有机膨润土、聚酰胺蜡和改性聚脲中的一种或几种组合。

本发明所述钛白粉为325目金红石型钛白粉。

本发明所述石英粉为600目石英粉。

本发明所述聚四氟乙烯微粉平均粒径为2-5微米。

本发明所述流平剂为EFKA 3034和TEGO 415中的一种或几种组合。

本发明所述催干剂为二丁基二月桂酸锡。

本发明所述有机溶剂为二甲苯、醋酸丁酯和PMA中的一种或几种组合。

本发明所述异氰酸酯固化剂为N3390和HI190中的一种。

本发明提供一种辊涂型耐候耐磨风电叶片涂料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将羟基丙烯酸树脂、氟碳树脂、聚酯树脂和部分有机溶剂依次加入分散罐，低速（300-500r/min）混合均匀，低速（300-500r/min）搅拌下依次加入润湿分散剂、消泡剂、触变剂和部分有机溶剂，高速（600-900r/min）分散5-10分钟，依次加入钛白粉、石英粉和聚四氟乙烯微粉，高速（1000-1500r/min）分散10-15分钟后进入砂磨机进行砂磨至细度≤30微米。低速（300-500r/min）搅拌下加入流平剂、消光粉，高速（1000-1500r/min）分散15-20分钟至消光粉充分分散均匀，低速（300-500r/min）搅拌下，加入催干剂和剩余有机溶剂，中速（600-900r/min）分散均匀得到组分A。

步骤二、根据组分A中羟基含量，按-NCO/-OH为1.05-1.1与异氰酸酯固化剂进行重量配比计算，得到异氰酸酯固化剂组分B。

步骤三、按组分A和异氰酸酯固化剂组分B重量比9:1进行配漆，混合均匀后，加入3-5%稀释剂，得到耐候耐磨风电叶片涂料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、羟基丙烯酸树脂、氟碳树脂和聚酯树脂通过物理共混后与异氰酸酯固化剂反应，形成分子链互穿网络结构。羟基丙烯酸树脂可赋予漆膜机械强度和耐候性，氟碳树脂可增加漆膜耐候性，聚酯树脂可增加漆膜柔韧性。三者配合使用，可保证涂料机械强度、耐候性、柔韧性和抗冲击性。

2、随着溶剂的挥发，在漆膜干燥和固化过程中，氟碳树脂由于表面张力较低逐渐向漆膜外表面迁移。同时，添加的聚四氟乙烯微粉由于密度差和表面特性也会逐渐向漆膜外表面富集。两种材料的协同作用有助于在辊涂过程中形成滑爽平整表面，同时提高漆膜耐磨性。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种辊涂型耐候耐磨风电叶片涂料，由以下原料按照重量份组成：羟基丙烯酸树脂15份、氟碳树脂15份、聚酯树脂10份、润湿分散剂0.5份、消泡剂0.08份、触变剂0.5份、钛白粉15份、石英粉15份、聚四氟乙烯微粉3份、流平剂0.5份、消光粉3份、催干剂0.02份、有机溶剂12份，异氰酸酯固化剂10份。其制备方法为：

步骤一、将羟基丙烯酸树脂、氟碳树脂、聚酯树脂和部分有机溶剂依次加入分散罐，低速（300-500r/min）混合均匀，低速（300-500r/min）搅拌下依次加入润湿分散剂、消泡剂、触变剂和部分有机溶剂，高速（600-900r/min）分散5-10分钟，依次加入钛白粉、石英粉和聚四氟乙烯微粉，高速（1000-1500r/min）分散10-15分钟后进入砂磨机进行砂磨至细度≤30微米。低速（300-500r/min）搅拌下加入流平剂、消光粉，高速（1000-1500r/min）分散15-20分钟至消光粉充分分散均匀，低速（300-500r/min）搅拌下，加入催干剂和剩余有机溶剂，中速（600-900r/min）分散均匀得到组分A。

步骤二、根据组分A中羟基含量，按-NCO/-OH为1.05-1.1与异氰酸酯固化剂进行重量配比计算，得到异氰酸酯固化剂组分B。按组分A和异氰酸酯固化剂组分B重量比9:1进行配漆，混合均匀后，加入3-5%稀释剂，进行辊涂涂装。

实施例2

一种辊涂型耐候耐磨风电叶片涂料，由以下原料按照重量份组成：羟基丙烯酸树脂20份、氟碳树脂20份、聚酯树脂18份、润湿分散剂0.8份、消泡剂0.5份、触变剂0.8份、钛白粉10份、石英粉10份、聚四氟乙烯微粉5份、流平剂0.1份、消光粉2份、催干剂2份、有机溶剂20份、异氰酸酯固化剂15份。其制备方法为：

步骤一、将羟基丙烯酸树脂、氟碳树脂、聚酯树脂和部分有机溶剂依次加入分散罐，低速（300-500r/min）混合均匀，低速（300-500r/min）搅拌下依次加入润湿分散剂、消泡剂、触变剂和部分有机溶剂，高速（600-900r/min）分散5-10分钟，依次加入钛白粉、石英粉和聚四氟乙烯微粉，高速（1000-1500r/min）分散10-15分钟后进入砂磨机进行砂磨至细度≤30微米。低速（300-500r/min）搅拌下加入流平剂、消光粉，高速（1000-1500r/min）分散15-20分钟至消光粉充分分散均匀，低速（300-500r/min）搅拌下，加入催干剂和剩余有机溶剂，中速（600-900r/min）分散均匀得到组分A。

步骤二、根据组分A中羟基含量，按-NCO/-OH为1.05-1.1与异氰酸酯固化剂进行重量配比计算，得到异氰酸酯固化剂组分B。按组分A和B重量比9:1进行配漆，混合均匀后，加入3-5%稀释剂，进行辊涂涂装。

实施例3

一种辊涂型耐候耐磨风电叶片涂料，由以下原料按照重量份组成：羟基丙烯酸树脂10份、氟碳树脂10份、聚酯树脂30份、润湿分散剂1份、消泡剂0.01份、触变剂1份、钛白粉20份、石英粉20份、聚四氟乙烯微粉1份、流平剂0.8份、消光粉5份、催干剂1份、有机溶剂10份、异氰酸酯固化剂20份。其制备方法为：

步骤一、将羟基丙烯酸树脂、氟碳树脂、聚酯树脂和部分有机溶剂依次加入分散罐，低速（300-500r/min）混合均匀，低速（300-500r/min）搅拌下依次加入润湿分散剂、消泡剂、触变剂和部分有机溶剂，高速（600-900r/min）分散5-10分钟，依次加入钛白粉、石英粉和聚四氟乙烯微粉，高速（1000-1500r/min）分散10-15分钟后进入砂磨机进行砂磨至细度≤30微米。低速（300-500r/min）搅拌下加入流平剂、消光粉，高速（1000-1500r/min）分散15-20分钟至消光粉充分分散均匀，低速（300-500r/min）搅拌下，加入催干剂和剩余有机溶剂，中速（600-900r/min）分散均匀得到组分A。

步骤二、根据组分A中羟基含量，按-NCO/-OH为1.05-1.1与异氰酸酯固化剂进行重量配比计算，得到异氰酸酯固化剂组分B。按组分A和B重量比9:1进行配漆，混合均匀后，加入3-5%稀释剂，进行辊涂涂装。

测试漆膜性能如下：

以上描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。本发明的保护范围以权力要求为准。