一种风机叶片用抗腐蚀涂料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种风机叶片用抗腐蚀涂料及其制备方法 (Anti-corrosion coating for fan blade and preparation method thereof ) 是由 王俊鹏 岳峰 于 2021-06-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及涂料技术领域,具体为一种风机叶片用抗腐蚀涂料及其制备方法,包括以下重量份原料：环氧乳液70-80份、纳米填料6-9份、改性蛭石8-12份、羧甲基纤维素1-2份、丙二醇丁醚2-3份、固化剂5-10份、纳米纤维素6-12份、去离子水30-40份；本发明通过加入改性蛭石、纳米纤维素和纳米填料,改性蛭石的层间距变大,其表面-界面呈疏水性,有利于改性蛭石及其上的纳米填料与环氧乳液基体吸附结合；纳米纤维素表面具有大量的亲水基-羟基,可以与溶剂去离子水吸附结合,同时,纳米纤维素和改性蛭石在强烈的搅拌下,纳米纤维素部分穿插至改性蛭石的层间,有利于二者的连结,继而提高了涂料的稳定性,可形成较为致密的涂层,具有良好的耐腐蚀性。(The invention relates to the technical field of coatings, in particular to an anticorrosive coating for fan blades and a preparation method thereof, wherein the anticorrosive coating comprises the following raw materials in parts by weight: 70-80 parts of epoxy emulsion, 6-9 parts of nano filler, 8-12 parts of modified vermiculite, 1-2 parts of carboxymethyl cellulose, 2-3 parts of propylene glycol butyl ether, 5-10 parts of curing agent, 6-12 parts of nano cellulose and 30-40 parts of deionized water; according to the invention, by adding the modified vermiculite, the nanocellulose and the nanofiller, the interlayer spacing of the modified vermiculite is increased, the surface-interface of the modified vermiculite is hydrophobic, and the modified vermiculite and the nanofiller thereon are favorably adsorbed and combined with the epoxy emulsion matrix; the surface of the nano-cellulose is provided with a large number of hydrophilic groups-hydroxyl groups which can be absorbed and combined with solvent deionized water, meanwhile, under the strong stirring of the nano-cellulose and the modified vermiculite, the nano-cellulose is partially inserted between layers of the modified vermiculite, so that the nano-cellulose and the modified vermiculite are favorably connected, the stability of the coating is improved, a compact coating can be formed, and the coating has good corrosion resistance.)
技术领域
本发明涉及涂料
技术领域
，具体涉及一种风机叶片用抗腐蚀涂料及其制备方法。背景技术
风机叶片，是风力发电机的核心部件之一，约占风机总成本的15％-20％，它设计的好坏将直接关系到风机的性能以及效益。风机叶片要求很高，不仅需要具有较轻的重量，还需要具有较高的强度、抗腐蚀、耐疲劳性能，为了更好的保护风机叶片，往往在风机叶片的表面喷涂抗腐蚀涂料以提高耐腐蚀性。
现有技术中的风机叶片用水性抗腐蚀涂料的分散安定性较差，导致抗腐蚀性变差，不能对风机叶片进行很好的保护。为此，我们提出一种风机叶片用抗腐蚀涂料及其制备方法以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种风机叶片用抗腐蚀涂料及其制备方法，以此来克服背景技术中提及的问题。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：一种风机叶片用抗腐蚀涂料，包括以下重量份原料：环氧乳液70-80份、纳米填料6-9份、改性蛭石8-12份、羧甲基纤维素1-2份、丙二醇丁醚2-3份、固化剂5-10份、纳米纤维素6-12份、去离子水30-40份。
优选的，环氧乳液75份、纳米填料8份、改性蛭石10份、羧甲基纤维素1.5份、丙二醇丁醚2.5份、固化剂8份、纳米纤维素10份、去离子水35份。
优选的，所述纳米填料包括纳米二氧化钛和纳米碳酸钙，所述纳米二氧化钛和纳米碳酸钙的质量比为1：1。
优选的，所述固化剂为脂肪胺、芳香胺、乙二胺中的一种或多种。
优选的，所述改性蛭石的制备方法如下：S1：将蛭石放在马弗炉中，在500-600℃下煅烧2-5min，接着将煅烧后的蛭石放入氯化钠溶液中，以300-500r/min的转速搅拌0.5-1h，得到中间体蛭石；S2：将十六烷基三甲基溴化铵和中间体蛭石均匀分散在蒸馏水中，搅拌0.8-1.5h，过滤干燥后，得到改性蛭石。
优选的，所述蛭石和氯化钠溶液的质量比为1：(60-80)，所述氯化钠溶液的质量浓度为1mol/L。
本发明还提供了一种风机叶片用抗腐蚀涂料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将去离子水、改性蛭石和纳米填料放入搅拌器中，以800-1200r/min的转速搅拌25-35min，得到混合料A；
(2)将环氧乳液、羧甲基纤维、丙二醇丁醚和纳米纤维素放入电热搅拌器中，搅拌均匀后，得到混合料B；
(3)将混合料A和固化剂放入电热搅拌器和混合料B混合，搅拌均匀后，得到抗腐蚀涂料。
优选的，步骤(2)中，在35-45℃下以1300-1500r/min的转速搅拌25-30min，得到混合料B。
本发明的有益效果：
本发明通过加入改性蛭石、纳米纤维素和纳米填料，改性蛭石具有良好的吸附性，对纳米填料均匀吸附，避免纳米填料的团聚，且改性蛭石的层间距变大，其表面-界面呈疏水性，有利于改性蛭石及其上的纳米填料与环氧乳液基体吸附结合；纳米纤维素表面具有大量的亲水基-羟基，可以与溶剂去离子水吸附结合，由于强烈的氢键结合作用，纳米纤维素之间也互相交联形成较为稳定的三维网状结构，同时，纳米纤维素和改性蛭石在强烈的搅拌下，纳米纤维素部分穿插至改性蛭石的层间，有利于二者的连结，继而提高了环氧乳液、改性蛭石、纳米填料、纳米纤维素和去离子水之间的结合，得到的涂料稳定性好，可形成较为致密的涂层，具有良好的耐腐蚀性；
本发明通过对蛭石进行煅烧、并利用氯化钠溶液和十六烷基三甲基溴化铵对煅烧后的蛭石进行改性，增大了蛭石的层间距，便于纳米纤维素的穿插，同时，通过NH4 +的插层处理，使得蛭石颗粒表面-界面呈疏水性，有利于蛭石和环氧乳液的吸附结合。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面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。
实施例1
一种风机叶片用抗腐蚀涂料，包括以下重量份原料：环氧乳液70份、纳米填料6份、改性蛭石8份、羧甲基纤维素1份、丙二醇丁醚2份、固化剂5份、纳米纤维素6份、去离子水30份。
纳米填料包括纳米二氧化钛和纳米碳酸钙，纳米二氧化钛和纳米碳酸钙的质量比为1：1；固化剂为脂肪胺。
改性蛭石的制备方法如下：
S1：将蛭石放在马弗炉中，在500℃下煅烧2min，接着将煅烧后的蛭石放入氯化钠溶液中，以300r/min的转速搅拌0.5h，得到中间体蛭石；
S2：将十六烷基三甲基溴化铵和中间体蛭石均匀分散在蒸馏水中，搅拌0.8h，过滤干燥后，得到改性蛭石。
蛭石和氯化钠溶液的质量比为1：60，氯化钠溶液的质量浓度为1mol/L。
上述风机叶片用抗腐蚀涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)将去离子水、改性蛭石和纳米填料放入搅拌器中，以800r/min的转速搅拌25min，得到混合料A；
(2)将环氧乳液、羧甲基纤维、丙二醇丁醚和纳米纤维素放入电热搅拌器中，在35℃下以1300r/min的转速搅拌25min，得到混合料B；
(3)将混合料A和固化剂放入电热搅拌器和混合料B混合，搅拌均匀后，得到抗腐蚀涂料。
实施例2
一种风机叶片用抗腐蚀涂料，包括以下重量份原料：环氧乳液72份、纳米填料7份、改性蛭石9份、羧甲基纤维素1份、丙二醇丁醚2份、固化剂6份、纳米纤维素8份、去离子水32份。
纳米填料包括纳米二氧化钛和纳米碳酸钙，纳米二氧化钛和纳米碳酸钙的质量比为1：1；固化剂为芳香胺。
改性蛭石的制备方法如下：
S1：将蛭石放在马弗炉中，在550℃下煅烧3min，接着将煅烧后的蛭石放入氯化钠溶液中，以400r/min的转速搅拌0.5h，得到中间体蛭石；
S2：将十六烷基三甲基溴化铵和中间体蛭石均匀分散在蒸馏水中，搅拌1h，过滤干燥后，得到改性蛭石。
蛭石和氯化钠溶液的质量比为1：70，氯化钠溶液的质量浓度为1mol/L。
上述风机叶片用抗腐蚀涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)将去离子水、改性蛭石和纳米填料放入搅拌器中，以1000r/min的转速搅拌30min，得到混合料A；
(2)将环氧乳液、羧甲基纤维、丙二醇丁醚和纳米纤维素放入电热搅拌器中，在35℃下以1300r/min的转速搅拌25min，得到混合料B；
(3)将混合料A和固化剂放入电热搅拌器和混合料B混合，搅拌均匀后，得到抗腐蚀涂料。
实施例3
一种风机叶片用抗腐蚀涂料，包括以下重量份原料：环氧乳液75份、纳米填料8份、改性蛭石10份、羧甲基纤维素1.5份、丙二醇丁醚2.5份、固化剂8份、纳米纤维10份、去离子水35份。
纳米填料包括纳米二氧化钛和纳米碳酸钙，纳米二氧化钛和纳米碳酸钙的质量比为1：1；固化剂为脂肪胺。
改性蛭石的制备方法如下：
S1：将蛭石放在马弗炉中，在550℃下煅烧3min，接着将煅烧后的蛭石放入氯化钠溶液中，以400r/min的转速搅拌0.8h，得到中间体蛭石；
S2：将十六烷基三甲基溴化铵和中间体蛭石均匀分散在蒸馏水中，搅拌1h，过滤干燥后，得到改性蛭石。
蛭石和氯化钠溶液的质量比为1：70，氯化钠溶液的质量浓度为1mol/L。
上述风机叶片用抗腐蚀涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)将去离子水、改性蛭石和纳米填料放入搅拌器中，以1000r/min的转速搅拌30min，得到混合料A；
(2)将环氧乳液、羧甲基纤维、丙二醇丁醚和纳米纤维素放入电热搅拌器中，在40℃下以1300r/min的转速搅拌28min，得到混合料B；
(3)将混合料A和固化剂放入电热搅拌器和混合料B混合，搅拌均匀后，得到抗腐蚀涂料。
实施例4
一种风机叶片用抗腐蚀涂料，包括以下重量份原料：环氧乳液78份、纳米填料8份、改性蛭石11份、羧甲基纤维素2份、丙二醇丁醚3份、固化剂9份、纳米纤维素11份、去离子水36份。
纳米填料包括纳米二氧化钛和纳米碳酸钙，纳米二氧化钛和纳米碳酸钙的质量比为1：1；固化剂为脂肪胺。
改性蛭石的制备方法如下：
S1：将蛭石放在马弗炉中，在550℃下煅烧3min，接着将煅烧后的蛭石放入氯化钠溶液中，以400r/min的转速搅拌0.8h，得到中间体蛭石；
S2：将十六烷基三甲基溴化铵和中间体蛭石均匀分散在蒸馏水中，搅拌1h，过滤干燥后，得到改性蛭石。
蛭石和氯化钠溶液的质量比为1：70，氯化钠溶液的质量浓度为1mol/L。
上述风机叶片用抗腐蚀涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)将去离子水、改性蛭石和纳米填料放入搅拌器中，以1000r/min的转速搅拌30min，得到混合料A；
(2)将环氧乳液、羧甲基纤维、丙二醇丁醚和纳米纤维素放入电热搅拌器中，在40℃下以1300r/min的转速搅拌28min，得到混合料B；
(3)将混合料A和固化剂放入电热搅拌器和混合料B混合，搅拌均匀后，得到抗腐蚀涂料。
实施例5
一种风机叶片用抗腐蚀涂料，包括以下重量份原料：环氧乳液80份、纳米填料9份、改性蛭石12份、羧甲基纤维素2份、丙二醇丁醚3份、固化剂10份、纳米纤维素12份、去离子水40份。
纳米填料包括纳米二氧化钛和纳米碳酸钙，纳米二氧化钛和纳米碳酸钙的质量比为1：1；固化剂为乙二胺。
改性蛭石的制备方法如下：
S1：将蛭石放在马弗炉中，在600℃下煅烧5min，接着将煅烧后的蛭石放入氯化钠溶液中，以500r/min的转速搅拌1h，得到中间体蛭石；
S2：将十六烷基三甲基溴化铵和中间体蛭石均匀分散在蒸馏水中，搅拌1.5h，过滤干燥后，得到改性蛭石。
蛭石和氯化钠溶液的质量比为1：80，氯化钠溶液的质量浓度为1mol/L。
上述风机叶片用抗腐蚀涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)将去离子水、改性蛭石和纳米填料放入搅拌器中，以1200r/min的转速搅拌35min，得到混合料A；
(2)将环氧乳液、羧甲基纤维、丙二醇丁醚和纳米纤维素放入电热搅拌器中，在45℃下以1500r/min的转速搅拌30min，得到混合料B；
(3)将混合料A和固化剂放入电热搅拌器和混合料B混合，搅拌均匀后，得到抗腐蚀涂料。
性能检测
试验方法：分别将实施例1-5中抗腐蚀涂料相应喷涂在5个钢制品表面，按GB/T1720-1989标准进行测试。具体检测结果如表1所示。
表1性能检测
组别
耐盐雾/1200h
耐腐蚀/1200h
实施例1
合格
无生锈
实施例2
合格
无生锈
实施例3
合格
无生锈
实施例4
合格
无生锈
实施例5
合格
无生锈
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上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精神和范围。
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