[發(fā)明專利]一種用于風(fēng)電葉片前緣的耐磨蝕涂層及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110858384.0
• 申請(qǐng)日: 2021-07-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113522697B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李太江;李巍;王彩俠;李聚濤;李生文;孫琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號(hào): B05D5/08
• 分類號(hào): B05D5/08;B05D5/00;B05D7/24;B05D1/36;C09D175/04;C09D163/02;C09D7/61;C09D5/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發(fā)明公開(kāi)的一種用于風(fēng)電葉片前緣的耐磨蝕涂層及其制備方法，屬于風(fēng)電機(jī)組磨蝕防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。底層采用常溫固化型雙組份溶劑型環(huán)氧涂層，中間層為碳化硅增強(qiáng)的聚氨酯改性的環(huán)氧涂層，整平層的成分使之具有自流平特性，能夠提供光滑的空氣動(dòng)力學(xué)表面，面層采用溶劑型聚氨酯涂層，能夠滿足風(fēng)電葉片高的耐候性的要求。本發(fā)明制得的涂層能夠提高風(fēng)電葉片前緣的耐磨特性，同時(shí)該涂料體系具有較高的附著力，防腐性能滿足指標(biāo)要求，并且施工方便，能夠有效地解決風(fēng)電葉片前緣的磨蝕問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期防護(hù)，提高風(fēng)電機(jī)組的安全性能，并減少風(fēng)電機(jī)組維修次數(shù)及成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)電機(jī)組磨蝕防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于風(fēng)電葉片前緣的耐磨蝕涂層及其制備方法。

背景技術(shù)

由于風(fēng)電機(jī)組大多分布在沙漠、高山、海上等環(huán)境惡劣的地方，作為風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵部件的葉片，其磨蝕問(wèn)題突出，普通保護(hù)層材料難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期防護(hù)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，兆瓦級(jí)葉片服役3～5年后葉片前緣磨蝕嚴(yán)重，局部損傷本體，不能滿足防護(hù)20年的高要求。

風(fēng)電機(jī)組的葉片長(zhǎng)度一般為50～80米，而葉片的線速度一般在60～80m/s，相當(dāng)于200～300km/h的時(shí)速，雨滴、砂礫和塵土等極易對(duì)葉片防護(hù)層造成磨蝕破壞，使葉片的基體結(jié)構(gòu)暴露在環(huán)境中。風(fēng)電葉片前緣作為迎風(fēng)面，線速度大、耐受沖擊和磨損也最為嚴(yán)重，在風(fēng)電葉片長(zhǎng)度不斷增加的趨勢(shì)下，葉片前緣磨蝕防護(hù)的重要性也日漸突出。

目前，葉片前緣一般采用涂裝涂料的方式保護(hù)，如果涂層發(fā)生磨蝕破壞，將破壞風(fēng)電葉片的完整性。另外，空氣動(dòng)力學(xué)要求葉片表面具有較高的平整度，涂層磨蝕破壞也會(huì)導(dǎo)致氣動(dòng)性能和運(yùn)行可靠性降低，引起維修成本大大增加。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于風(fēng)電葉片前緣的耐磨蝕涂層及其制備方法，其具有較高耐磨性能，能夠有效地解決風(fēng)電葉片前緣的磨蝕問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)葉片前緣長(zhǎng)周期防護(hù)，從而提高風(fēng)電機(jī)組的安全性能，避免葉片氣動(dòng)性能的降低，并減少風(fēng)電機(jī)組維修次數(shù)及成本。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于風(fēng)電葉片前緣的耐磨蝕涂層，包括以下步驟，均以質(zhì)量份數(shù)計(jì)：

S1：涂裝底層，在預(yù)處理好的基體上噴涂常溫固化型雙組份溶劑型環(huán)氧涂層，固化后修補(bǔ)打磨平整；

S2：涂裝中間層，將90～100份二酚基環(huán)氧樹(shù)脂和16～22份多異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體混合加熱制得聚氨酯改性環(huán)氧樹(shù)脂；將12～14份二酚基環(huán)氧樹(shù)脂、3～4份稀釋劑、1～1.5份填料和7～10.5份固化劑混合均勻后加入聚氨酯改性環(huán)氧樹(shù)脂，再加入6～9份的碳化硅顆粒和0.2～0.4份分散劑，攪拌均勻后加熱，刮涂于底層上；

S3：涂裝整平層，將12～14份二酚基環(huán)氧樹(shù)脂、3～4份稀釋劑、1～1.5份填料、7～10.5份固化劑混合均勻后加入3～4份丁醇，再加入石英粉2～3份，攪拌均勻，得到整平層混合涂料，涂裝至中間層上；

S4：涂裝面層，整平層表干后，在整平層上涂裝溶劑型聚氨酯涂層。

優(yōu)選地，基體的預(yù)處理包括：打磨處理后使用壓縮空氣吹掃5～10min，并對(duì)表面缺陷進(jìn)行處理。

優(yōu)選地，S1中，底層涂裝過(guò)程中，基體表面的溫度不低于10℃。

優(yōu)選地，S2和S3中，二酚基環(huán)氧樹(shù)脂為二酚基環(huán)氧樹(shù)脂E-51或E44，稀釋劑為環(huán)氧丙烷丁基醚，填料為粒徑為50um的硅微粉，固化劑為4～6份乙二胺、2～3份酚醛胺固化劑和1～1.5份二甲胺基乙醇混合制得。

優(yōu)選地，S2中，多異氰酸酯預(yù)聚體由質(zhì)量分?jǐn)?shù)80％的甲苯-2,4-二異氰酸酯和質(zhì)量分?jǐn)?shù)20％的甲苯-2,6-二異氰酸酯制得。

優(yōu)選地，S2中，碳化硅顆粒由粒徑為300um、200um和100um的碳化硅顆粒等質(zhì)量均勻混合而成。