[發(fā)明專利]一種聚脲涂層材料及其在制備風電葉片涂層上的應用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202211472364.0
• 申請日: 2022-11-23
• 公開（公告）號: CN115678396A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設計）人: 賈正仁;房連順;董曉紅;郝銀;張云
• 申請（專利權）人: 揚州晨化新材料股份有限公司
• 主分類號: C09D175/02
• 分類號: C09D175/02;C09D5/08;C08G18/75;C08G18/73;C08G18/66;C08G18/50;C08G18/10;C08G18/32;C08G65/325;C07C213/04;C07C217/08
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

本發(fā)明公開了一種聚脲涂層材料及其在制備風電葉片涂層上的應用，所述聚脲涂層材料包括A組份和B組份，按重量份計，組成為：A組份：含氟聚醚多元醇60~100份；異氰酸酯20~80份；催化劑0.1~5份；消泡劑0.1~1份；紫外光吸收劑0.1~2.5份；色漿0.1~2份；B組份：復合聚醚胺10?60份；胺類交聯(lián)劑2~10份。將A組份和B組份裝入雙組份高壓噴涂機，調(diào)節(jié)流量閥控制噴出質(zhì)量比為100∶（10~40），將風電葉片表面吹掃干凈后，雙組份高壓噴涂機噴槍對準風電葉片表面噴出，即得風電葉片用自清潔防覆冰聚脲涂層。本發(fā)明的涂層材料具有施工方便、超長壽命、具有自清潔功能和防覆冰功能。

技術領域

本發(fā)明屬于新能源用新材料技術領域，涉及一種風電葉片用自清潔防覆冰聚脲涂層及其制備方法。

背景技術

目前，聚醚胺所應用的新能源（包括風力發(fā)電、頁巖油氣開采），高速鐵路以及海洋工程（跨海大橋防護，海水淡化管道保護，海上鋼結構保護以及艦船結構表面涂層）三大領域是國家產(chǎn)業(yè)政策重點鼓勵行業(yè)，聚醚胺的國產(chǎn)化對我國高性能復合材料、防水材料以及環(huán)保涂料等領域的發(fā)展具有十分重要的意義。我國風能資源豐富，可開發(fā)利用的風能儲量約10億kW，其中，陸地上風能儲量約2.53億kW(陸地上離地10m高度資料計算)，海上可開發(fā)和利用的風能儲量約7.5億kW，共計10億kW。風力發(fā)電是發(fā)展最快、最清潔、最經(jīng)濟的可再生能源之一。

但是風力發(fā)電機機組一般安裝于高山或邊疆地區(qū)，由于這些地區(qū)常年平均溫度偏低，室外溫度低于零度的情況較為普遍，使得風力發(fā)電機的葉片表面極易結冰，而葉片表面結冰會直接導致其設計性能或發(fā)電機組的輸出功率無法滿足預設要求，并且也對風電場、運行機組和人員安全帶來不良影響。覆冰問題長期以來影響著風電場現(xiàn)場運行的可靠性及安全性，更制約著風電產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。

因此，葉片的防冰與除冰顯得尤為重要。同時葉片覆冰也會導致其空氣動力學受到破壞，使葉片的受風能力大大降低，尤其在覆冰嚴重的區(qū)域會造成約20%~50%的發(fā)電量損失。

目前常見的葉片防覆冰技術主要包括：熱力、機械、液體和涂層四大種類。其中熱力除冰占比達72%，特殊液體除冰3%，機械除冰占14%，涂層除冰占11%。目前,涂層除冰對風力發(fā)電機葉片損害較小，無需人工介入，無需特殊操作設備，易于維護。

專利CN113773732A發(fā)明了一種風電葉片用防覆冰超滑聚脲涂層。該發(fā)明制得的防冰涂料涂層表面能較低，展現(xiàn)出優(yōu)秀的疏水性，能夠在風電葉片表面形成具有較高附著力性能和防覆冰超滑聚脲涂層，既能提高涂層的使用壽命，又可以延遲液滴結晶過程和降低結晶后冰對基體的附著力，提高風機的發(fā)電效率及其使用壽命。但是該涂層無法提供較低的表面能和高水接觸角，在污垢接觸表面后，較難清除，不具有自清潔功能。

董翔等發(fā)表在《中國涂料》的《一種自清潔防黏附防結冰涂料的研制》開發(fā)了一種自清潔防黏附防結冰涂料，選用四氟碳樹脂為成膜物質(zhì)，添加功能性納米疏水涂層和輸水助劑，以HDI三聚體為固化劑，固化后的涂層自清潔效果良好，防黏附效果顯著，具有良好的疏水性及防結冰性。但是該涂料制得的涂層耐酸堿性（5%硫酸和5%氫氧化鈉溶液）只能240h無明顯變化，耐人工老化只能3000h，保光率≥80%，耐鹽霧性能也只有1000h，整體耐候性達不到長期免維護的效果。

專利CN109207039A公開了一種氟改性天冬聚脲涂料及其制備方法。合成的涂料配方具有較多的固體填料，而且使用前需要攪拌均勻再涂布，施工不方便。

由此可見，現(xiàn)有的風電葉片涂料無法兼顧涂層施工方便、防覆冰、超長壽命、自清潔等性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題為：提供一種風電葉片用自清潔防覆冰聚脲涂層材料及使用該涂層材料制備風電葉片涂層的方法。使得風電葉片用涂層具有施工方便、超長壽命、具有自清潔功能和防覆冰功能。

本發(fā)明的技術方案為：一種風電葉片用自清潔防覆冰聚脲涂層材料，所述的涂層材料包括含有NCO基團的預聚體A組份和固化劑B組份，按重量份計，組成為：