[發明專利]一種超疏水風電葉片表面防護涂層材料的制備方法

有效

• 申請號: 202310370774.2
• 申請日: 2023-04-10
• 公開（公告）號: CN116082957B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 王華;王金山;錢明雄;田文強;鄔朝荷
• 申請（專利權）人: 大唐巴彥淖爾風力發電有限責任公司
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;B05D7/24;B05D5/00;B05D7/00;C09D175/04;C09D161/20;C09D109/06;C09D7/61;C09D7/62;C09D7/63;C09D7/65;C09K3/18
• 代理公司: 杭州麥知專利代理事務所(普通合伙) 33397
• 代理人: 劉桂英

本發明涉及一種超疏水風電葉片表面防護涂層材料的制備方法，屬于超疏水材料技術領域，包括以下步驟：A1、在風電葉片表面涂覆膠粘劑作為底層；A2、在底層的表面涂覆具有儲熱功能的涂料，固化，形成中間層；A3、在中間層的表面涂覆超疏水涂料，在干燥箱中固化，形成外層，從而在風電葉片表面形成由底層、中間層和外層構成的超疏水防護涂層材料。本發明技術方案中，制備的超疏水防護涂層材料具有優異的防冰除冰能力，涂層之間粘結牢固，不易脫落，可長時間使用，達到持久防冰除冰的效果。

技術領域

本發明屬于超疏水材料技術領域，具體地，涉及一種超疏水風電葉片表面防護涂層材料的制備方法。

背景技術

風電作為最具競爭力的新能源之一，不僅在能源安全和能源供應方面有著顯著的優勢，也在經濟增長、大氣污染防治和溫室氣體減排中發揮重要的作用。在高海拔和高緯度地區，氣溫比較低下，室外溫度處于零下的現象非常普遍，通常風機設備的葉片由于水滴的大量附著而產生覆冰，覆冰會破壞葉片翼型的氣動性能、增加風機載荷、破壞風機動態平衡加速部件疲勞等，降低了發電效率。目前為解決結冰問題提出了兩種策略，分別是主動除冰和被動防冰。其中，主動式除冰主要是利用電熱、光熱、機械和化學除冰，被動式防冰是構建超疏水表面降低冰或水(結冰前)與表面的黏附力，從而達到防冰或延遲結冰的效果。為有效提高防/除冰效果，需要主動式除冰和被動式防冰相結合。

相變材料是一種儲熱材料，可以應用于風電葉片的主動除冰，而相變材料在儲存過程中容易發生泄漏，導致其儲熱性能下降，同時，導熱性能的高低也影響熱能的傳遞和轉換，繼而影響除冰效果，所以需要提供一種防相變材料泄漏、熱能的傳遞和轉換效率高的涂層。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超疏水風電葉片表面防護涂層材料的制備方法，通過在風電葉片表面依次涂覆膠粘劑底層、具有儲熱功能的中間層和超疏水外層，得到超疏水風電葉片表面防護涂層材料，該涂層材料具有優異的防冰除冰能力，可長時間使用，達到持久防冰除冰的效果。

本發明要解決的技術問題：相變材料是一種儲熱材料，可以應用于風電葉片的主動除冰，而相變材料在儲存過程中容易發生泄漏，導致其儲熱性能下降，同時，導熱性能的高低也影響熱能的傳遞和轉換，繼而影響除冰效果，所以需要提供一種防相變材料泄漏、熱能的傳遞和轉換效率高的涂層。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種超疏水風電葉片表面防護涂層材料的制備方法，包括以下步驟：

A1、在風電葉片表面涂覆膠粘劑作為底層；

底層厚度為300-800μm。

膠粘劑為聚二甲基硅氧烷、聚氨酯、脲醛樹脂或丁苯橡膠。

底層作為中間層和風電葉片之間的粘結層，還作為隔熱層，減少中間層產生的熱量向風電葉片內部傳遞，節省能量，提高防冰除冰能力。

A2、在底層的表面涂覆具有儲熱功能的涂料，固化，形成中間層；

固化溫度為90℃，固化時間為20-25h。

中間層的厚度為800-2000μm。

具有儲熱功能的涂料的具體制備過程為：

a、制備碳化廢咖啡渣；

將廢咖啡渣放入粉碎機中粉碎，過80-100目篩，將篩分后的廢咖啡渣放入濃度為0.15-0.3mol/L的HCl溶液中，超聲分散30-40min，過濾，用乙醇和去離子水交替洗滌至中性，然后放入50-70℃真空干燥箱中干燥20-26h，將干燥后的廢咖啡渣在氮氣氣氛下放入管式爐中碳化1-3h，碳化溫度為800-1000℃，得到碳化廢咖啡渣；

b、對碳化廢咖啡渣進行氧化改性；