一种风机叶片用抗冰抗冲击氟碳涂层及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种风机叶片用抗冰抗冲击氟碳涂层及应用，属于风机叶片涂层技术领域，通过添加不饱和端基超支化聚酯加入到氟碳树脂中，有利于形成微纳结构，提高涂层的抗冰性能；通过添加PTFE微粉、SiO2—CNT杂化体、纳米Al2O3陶瓷颗粒、TiO2粉末、SiC粉末，提高了氟碳涂层的抗冲击性能，同时使得涂层具有抗冰性，改善了涂层的耐粘揭、抗污性能。实施例的结果显示，本发明专利技术提供的风机叶片用抗冰抗冲击氟碳涂层的冰附着力为12KPa，硬度为3H，抗冲击强度为50kg.cm。为50kg.cm。

【技术实现步骤摘要】
一种风机叶片用抗冰抗冲击氟碳涂层及应用


[0001]本专利技术涉及风力发电涂层
，尤其涉及一种风力发电风机叶片用抗冰抗冲击涂层及应用。

技术介绍

[0002]随着时代的进步和社会文明的不断发展，全球对电力能源的依赖也逐渐加深。目前，电力能源的生产主要依靠燃烧煤炭、天然气等化石燃料。然而，面对全球环境不断恶化和各种资源日趋枯竭等诸多问题，人们逐渐重视对清洁可再生能源的开发和利用。其中风电作为典型的清洁能源，风能资源具有分布广泛、绿色环保、规模效益显著等优势，是发展最快的新型能源。在我国特殊的恶劣风沙环境下，风电叶片时常遭受腐蚀和冰冻灾害的破坏。因此，对于风电叶片的涂层防护，需要叶片具有优异的抗冲击、防冰霜等性能。
[0003]由氟烯烃聚合的高分子聚合物，或者由氟烯烃与其他单体聚合而成的高分子聚合物，称为氟碳树脂，以其为主要成膜物质的涂料称为“氟碳涂料”。氟碳涂料最为突出的性能是耐候性和低磨耗性。但是，在其用于风机叶片时，还需要面对冰冻灾害的破坏，而现有的氟碳涂层无法满足风机叶片的应用需求。因此，亟需提供一种同时兼顾抗冰和抗冲击性的氟碳涂层，避免风机叶片遭受腐蚀和冰冻灾害。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种风机叶片用抗冰抗冲击氟碳涂层及应用，本专利技术提供的风机叶片用抗冰抗冲击氟碳涂层具有优异的抗冰性和抗冲击性能。
[0005]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0006]一种抗冰抗冲击氟碳涂层，按重量份数计，由55～80份氟碳树脂、1～5份不饱和端基超支化聚酯、10～20份改性多异氰酸酯、10～20份改性填料和12～20份助剂组成。
[0007]上述方案中，所述氟碳树脂为聚四氟乙烯、四氟氯乙烯、烷基乙烯基醚、聚三氟氯乙烯和聚六氟丙烯中的一种或多种。
[0008]上述方案中，所述不饱和端基超支化聚酯的制备方法包括：以三羟甲基丙烷和二羟甲基戊酸为主要原料合成端羟基超支化聚酯，用马来酸酐进行封端改性，得到不饱和端基超支化聚酯。
[0009]上述方案中，按摩尔比为1：8～10分别称取三羟甲基丙烷和二羟甲基戊酸，置于装有冷凝管、搅拌器、温度计和氮气入口的100ml四口烧瓶中，加入少量对甲苯磺酸，在氮气的保护下，油浴加热升温到90～120℃，恒温反应时间1～3h得到超支化聚酯；在超支化聚酯的四口烧瓶中加入一定量的N，N
‑
二甲基甲酰胺，待聚酯完全溶解后降温到80～90℃，加入马来酸酐和对苯二酚得到不饱和端基超支化聚酯。
[0010]上述方案中，所述改性多异氰酸酯中的多异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六甲基二异氰酸酯和缩二脲多异氰酸酯中的一种或多种。
[0011]上述方案中，所述改性多异氰酸酯的制备方法包括：在氮气保护下，将多异氰酸酯和醋酸丁酯充分混合，水浴加热并升温到预设温度，加入催化剂2，4，6
‑
三(二甲氨基甲基)苯酚进行反应，间隔时间测反应溶液的异氰酸酯基值，当异氰酸酯基含量不变化时，加入苯甲酰氯终止反应，随后滴加一定量的正丁醇，保温反应后，冷却出料，得到改性多异氰酸酯。
[0012]上述方案中，按重量份数计，所述填料包括：5～10份PTFE微粉、2～5份SiO2—CNT杂化体、1～2份Al2O3粉末和1～2份TiO2粉末。
[0013]上述方案中，所述SiO2—CNT杂化体的制备方法包括：将CNT氨基化，氨基化后的碳纳米管(CNT
‑
NH2)与修饰有环氧基的SiO2，溶液中均匀分散，得到SiO2—CNT杂化体。
[0014]一种抗冰抗冲击氟碳涂层的应用，重量份数计，首先，将一定量的氟碳树脂、不饱和端基超支化聚酯、稀释剂和助剂混合，高速搅拌；其次，加入一定量的填料，高速搅拌机进行磨砂；再次，加入固化剂，搅拌混合均匀；最后，利用喷枪喷涂风机叶片后，放入一定温度的干燥箱固化一定时间，得到风机叶片用抗冰抗冲击氟碳涂层。
[0015]上述方案中，在60～70℃的干燥箱中固化，固化时间60～70min。
[0016]有益效果：
[0017]本专利技术提供了一种风机叶片用抗冰抗冲击氟碳涂层，通过在氟碳树脂中添加具有较高支化度的不饱和端基超支化聚酯，而氟碳涂料自身具有低表面能，有利于形成微纳结构，从而提高了涂层的抗冰性能；通过添加PTFE微粉、SiO2—CNT杂化体、纳米Al2O3陶瓷颗粒、TiO2粉末、SiC粉末，提高了氟碳涂层的抗冲击性能，同时使得涂层具有抗冰性，改善了涂层的耐粘揭、抗污性能。实施例的结果显示，本专利技术提供的风机叶片用抗冰抗冲击氟碳涂层对冰的附着力为12KPa，硬度为3H，抗冲击强度为50kg.cm。
具体实施方式
[0018]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0019]一种抗冰抗冲击氟碳涂层，按重量份数计，由55～80份氟碳树脂、1～5份不饱和端基超支化聚酯、10～20份改性多异氰酸酯、10～20份改性填料和12～20份助剂组成。
[0020]上述方案中，所述氟碳树脂为聚四氟乙烯、四氟氯乙烯、烷基乙烯基醚、聚三氟氯乙烯和聚六氟丙烯中的一种或多种。
[0021]上述方案中，所述不饱和端基超支化聚酯的制备方法包括：以三羟甲基丙烷和二羟甲基戊酸为主要原料合成端羟基超支化聚酯，用马来酸酐进行封端改性，得到不饱和端基超支化聚酯。
[0022]上述方案中，按摩尔比为1：8～10分别称取三羟甲基丙烷和二羟甲基戊酸，置于装有冷凝管、搅拌器、温度计和氮气入口的100ml四口烧瓶中，加入少量对甲苯磺酸，在氮气的保护下，油浴加热升温到90～120℃，恒温反应时间1～3h得到超支化聚酯；在超支化聚酯的四口烧瓶中加入一定量的N，N
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二甲基甲酰胺，待聚酯完全溶解后降温到80～90℃，加入马来酸酐和对苯二酚得到不饱和端基超支化聚酯。
[0023]上述方案中，所述改性多异氰酸酯中的多异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六甲基二异氰酸酯和缩二脲多异氰酸酯中的一种或多种。
[0024]上述方案中，所述改性多异氰酸酯的制备方法包括：在氮气保护下，将多异氰酸酯和醋酸丁酯充分混合，水浴加热并升温到预设温度，加入催化剂2，4，6
‑
三(二甲氨基甲基)苯酚进行反应，间隔时间测反应溶液的异氰酸酯基值，当异氰酸酯基含量不变化时，加入苯甲酰氯终止反应，随后滴加一定量的正丁醇，保温反应后，冷却出料，得到改性多异氰酸酯。
[0025]上述方案中，按重量份数计，所述填料包括：5～10份本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗冰抗冲击氟碳涂层，其特征在于，按重量份数计，由55～80份氟碳树脂、1～5份不饱和端基超支化聚酯、10～20份改性多异氰酸酯、10～20份改性填料和12～20份助剂组成。2.根据权利要求1所述的抗冰抗冲击氟碳涂层，其特征在于，所述氟碳树脂为聚四氟乙烯、四氟氯乙烯、烷基乙烯基醚、聚三氟氯乙烯和聚六氟丙烯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的抗冰抗冲击氟碳涂层，其特征在于，所述不饱和端基超支化聚酯的制备方法包括：以三羟甲基丙烷和二羟甲基戊酸为主要原料合成端羟基超支化聚酯，用马来酸酐进行封端改性，得到不饱和端基超支化聚酯。4.根据权利要求3所述的抗冰抗冲击氟碳涂层，其特征在于，按摩尔比为1：8～10分别称取三羟甲基丙烷和二羟甲基戊酸，置于装有冷凝管、搅拌器、温度计和氮气入口的100ml四口烧瓶中，加入少量对甲苯磺酸，在氮气的保护下，油浴加热升温到90～120℃，恒温反应时间1～3h得到超支化聚酯；在超支化聚酯的四口烧瓶中加入一定量的N，N
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二甲基甲酰胺，待聚酯完全溶解后降温到80～90℃，加入马来酸酐和对苯二酚得到不饱和端基超支化聚酯。5.根据权利要求1所述的抗冰抗冲击氟碳涂层，其特征在于，所述改性多异氰酸酯中的多异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六甲基二异氰酸酯和缩二脲多异氰酸酯中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的抗冰抗冲击氟碳涂层，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王楠，孙琳皓，唐玲玲，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：