【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及除冰，具体而言，本专利技术涉及一种环氧树脂涂料、环氧树脂涂层及其制备方法和应用。
技术介绍
1、化石能源作为一种有限的能源，已不能满足当前人们的生活需求以及科技发展。风能来源于大气的运动，是一种可再生的清洁能源。我国地貌复杂，海岸线长，风能资源丰富。风力发电机主要分布在沿海地区及高海拔地区，当环境温度低于0℃时，风力发电机组叶片极易结冰，会造成机械故障、功率损失、叶片寿命降低等问题。目前常用的风机叶片除冰技术包括主动除冰技术和被动除冰技术。
2、风机叶片主动除冰技术分为热力除冰和机械除冰。热力除冰通过加热的方式使得叶片表面与冰层之间形成一层水膜，降低冰的粘附力，在风力机组运转时，离心力极易将覆冰抛出，主要包括电热除冰、气热除冰。机械除冰通过物理振动的形式破碎叶片表面覆冰，在重力或离心力的作用下使冰层脱落，主要包括人工除冰、气动脉冲除冰、膨胀管除冰。风机叶片被动除冰技术指通过改变叶片表面的物理属性，减缓或阻止叶片覆冰，主要包括疏水涂层除冰、吸能涂层除冰。人工除冰效率较低、成本较高且存在一定人工危险性，故仅在叶片覆冰情况极为严重的情况下使用。气动脉冲除冰和膨胀管除冰成本高，维修成本大，技术复杂。疏水涂层除冰和吸能涂层除冰成本较低，维修技术也较简单，但聚合物涂层在叶片结冰条件下并不能完全阻止覆冰，且在低温条件下韧性和质密性会受到很大影响，涂层表面易产生裂纹、空隙，失去防冰能力。热力除冰成本低，除冰效果好，已广泛应用于各大风电场，其中电热除冰应用占比最大。
3、风机叶片表面涂层材料大多选用环氧树脂。
4、因此，急需开发一种低掺量导电填料、升温发热速率快且力学性能优异的除冰涂层。
技术实现思路
1、本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：目前的环氧树脂发热涂层存在的不足：(1)环氧树脂中导电填料掺量低，导电性能差，导致涂层升温速率低。(2)使用有机试剂作为分散介质。然而，大多数的有机试剂呈油性，微毒，具有刺激性气味，不利于人工安全和生态环境。(3)提高环氧树脂中导电填料的掺量，导电发热性能虽有所提高，但会导致环氧树脂粘结性、韧性降低。(4)大多数环氧树脂涂层导热性能未得到明显改善，不能将热量快速传导至整个涂层乃至外部区域，严重影响除冰效果。
2、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种环氧树脂涂料、环氧树脂涂层及其制备方法和应用，采用含有水溶型石墨烯、氧化石墨烯或多壁碳纳米管的导电填料以及导热填料，能够提升涂层的快速升温性能，升温发热速率快；能够改善环氧树脂的韧性，力学性能优异；添加导热填料与导电填料进行配合，便于将导电填料产生的焦耳热快速传导至涂层及外部区域，增强涂层的整体导热性能，提高除冰效果。
3、本专利技术实施例提供一种环氧树脂涂料，以质量计，包括：
4、100份环氧树脂；
5、33～67份导电填料；
6、5～20份导热填料；
7、50～60份固化剂；
8、15～24份助剂；
9、其中，所述导电填料包括水溶型石墨烯、氧化石墨烯或多壁碳纳米管中的至少一种。
10、本专利技术实施例的环氧树脂涂料带来的优点和技术效果：1、采用含有水溶型石墨烯、氧化石墨烯或多壁碳纳米管的导电填料以及导热填料，能够提升涂层的快速升温性能，升温发热速率快；能够改善环氧树脂的韧性，力学性能优异；添加导热填料与导电填料进行配合，便于将导电填料产生的焦耳热快速传导至涂层及外部区域，增强涂层的整体导热性能，提高除冰效果。
11、2、本专利技术实施例中，在涂料中添加少量导热填料，能在短时间内将具有优异通电发热性能的石墨烯、氧化石墨烯和碳纳米管产生的热量快速传导至整个涂层表面，保证了快速的通电温升效果(升温速率≥40℃/min)，实现低能耗、高效率除冰。采用水作为分散介质，避免了采用有机试剂作溶剂引发的环境污染问题，是一种环境友好型的涂料。水性环氧树脂涂料具有低voc含量，无毒无味，便于施工。
12、在一些实施例中，环氧树脂涂料以质量计，包括：100份环氧树脂；43～54份导电填料；5～10份导热填料；50～60份固化剂；15～24份助剂。
13、在一些实施例中，所述导电填料包括水溶型石墨烯、氧化石墨烯和多壁碳纳米管；
14、和/或，所述导热填料包括氮化硼、氮化铝中的至少一种；
15、和/或，所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂e51、丙烯酸环氧树脂、甘油环氧树脂、脂环族环氧树脂中的至少一种；
16、和/或，所述固化剂包括三乙烯四胺、二氨基二苯甲烷、异佛尔酮二胺中的至少一种；
17、和/或，所述助剂包括偶联剂、老化剂、增塑剂中的至少一种。
18、在一些实施例中，所述导电填料中，水溶型石墨烯、氧化石墨烯和多壁碳纳米管的质量比为100：5～15：20～30。
19、在一些实施例中，所述环氧树脂与偶联剂的质量比为100：3～6；所述偶联剂包括硅烷偶联剂kh550、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂中的至少一种；
20、和/或，所述环氧树脂与老化剂的质量比为100：2～3；所述老化剂包括防老剂dnp、防老剂264、水杨酸苯酯中的至少一种；
21、和/或，所述环氧树脂与增塑剂的质量比为100：10～15；所述增塑剂包括dos增塑剂、eso增塑剂、硬脂酸中的至少一种。
22、在一些实施例中，所述氮化硼的平均粒径为1～20μm；所述氮化铝的平均粒径为10～30μm。
23、在一些实施例中，所述水溶型石墨烯的固含量为20％～40％；
24、和/或，所述氧化石墨烯的厚度为0.55～1.2nm；所述氧化石墨烯的层数为1～5；所述氧化石墨烯的尺寸为50～300μm；所述氧化石墨烯的含氧量为30％～40％；
25、和/或，所述多壁碳纳米管的内径为3～5nm，外径为8～15nm，长度为3～12μm；所述多壁碳纳米管的比表面积大于250m2/g；所述多壁碳纳米管的d50平均粒径不大于7μm。
26、本专利技术实施例提供一种环氧树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：
27、(1)在环氧树脂中加入导电填料，搅拌，得到混合浆料；
28、(2)在所述混合浆料中加入导热填料、固化剂和助剂，搅拌，得到环氧树脂涂料。
29、本专利技术实施例中，先在环氧树脂中加入导电填料，有利于导电填料与环氧树脂充分混合，保证涂料固化后发热均匀，然后再加入导热填料、固化剂和助剂进行混合，得到环氧树脂涂料。
30、本专利技术实施例提供一种环氧树脂涂层，所述环氧树脂涂层由环本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环氧树脂涂料，其特征在于，以质量计，包括：
2.根据权利要求1所述的环氧树脂涂料，其特征在于，环氧树脂涂料以质量计，包括：100份环氧树脂；43～54份导电填料；5～10份导热填料；50～60份固化剂；15～24份助剂。
3.根据权利要求1所述的环氧树脂涂料，其特征在于，所述导电填料包括水溶型石墨烯、氧化石墨烯和多壁碳纳米管；
4.根据权利要求3所述的环氧树脂涂料，其特征在于，所述导电填料中，水溶型石墨烯、氧化石墨烯和多壁碳纳米管的质量比为100：5～15：20～30；
5.根据权利要求1所述的环氧树脂涂料，其特征在于，所述水溶型石墨烯的固含量为20％～40％；
6.一种权利要求1-5中任一项所述的环氧树脂涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.一种环氧树脂涂层，其特征在于，所述环氧树脂涂层由环氧树脂涂料固化得到，所述环氧树脂涂料包括权利要求1-5中任一项所述的环氧树脂涂料，所述环氧树脂涂层中设有加热电极。
8.根据权利要求7所述的环氧树脂涂层，其特征在于，所述加热电极包括正极和负
9.一种权利要求7-8中任一项所述的环氧树脂涂层的制备方法，其特征在于，包括：在基材上涂覆环氧树脂涂料，然后在所述涂覆后的环氧树脂涂料中布置加热电极，固化，得到环氧树脂涂层。
10.一种权利要求1-5中任一项所述的环氧树脂涂料或权利要求7-8中任一项所述的环氧树脂涂层的应用，其特征在于，用于风机叶片电加热除冰和/或防覆冰；
...【技术特征摘要】
1.一种环氧树脂涂料，其特征在于，以质量计，包括：
2.根据权利要求1所述的环氧树脂涂料，其特征在于，环氧树脂涂料以质量计，包括：100份环氧树脂；43～54份导电填料；5～10份导热填料；50～60份固化剂；15～24份助剂。
3.根据权利要求1所述的环氧树脂涂料，其特征在于，所述导电填料包括水溶型石墨烯、氧化石墨烯和多壁碳纳米管；
4.根据权利要求3所述的环氧树脂涂料，其特征在于，所述导电填料中，水溶型石墨烯、氧化石墨烯和多壁碳纳米管的质量比为100：5～15：20～30；
5.根据权利要求1所述的环氧树脂涂料，其特征在于，所述水溶型石墨烯的固含量为20％～40％；
6.一种权利要求1-5中任一项所述的环氧树脂涂料的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛霖，袁小亚，赵磊，傅孝良，吴瀛坤，李远庆，桂尊曜，蒲云东，赵仁航，李秦良，王鹏，
申请(专利权)人：国电投重庆能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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