【技术实现步骤摘要】
本申请涉及风电叶片用涂料领域，更具体地说，它涉及一种海上风电叶片用快干弹性涂料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、海上风电叶片是风力发电机组中的关键部件之一，其作用是将风能转化为机械能，进而通过发电机转化为电能。由于我国沿海地区的运行环境恶劣，相比于陆地风电叶片，海上风电叶片不仅要在长期连续运行中承受着巨大的载荷，还要遭受来自雨水、盐雾、生物残骸的腐蚀，以及雷击、台风的破坏，若是海上风电叶片出现事故，则不仅会带来昂贵的修补费用，更会造成发电量的严重损失，因此为了控制风险，海上风电叶片对其表面所涂覆的涂层材料具有极高的性能要求。
2、树脂类型是影响涂料性能的最主要因素，对于树脂的研究，国内外已经进行了许多工作，目前可应用于海上风电叶片用涂料的树脂主要有聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、氟碳树脂、有机硅树脂及环氧树脂。近几年，国外通常基于聚氨酯来制备海上风电叶片用涂料，例如ppg公司推出了由聚氨酯底漆和聚氨酯面漆所组成的薄膜型海上风电叶片用防护涂层系统，该涂层的附着力、柔韧性及耐雨蚀能力较强，但是该涂层只适应欧洲的海上环境，国内气候环境与国外不同，该涂层在中国海域根本无法抵抗高温、高浓度的盐雾水汽、结冰以及台风等情况。
3、随着国内研究者们对天冬聚脲体系这种功能强大的高分子材料体系研究的不断深入，天冬聚脲体系涂料成为了近年来海上风电叶片用涂料的研发重点。天冬聚脲体系通常由天门冬氨酸酯树脂搭配弹性固化剂组成，具有高固含、环保性好、耐候性高、耐腐蚀性强及力学性能优异等特点，制得的涂层可以抵抗中国海域的恶劣气候及环境，降低海
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本申请提供一种海上风电叶片用快干弹性涂料及其制备方法与应用。
2、第一方面，本申请提供的一种海上风电叶片用快干弹性涂料，采用如下的技术方案：一种海上风电叶片用快干弹性涂料，按重量份计，包括以下原料：a组分：天门冬氨酸酯树脂20-40份，分散剂0.5-1份，防沉剂0.2-0.6份，消泡剂0.2-1份，防流挂剂0.1-1份，硫酸钡10-30份，钛白粉10-30份，吸水剂0-10份，流平剂0.1-0.2份，溶剂0-20份；b组分：异氰酸酯三聚体0-30份，异氰酸酯弹性预聚物70-100份，溶剂0-30份；其中，所述异氰酸酯弹性预聚物由多元醇和异氰酸酯单体预聚而成；所述异氰酸酯单体为六亚甲基二异氰酸酯或五亚甲基二异氰酸酯。
3、通过采用上述技术方案，本申请采用六亚甲基二异氰酸酯(hdi)或五亚甲基二异氰酸酯(pdi)作为异氰酸酯单体与多元醇预聚得到异氰酸酯弹性预聚物，相比于含有环状结构的其他异氰酸酯单体，例如mdi、hmdi、tdi、ipdi等，六亚甲基二异氰酸酯(hdi)和五亚甲基二异氰酸酯(pdi)均为直链的脂肪族异氰酸酯单体，与多元醇预聚后得到的异氰酸酯弹性预聚物不仅具有优异的拉伸性能，同时具有较高的回弹性能，降低了制得的涂层在不断被砂石击打的情况下而不断延长最终脱落的可能性，显著提高了涂层的耐雨蚀能力。并且，由于六亚甲基二异氰酸酯(hdi)和五亚甲基二异氰酸酯(pdi)均为直链型异氰酸酯单体，因此采用二者与多元醇制得的异氰酸酯弹性预聚物具有较低的粘度，在制备涂料时只需添加少量溶剂，甚至无需添加溶剂，更为环保。
4、异氰酸酯三聚体为本领域常用异氰酸酯三聚体，例如hdi三聚体、ipdi三聚体、pdi三聚体、mdi三聚体、tdi三聚体等。在本申请的具体实施方式中，选用hdi三聚体为例进行说明。
5、分散剂为本领域常用分散剂，例如阴离子分散剂、阳离子分散剂、非离子型分散剂、双性型润湿分散剂、电中性型润湿分散剂、高分子型超分散剂、自由基型超分散剂等。上述分散剂在本申请中均可以起到较好的分散效果。在本申请的具体实施方式中，选用德国毕克的高分子型超分散剂byk-163为例进行说明。
6、防沉剂采用疏水型气相二氧化硅，疏水型气相二氧化硅不仅可以使涂料在静置时具有优异的防沉性和储存稳定性，还能使涂料在施工时具有优异的流动性，附着在基材上后具有良好的防流挂性能，制得的涂层具有良好的漆膜外观和致密性。
7、消泡剂为本领域常用消泡剂，例如聚醚型消泡剂、有机硅型消泡剂、聚醚改性有机硅型消泡剂等。上述消泡剂在本申请中均可以起到较好的消泡效果，其中聚醚型消泡剂的亲油亲水比例更为适中，消泡速率更高，且与天门冬氨酸酯等具有较好的相容性。在本申请的具体实施方式中，选用德国毕克的byk-1790、byk-054和byk-052中的一种为例进行说明。
8、在本申请的具体实施方式中，防流挂剂采用德国毕克的byk-410，其能与防沉剂配合充分起到防流挂的作用。硫酸钡的目数为1250目，钛白粉采用金红石型钛白粉，吸水剂采用3a分子筛。
9、流平剂为本领域常用流平剂，例如聚丙烯酸酯类流平剂、氟碳改性聚丙烯酸酯类流平剂等，两种类型的流平剂均可以在本申请中达到良好的流平效果。在本申请的具体实施方式中，选用德国毕克的byk-354、byk-399、埃夫卡的efka-3600中的一种为例进行说明。
10、溶剂为本领域常用溶剂，例如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙二醇二醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、100号溶剂油、150号溶剂油、甲苯、二甲苯和三甲苯等。在本申请的具体实施方式中，选用乙酸正丁酯为例进行说明。
11、优选的，所述异氰酸酯单体为五亚甲基二异氰酸酯。
12、通过采用上述技术方案，本申请经试验数据验证，相比于六亚甲基二异氰酸酯(hdi)，采用五亚甲基二异氰酸酯(pdi)作为异氰酸酯单体与多元醇预聚得到异氰酸酯弹性预聚物制得的海上风电叶片用快干弹性涂料的回弹性能更强，并且在制备涂料时无需加热便可使用，提高了生产效率。推测其原因，可能是因为相比于六亚甲基二异氰酸酯(hdi)，五亚甲基二异氰酸酯(pdi)的分子规整度更低，制得的异氰酸酯弹性预聚物更不易结晶，从而使异氰酸酯弹性预聚物回弹性能更好。
13、优选的，所述多元醇为聚己内酯多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇和聚碳酸酯多元醇中的一种。
14、通过采用上述技术方案，本申请采用聚己内酯多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇或聚碳酸酯多元醇与异氰酸酯单体预聚得到异氰酸酯弹性预聚物能够使海上风电叶片用快干弹性涂料在5wt％氢氧化钠溶液中浸泡10d后仍无涂膜病态现象发生，而采用除以上多元醇以外的多元醇制得的异氰酸酯弹性预聚物所得海上风电叶片用快干弹性涂料在5wt％氢氧化钠溶液中浸泡10d后均出现了起泡的现象，本领域技术人员公知，兼具高回弹性能和高拉伸性能的涂料结构必然存在很多的线型本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种海上风电叶片用快干弹性涂料，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：A组分：天门冬氨酸酯树脂20-40份，分散剂0.5-1份，防沉剂0.2-0.6份，消泡剂0.2-1份，防流挂剂0.1-1份，硫酸钡10-30份，钛白粉10-30份，吸水剂0-10份，流平剂0.1-0.2份，溶剂0-20份；B组分：异氰酸酯三聚体0-30份，异氰酸酯弹性预聚物70-100份，溶剂0-30份；其中，所述异氰酸酯弹性预聚物由多元醇和异氰酸酯单体预聚而成；所述异氰酸酯单体为六亚甲基二异氰酸酯或五亚甲基二异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述的一种海上风电叶片用快干弹性涂料，其特征在于，所述多元醇为聚己内酯多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇和聚碳酸酯多元醇中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种海上风电叶片用快干弹性涂料，其特征在于，所述多元醇的分子量为400-5000。
4.根据权利要求1所述的一种海上风电叶片用快干弹性涂料，其特征在于，所述异氰酸酯弹性预聚物采用以下方法制得：
5.根据权利要求1所述的一种海上风电叶片用快干弹性涂料，其特征在于，所述天门冬氨酸酯树
6.根据权利要求1所述的一种海上风电叶片用快干弹性涂料，其特征在于，所述原料中的A组分还包括5-20重量份的改性天门冬氨酸酯树脂；所述改性天门冬氨酸酯树脂由天门冬氨酸酯树脂与多元醇进行酯交换反应得到；所述多元醇为聚四氢呋喃多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇中的一种。
7.根据权利要求6所述的一种海上风电叶片用快干弹性涂料，其特征在于，所述多元醇的分子量为500-2000。
8.根据权利要求6所述的一种海上风电叶片用快干弹性涂料，其特征在于，所述多元醇的羟基与天门冬氨酸酯树脂的酯键的摩尔比为（0.1-0.2）:1。
9.一种权利要求1-8任一项所述海上风电叶片用快干弹性涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种海上风电叶片用快干弹性涂料的应用，其特征在于，将权利要求1-8任一项所述海上风电叶片用快干弹性涂料中A组分和B组分混合均匀后涂覆于海上风电叶片表面，得到厚度为200-600μm的涂层。
...【技术特征摘要】
1.一种海上风电叶片用快干弹性涂料，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：a组分：天门冬氨酸酯树脂20-40份，分散剂0.5-1份，防沉剂0.2-0.6份，消泡剂0.2-1份，防流挂剂0.1-1份，硫酸钡10-30份，钛白粉10-30份，吸水剂0-10份，流平剂0.1-0.2份，溶剂0-20份；b组分：异氰酸酯三聚体0-30份，异氰酸酯弹性预聚物70-100份，溶剂0-30份；其中，所述异氰酸酯弹性预聚物由多元醇和异氰酸酯单体预聚而成；所述异氰酸酯单体为六亚甲基二异氰酸酯或五亚甲基二异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述的一种海上风电叶片用快干弹性涂料，其特征在于，所述多元醇为聚己内酯多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇和聚碳酸酯多元醇中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种海上风电叶片用快干弹性涂料，其特征在于，所述多元醇的分子量为400-5000。
4.根据权利要求1所述的一种海上风电叶片用快干弹性涂料，其特征在于，所述异氰酸酯弹性预聚物采用以下方法制得：
5.根据权利要求1所述的一种海上风电叶片用快干弹性涂料，其特征在于，所述天门冬氨酸酯树脂由胺和酯加成得到；其中，所述胺包括1,6-己二胺、2-甲基戊二胺、1,3-环己二甲胺、1,3...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕文章，何飞云，朱龙晖，黄华冰，邱小勇，林哲鑫，罗善锴，
申请(专利权)人：深圳飞扬骏研新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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