一种风机叶片涂层及其制备方法与流程

1.本发明属于风机叶片技术领域，具体涉及一种风机叶片涂层及其制备方法。


背景技术：

2.近年来风电产业趋于向于大叶型、海上风场发展，因而风电叶片越做越大，维护成本也越来越高。然而叶片在运行过程中其经常受雨水、尘沙等冲击与磨损，以及南方潮湿环境的影响，表面存有大量的污迹及大量的有机物，容易加速叶片的老化与侵蚀。尤其是迎风面侧，叶片表面防护涂层的破坏，直接影响风力发电机叶片的气动性能，从而影响风机发电效率。若叶片表面涂层失去保护功能，则直接导致裸露的叶片玻璃钢基材受到腐蚀，从而影响叶片结构安全。
3.风力发电机叶片的传统防护体系通常为聚氨酯油漆加胶衣体系，对于叶片前缘会增加耐磨性较好的前缘防护油漆或胶衣，或者耐磨性较好的前缘保护聚氨酯贴膜。前缘保护膜虽然可以保障厚度均一，但前缘保护膜施工难度较大，维护困难，保护膜附着在叶片最外层，抗紫外老化性能较差，增加叶片维护难度。
4.鉴于上述技术缺陷，本发明创设一种新的风电叶片的表面防护方法及防护结构，提高叶片表面耐磨性，从而提高叶片防护等级，降低叶片维护成本，提高叶片产品的可靠性。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种风机叶片涂层及其制备方法。
6.本发明一方面提供了一种风机叶片涂层，包括：
7.腻子层，涂在风机叶片需修补区域上；
8.底漆层，涂装在所述风机叶片及所述腻子层的外部；
9.中间漆层，涂装在所述底漆层的外部；
10.面漆层，涂装在所述中间漆层的外部，所述面漆层由为纳米tio2改性的氟碳涂料涂装而成，且所述面漆层的厚度为50～70um，其中，纳米tio2在氟碳涂料中的质量含量为1％～5％。
11.进一步的，所述腻子层所用的腻子为聚氨酯腻子和环氧体系腻子中的一种。
12.进一步的，所述底漆层所用的底漆为环氧富锌底漆、环氧磷酸锌底漆、氟碳底漆中的一种。
13.进一步的，所述中间漆层所用的中间漆为环氧云铁中间漆、环氧中涂漆、聚氨酯中间漆、氟碳中涂漆中的一种。
14.进一步的，所述纳米tio2为锐钛矿型纳米二氧化钛、金红石型纳米二氧化钛中的一种或二者混合物。
15.本发明另一方面提供了一种风机叶片涂层的制备方法，包括如下步骤：
16.(1)对风机叶片进行表面清理和打磨；
17.(2)对所述风机叶片上需要修补区域进行腻子层修补，并使腻子层与周围的所述风机叶片表面平滑过渡；
18.(3)对所述风机叶片表面及腻子层进行底漆覆盖，使所述风机叶片上形成底漆层；
19.(4)在所述风机叶片的前缘处先涂装一遍中间漆，然后再对整个所述风机叶片的表面和前缘再涂装一遍中间漆，使所述风机叶片上形成中间漆层；
20.(5)在所述风机叶片的前缘处先涂装一遍面漆，然后再对整个所述风机叶片的表面和前缘再涂装一遍面漆涂装，使所述风机叶片上形成厚度为50～70um的面漆层。
21.进一步的，在对所述风机叶片上需要修补区域进行腻子层修补时，包括：
22.将所述风机叶片水平放置后，用玻璃钢刮板从所述风机叶片的叶根向叶尖方向、沿弦向、由低的一侧向高的一侧将腻子均匀的刮涂到修补区域，并用塑料刮板做好所述风机叶片的前缘的型线；其中，对于所述风机叶片的型面过渡不平滑区域，可多次刮涂腻子进行修型，并在每遍腻子层固化打磨后，再刮涂下一遍腻子。
23.进一步的，在对所述风机叶片上需要修补区域进行腻子层修补时，还包括对所述腻子层1进行表干检测，其包括：使用180目圆盘砂纸手动打磨所述腻子层，并在所述腻子层出现粉尘即可对其进行打磨。
24.进一步的，在对所述风机叶片上需要修补区域进行腻子层修补时，若所述腻子层表面出现针孔区域时，还需要对所述针孔区域进行腻子修补，并在所述针孔区域上的修补腻子固化后，对针孔腻子表面整体打磨一遍，保证所述腻子层无划痕并与周围型面平滑过渡。
25.进一步的，在对所述风机叶片涂装底漆之前，还包括：在所述风机叶片的前缘处先涂装一遍底漆，然后再对整个所述风机叶片的表面和前缘再涂装一遍底漆涂装，使所述底漆层覆盖所述风机叶片表面及腻子层。
26.本发明提供的一种风机叶片涂层及其制备方法，通过在风机叶片上依次涂装腻子层、底漆层、中间漆层和面漆层，使面漆层附着在风机叶片上，再通过将纳米tio2改性后的氟碳涂料作为面漆层所用的面漆中，能够提高风机叶片表面耐磨性，从而提高风机叶片防护等级，降低叶片维护成本，提高叶片产品的可靠性。
27.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
28.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
29.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
30.图1为本发明示例性实施例的一种风机叶片涂层的结构示意图。
31.图中：
32.1-腻子层，2-底漆层，3-中间漆层，4面漆层，5-修补区域。
具体实施方式
33.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
34.本发明提供了一种风机叶片涂层，参见图1，包括腻子层1、底漆层2、中间漆层3和面漆层4，腻子层1涂在风机叶片需修补区域5上；底漆层2涂装在风机叶片及腻子层1的外部；中间漆层3涂装在底漆层2的外部；面漆层4涂装在中间漆层3的外部，面漆层4由为纳米tio2改性的氟碳涂料涂装而成，且面漆层4的厚度为50～70um，其中，纳米tio2在氟碳涂料中的质量含量为1％～5％。
35.由于氟碳涂料比风电行业所用的涂料如聚氨酯涂料更具优势性，除了有较高的耐候、耐腐蚀性、附着力好等优势外,漆膜的使用年限也较高，可以达到10以上的防护年限。而通过纳米tio2改性的氟碳涂料则除了上述优势外还具有自清洁性、抗菌性、光催化性具体如下：
36.自清洁性：纳米tio2的防污主要是防止有机物在涂料表面的积聚，其作用机理一是其分解作用，在光照下纳米tio2不断分解聚积于涂料表面的有机物，使涂料表面吸附的灰尘失去和涂料之间的夹层“有机胶粘剂”，从而很容易除去；二是其超亲水性，在涂料表面产生一层水膜，将油性污染物与表面隔绝，不易在表面积聚。
37.抗菌性：纳米tio2具有抗菌、防锈、分解异臭、防污等功能，经阳光或室内光照射，就能杀死附着细菌，且很容易冲刷掉经氧化分解后的污垢物。纳米tio2对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等具有很强的杀菌能力。
38.光催化性：利用纳米tio2的光催化反应就可以把吸附在二氧化钛表面的有机污染物分解为co2和o2，同剩余的无机物一起可被雨水冲刷干净，从而实现自清洁功能。无机物在tio2表面也具有光学活性，纳米tio2在光照下具有超亲水性和超永久性，因此其具有防雾功能。
39.因此，通过将纳米tio2改性后的氟碳涂料作为面漆层4所用的面漆中，能够提高风机叶片表面耐磨性，从而提高风机叶片防护等级，降低叶片维护成本，提高叶片产品的可靠性。
40.作为一优选实施方式，腻子层1所用的腻子为聚氨酯腻子和环氧体系腻子中的一种。
41.作为一优选实施方式，底漆层2所用的底漆为环氧富锌底漆、环氧磷酸锌底漆、氟碳底漆中的一种。
42.作为一优选实施方式，中间漆层3所用的中间漆为环氧云铁中间漆、环氧中涂漆、聚氨酯中间漆、氟碳中涂漆中的一种。
43.作为一优选实施方式，纳米tio2为锐钛矿型纳米二氧化钛、金红石型纳米二氧化钛中的一种或二者混合物。
44.本发明另一方面提供的一种风机叶片涂层的制备方法，包括如下步骤：
45.(1)对风机叶片进行表面清理和打磨，具体为，先将叶根、前后缘处的玻璃钢毛边打磨掉，与周围风机叶片形成平滑过渡，再将风机叶片表面均匀打磨；
46.(2)对风机叶片上需要修补区域5进行腻子层1修补，并使腻子层1与周围的风机叶片表面平滑过渡；
47.(3)对风机叶片表面及腻子层1进行底漆覆盖，使风机叶片上形成底漆层2；
48.(4)在风机叶片的前缘处先涂装一遍中间漆，然后再对整个风机叶片的表面和前缘再涂装一遍中间漆，使风机叶片上形成中间漆层3；
49.(5)在风机叶片的前缘处先涂装一遍面漆，然后再对整个风机叶片的表面和前缘再涂装一遍面漆涂装，使风机叶片上形成厚度为50～70um的面漆层4。
50.作为一优选实施方式，在对风机叶片上需要修补区域5进行腻子层1修补时，包括：
51.将风机叶片水平放置后，用玻璃钢刮板从风机叶片的叶根向叶尖方向、沿弦向、由低的一侧向高的一侧将腻子均匀的刮涂到修补区域5，并用塑料刮板做好风机叶片的前缘的型线；其中，对于风机叶片的型面过渡不平滑区域，可多次刮涂腻子进行修型，并在每遍腻子层1固化打磨后，再刮涂下一遍腻子。
52.进一步的，在对风机叶片上需要修补区域5进行腻子层1修补时，还包括对腻子层1进行表干检测，其包括：使用180目圆盘砂纸手动打磨所述腻子层1，并在腻子层1出现粉尘即可对其进行打磨。
53.其中，在对风机叶片上需要修补区域5进行腻子层1修补时，若腻子层1表面出现针孔区域时，还需要对针孔区域进行腻子修补，并在针孔区域上的修补腻子固化后，对针孔腻子表面整体打磨一遍，保证腻子层1无划痕并与周围型面平滑过渡。
54.作为一优选实施方式，在对风机叶片涂装底漆之前，还包括：在风机叶片的前缘处先涂装一遍底漆，然后再对整个风机叶片的表面和前缘再涂装一遍底漆涂装，使底漆层2覆盖风机叶片表面及腻子层1。
55.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。