專利名稱：風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于涂料化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)能作為一種可再生、無污染的綠色能源，儲量豐富，取之不盡、用之不竭。風(fēng)能的大規(guī)模開發(fā)利用，將會有效減少石化能源的使用、減少溫室氣體排放、保護環(huán)境，大力發(fā)展風(fēng)能已經(jīng)成為世界各國政府的重要選擇。我國風(fēng)能資源豐富，伴隨著我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，風(fēng)機葉片用涂料的需求量自然也越來越大，但是，目前所用涂料多為溶劑型體系，施工過程中釋放出大量的溶劑，對環(huán)境污染嚴(yán)重，對生態(tài)健康更為不利，這與風(fēng)能本身所具有的環(huán)保屬性極為不符，更與我國 “節(jié)能減排”和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相悖。而對于風(fēng)機葉片用水性環(huán)保型涂料，雖然目前國內(nèi)已有部分廠家開始嘗試使用，但由于完全依賴進口，存在產(chǎn)品價格高、供貨周期長，尤其是對施工中出現(xiàn)的問題反饋慢等問題，使其應(yīng)用受到了嚴(yán)重的限制，因此，開發(fā)并使用水性風(fēng)機葉片涂料對我國來說顯得尤為重要并勢在必行。而我國國內(nèi)對風(fēng)機葉片涂料領(lǐng)域的研究較晚，設(shè)計思路為羥基丙烯酸樹脂+異氰酸酯固化劑，其構(gòu)成的涂料的低溫性能較差；還有采用羥基丙烯酸樹脂+聚酯樹脂+異氰酸酯固化劑組成的涂料，但涂膜耐候性較差，無法達到我國對風(fēng)電葉片涂料性能的較高要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于我國陸地及海洋等惡劣環(huán)境下的風(fēng)機葉片維護的風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，具有優(yōu)異的耐候性、保光保色、耐磨損、耐低溫性并其環(huán)保。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的(本發(fā)明所用原料均為現(xiàn)有技術(shù)中的市售產(chǎn)品)風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，由A組分和B組分組成，A組分和B組分的質(zhì)量配比為5:1;A組分的組成及各物質(zhì)在A組分中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為去離子水5. O 15%，防沉劑0. 2 O. 5%，潤濕分散劑0. 5 I. 0%，消泡劑0. 2 O. 3%，金紅石型鈦白粉25. O 30. 0%，炭黑0. I O. 2%，沉淀硫酸鋇1. O 9. 0%，丙烯酸分散體45. O 55. 0%，成膜助劑I. O 2. 0%,消光劑2. O 5. 0%，增稠劑0. 5 I. 5% ；B組分的組成及各物質(zhì)在B組分中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為聚醚親水改性HDI三聚體60. O 70. 0%，聚酯改性HDI三聚體15. O 25. 0%，丙二醇甲醚醋酸酯:5. O 25. 0%。A組分以丙烯酸分散體作為羥基組分，B組分以聚醚親水改性HDI三聚體中拼用部分聚酯改性HDI三聚體作為固化劑組分，制備出具有高彈性、高耐磨性和高耐候性的風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料。上述風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，所述的丙烯酸分散體為德國拜爾(Bayer)公司的Bayhydrol XP2470丙烯酸分散體。
上述風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，所述的聚醚親水改性HDI三聚體為法國羅地亞公司的 Rhodocoat WT2102。上述風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，所述的聚酯改性HDI三聚體為德國拜爾公司的Desmodur N3800。由于風(fēng)機多置于風(fēng)砂較多的沙漠、沿海地帶，會受到風(fēng)砂的侵蝕、磨損等，而且風(fēng)機葉片為容易變形的玻璃鋼材料，高速運動必會產(chǎn)生彈性變形，因此，固化劑選用聚醚親水改性HDI三聚體中拼用部分聚酯改性HDI三聚體，如羅地亞的Rhodocoat WT2102和拜爾(Bayer)的Desmodur N3800, Rhodocoat WT2102具有優(yōu)異的親水性，與水性丙烯酸樹脂極易混溶，而且保光耐候性較好，Desmodur N3800具有高耐候性、耐磨性和抗化學(xué)腐蝕性和低溫柔韌性能，按照一定比例混合可以提供涂膜較高彈性和耐磨性，且耐候性也相當(dāng)優(yōu)異。上述風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，所述的成膜助劑為二丙二醇丁醚，丙二醇甲醚 醋酸酯為助溶劑。成膜助劑具有增溶作用，能使丙烯酸分散體和固化劑進一步反應(yīng)，提高交聯(lián)密度，使綜合性能得到提高，可優(yōu)先使用具有較強的降低表面張力作用及較好的顏料潤濕性，同時又比較環(huán)保的丙二醇醚類和二丙二醇醚類溶劑，如二丙二醇丁醚。由于風(fēng)機葉片需要較長的使用壽命(至少20年)，因此風(fēng)機葉片涂膜性能要求相應(yīng)較高，其中，成膜樹脂使用的純丙類的輕基丙烯酸分散體，如拜爾(Bayer)的Bayhydrol XP2470丙烯酸分散體，可提供較好的耐候性，提高風(fēng)機葉片涂膜的耐久性。上述風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，所述的金紅石型鈦白粉為金紅石型鈦白粉TS-6200，所述炭黑為日本三菱的炭黑MA-100 ;可以有效提高涂膜的耐候性。所述沉淀硫酸鋇的粒度為400目；性能穩(wěn)定、吸油量低，提高風(fēng)機葉片涂膜的機械強度。上述風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，所述的潤濕分散劑為EFKA 4560。上述風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，所述的消泡劑為BYK-024。上述風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，所述的防沉劑為Bentone EW，所述增稠劑為RM-8W。消光劑用于調(diào)整涂膜的光澤，由于風(fēng)機葉片涂膜要求設(shè)計較低的光澤，因此加入穩(wěn)定性較好的消光粉，如Degussa 0K520,具有較高的消光效率和儲存穩(wěn)定性。本發(fā)明主要是以水作為分散介質(zhì)，由于水的表面張力較高，因此，對顏填料的潤濕能力較差，需加入潤濕分散劑(如EFKA 4560)保證顏填料的分散穩(wěn)定性。由于體系中有表面活性劑的存在，容易引起泡沫的產(chǎn)生，因此，需要加入消泡劑(如BYK-024)。此外，還需加入防沉劑(如海明斯的Bentone-EW)來改善儲存穩(wěn)定性，加入增稠劑(如羅門哈斯RM-8W)提高體系黏度和水性涂料的滾涂施工性。上述風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料的制備方法，包括如下步驟(I)A組分的制備按配方量先加入去離子水，攪拌下緩慢加入防沉劑，高速分散至呈均一粘稠漿狀液體后，加入潤濕分散劑和消泡劑攪拌15min，然后加入顏填料金紅石型鈦白粉、炭黑和沉淀硫酸鋇，分散均勻后用砂磨研至細度小于30 μ m，過濾除去研磨砂，加入丙烯酸分散體、成膜助劑和消光劑，分散均勻且細度小于30 μ m，最后加入增稠劑，用去離子水調(diào)整固體份后，過濾包裝即為A組分；(2) B組分的制備按配方量將聚醚親水改性HDI三聚體、聚酯改性HDI三聚體和丙二醇甲醚醋酸酯混合分散均勻，用水調(diào)整固體分后，過濾包裝即為B組分；
(3)將A組分和B組分按照質(zhì)量配比為5 1混合，攪拌均勻即得風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，不但具有優(yōu)異的性能，如耐候性、耐磨性及耐低溫性能，保證了風(fēng)機葉片的長久運行；而且由于以水作為主要分散介質(zhì)，具有低VOC釋放量，低氣味，對人體危害小，不燃，貯存、運輸和使用過程中均體現(xiàn)了其獨有的安全性，并且性能優(yōu)異等優(yōu)點，不但可以消除由于大量有害溶劑聚集構(gòu)成的安全隱患，并且對施工人員的身心健康也大有裨益。本發(fā)明提出的水性聚氨酯涂料可以單獨作為外面漆使用，具有很好的防護性能；也可以同時與防腐底漆配套使用，使綜合性能更加優(yōu)異。
具體實施例方式實施例一至實施例三中的A組分和B組分的配方如表I所示
權(quán)利要求
1.風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，其特征在于，由A組分和B組分組成，A組分和B組分的質(zhì)量配比為5:1; A組分的組成及各物質(zhì)在A組分中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為去離子水5. O 15%，防沉劑0. 2 O.5%，潤濕分散劑0. 5 I. 0%，消泡劑0. 2 O. 3%，金紅石型鈦白粉25. O 30. 0%，炭黑0. I O. 2%，沉淀硫酸鋇1. O 9. 0%，丙烯酸分散體45. O 55. 0%，成膜助劑:1. O 2. 0%,消光劑2. O 5. 0%,增稠劑0. 5 I. 5% ; B組分的組成及各物質(zhì)在B組分中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為聚醚親水改性HDI三聚體60. O 70. 0%，聚酯改性HDI三聚體15. O 25. 0%，丙二醇甲醚醋酸酯:5. O 25. 0%。
2.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述的丙烯酸分散體為德國拜爾(Bayer)公司的Bayhydrol XP2470丙烯酸分散體。
3.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述的聚醚親水改性HDI三聚體為法國羅地亞公司的Rhodocoat WT2102。
4.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述的聚酯改性HDI三聚體為德國拜爾公司的Desmodur N3800。
5.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述的成膜助劑為二丙二醇丁醚，丙二醇甲醚醋酸酯為助溶劑。
6.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述的金紅石型鈦白粉為金紅石型鈦白粉TS-6200，所述炭黑為日本三菱的炭黑MA-100 ;所述沉淀硫酸鋇的權(quán)度為400目ο
7.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述的潤濕分散劑為 EFKA 4560。
8.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述的消泡劑為BYK-024。
9.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述的防沉劑為Bentone EW，所述增稠劑為RM-8W。
10.權(quán)利要求I所述風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于，包括下步驟 (1)A組分的制備按配方量先加入去離子水，攪拌下緩慢加入防沉劑，高速分散至呈均一粘稠漿狀液體后，加入潤濕分散劑和消泡劑攪拌15min，然后加入顏填料金紅石型鈦白粉、炭黑和沉淀硫酸鋇，分散均勻后用砂磨研至細度小于30 μ m，過濾除去研磨砂，加入丙烯酸分散體、成膜助劑和消光劑，分散均勻且細度小于30 μ m，最后加入增稠劑，用去離子水調(diào)整固體份后，過濾包裝即為A組分； (2)B組分的制備按配方量將聚醚親水改性HDI三聚體、聚酯改性HDI三聚體和丙二醇甲醚醋酸酯混合分散均勻，用水調(diào)整固體分后，過濾包裝即為B組分； (3)將A組分和B組分按照質(zhì)量配比為51混合，攪拌均勻即得風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料。
全文摘要
本發(fā)明涉及風(fēng)機葉片用水性聚氨酯涂料及其制備方法，由A組分和B組分組成，A組分和B組分的質(zhì)量配比為51；A組分的組成為去離子水，防沉劑，潤濕分散劑，消泡劑，金紅石型鈦白粉，炭黑，沉淀硫酸鋇，丙烯酸分散體，成膜助劑，消光劑和增稠劑；B組分的組成為聚醚親水改性HDI三聚體，聚酯改性HDI三聚體和丙二醇甲醚醋酸酯。本發(fā)明以水作為主要分散介質(zhì)，具有低VOC釋放量，低氣味，對人體危害小，不燃，貯存、運輸和使用過程中均體現(xiàn)了其獨有的安全性，并且性能優(yōu)異等優(yōu)點，不但可以消除由于大量有害溶劑聚集構(gòu)成的安全隱患，并且對施工人員的身心健康也大有裨益。
文檔編號C09D7/12GK102863892SQ20121036963
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者杜景怡, 賈艷華, 孫希鵬, 劉會成, 穆成泉 申請人:中遠關(guān)西涂料化工(天津)有限公司