用于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的抗冰涂料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于風(fēng)力渦輪機(jī)的工業(yè)涂層技術(shù)領(lǐng)域，尤其是抗冰涂料。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的空氣動力特性對風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)性能而言是至關(guān)重要的。在寒冷 的季節(jié)和在寒冷的氣候中，葉片遭受其外表面上結(jié)冰的情況。冰的積聚，尤其在前緣區(qū)域 上，對葉片的空氣動力特性具有負(fù)面甚至嚴(yán)重的影響，因為它不僅影響風(fēng)機(jī)的能量性能而 且還通過在運行的風(fēng)力渦輪機(jī)中產(chǎn)生振動和不平衡影響轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)載荷，因此在部件上造成 更大的磨損。極端的冰積聚，甚至可以引起強(qiáng)制關(guān)機(jī)。結(jié)冰葉片的顯著速度和高度同樣地 招致危險，因為已經(jīng)形成在葉片上的大冰塊可能脫離并且以提升的速度落下。
[0003] 已經(jīng)設(shè)想多種系統(tǒng)來處理風(fēng)輪機(jī)葉片上冰的形成，例如主動和被動的抗冰和除冰 系統(tǒng)。
[0004] 一個被動的抗冰系統(tǒng)需要用抗冰涂料例如氟基黑色涂料涂敷葉片以在白天吸收 熱能并且在晚上釋放熱能，從而加熱葉片表面并且在一定程度上有助于防止冰的形成。然 而，這類涂料的有效性極其有限，特別是在非常寒冷的氣候中或者在非常短的冬天。疏水物 是另一種類型的抗冰涂料。它們阻止水粘附到葉片表面，并且因此阻止冰形成。然而，這類 涂料易于隨著時間的推移變成多孔的并且失去其防冰特性，而且涂料因此需要修復(fù)，導(dǎo)致 本身高成本，因為在相應(yīng)的工作中風(fēng)力渦輪機(jī)必須關(guān)閉。此外，疏水性的增加導(dǎo)致粘附力降 低，這可能導(dǎo)致涂料在葉片表面上粘附問題。
[0005] 例如，文獻(xiàn)ES2230913T3和GB2463675A中記載了用于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的抗冰涂 料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是通過一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的抗冰涂料來克服現(xiàn)有技術(shù)中的 上述缺點，所述抗冰涂料包括基礎(chǔ)涂料，所述基礎(chǔ)涂料包括溶劑和疏水成分，所述疏水成分 包括納米顆粒，其中，所述基礎(chǔ)涂料是聚氨酯高固體分（high solid)涂料，而且所述納米顆 粒是包括硅芯以及與葉片涂料相容的疏水有機(jī)硅涂層的大體球形化合物。
[0007] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，納米顆粒的硅芯包括硅粉。而基礎(chǔ)涂料是聚氨酯樹 脂涂料。
[0008] 優(yōu)選地，化合物納米顆粒作為分散體存在于基礎(chǔ)涂料中?？贡苛峡梢园ǚ菢O 性系統(tǒng)中的分散劑以便于分散體的形成。
[0009] 在本發(fā)明的一實施例中，所述溶劑是中等極性的有機(jī)溶劑。
[0010] 對本發(fā)明的抗冰涂料和風(fēng)力渦輪機(jī)上使用的傳統(tǒng)材料進(jìn)行對比測試認(rèn)為，本發(fā)明 的抗冰涂料與傳統(tǒng)的涂料具有相同的顏色、不透明度、光澤度、粘附性、磨損、氧化和層離特 性，但本發(fā)明的抗冰涂料顯著地改善了抗雨蝕和抗冰特性。
[0011] 本發(fā)明還涉及前面所述涂料作為風(fēng)力渦輪機(jī)葉片涂層的使用，而且涉及包括涂敷 有上面所述抗冰涂料的外表面的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片。
【具體實施方式】
[0012] 示例 1
[0013] 通過磁力攪拌，混合中等極性有機(jī)溶劑和分散劑來準(zhǔn)備溶劑組合物。
[0014] 將涂敷有有機(jī)硅化合物的硅粉芯納米顆粒添加劑添加到溶劑組合物中而且通過 機(jī)械攪拌混合兩種成分以獲得納米顆粒的分散體。
[0015] 納米顆粒的分散體通過機(jī)械攪拌與標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)涂料和固化劑混合，獲得根據(jù)本發(fā)明 的抗冰涂料。
[0016] 示例 2
[0017] 抗冰涂料和標(biāo)準(zhǔn)涂料被應(yīng)用到風(fēng)力渦輪機(jī)葉片上使用的傳統(tǒng)材料的各個層，然后 被測試以確定它們的顏色、不透明度、光澤度、粘附性、磨損、氧化、開裂和層離、耐雨蝕和抗 冰特性。下面的表格列出了測試結(jié)果：
[0018]
[0019]
【主權(quán)項】
1. 用于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的抗冰涂料，其包括基礎(chǔ)涂料，所述基礎(chǔ)涂料包括溶劑和疏水 成分，所述疏水成分包括納米顆粒，其中，所述基礎(chǔ)涂料是聚氨酯高固體分涂料而且所述納 米顆粒是包括硅芯以及與葉片涂料相容的疏水有機(jī)硅涂層的大體球形化合物。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗冰涂料，其中，所述硅芯包括硅粉。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗冰涂料，其中，所述基礎(chǔ)涂料是聚氨酯樹脂涂料。4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的抗冰涂料，其中，所述涂料包括非極性系統(tǒng)中的分散 劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項所述的抗冰涂料，其中，所述化合物納米顆粒以分散 體的形式存在于基礎(chǔ)涂料中。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一項所述的抗冰涂料，其中，所述溶劑是中等極性的有機(jī) 溶劑。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任何一項所述的抗冰涂料的使用，作為風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的涂 層。8. 風(fēng)力渦輪機(jī)葉片，其包括外表面，其中，所述外表面的至少一部分由權(quán)利要求1-6中 任何一項所述的抗冰涂料涂敷。
【專利摘要】一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的抗冰涂料，其包括基礎(chǔ)涂料，所述基礎(chǔ)涂料包括溶劑和疏水成分，所述疏水成分包括納米顆粒，其中，所述基礎(chǔ)涂料是聚氨酯高固體分涂料，而所述納米顆粒是包括硅芯以及與葉片涂料相容的疏水有機(jī)硅涂層的大體球形化合物。
【IPC分類】C09D7/12, C09D175/04
【公開號】CN104910773
【申請?zhí)枴緾N201510104227
【發(fā)明人】瑪麗亞·尤爾迪·桑圭薩, 羅薩里奧·馬丁內(nèi)斯·奧爾蒂戈斯, 阿爾穆德納·穆諾茲·巴比亞諾
【申請人】歌美颯創(chuàng)新技術(shù)公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年3月10日
【公告號】EP2918829A1, US20150260165