一种快干型风机叶片针孔修补剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及化工材料技术领域，特别涉及一种快干型风机叶片针孔修补剂及其制备方法。

背景技术：

2.新能源获得强劲的发展势头，其中也包括了风力发电。主流风力发电装置所用的叶片的一般是玻璃钢叶片，可采用的成型工艺有手工成型法、压缩成型法、smc成型法、rtm成型法、真空热压成型法以及真空袋成型工艺等。叶片成型后表面局部区域会有针孔、小凹坑等缺陷，若不对其修补，会在长时间运行过程中形成局部应力集中，减少叶片使用寿命。传统的修补方式通常是聚氨酯材料，修补后往往需要干燥20分钟以上才能打磨，效率较低。
3.而如公开号为cn107513341a，公开日为2017年12月26日的专利文件公开了一种快干高固体聚脲涂料、其制备方法及应用。该快干高固体聚脲涂料按照重量份数计，快干高固体聚脲涂料包括：20～45份的改性聚天门冬氨酸酯树脂、15～35份的异氰酸酯类固化剂、5～15份的复合防锈颜料、10～ 45份的颜填料、1～5份的助剂和5～15份的溶剂；其中，改性聚天门冬氨酸酯树脂为胺类单体与顺丁烯二酸酐、醇类的单体按摩尔比1:1.8～ 2.3:3.8～4.9制备而成。该发明的快干高固体聚脲涂料由于其特定的上述成分及成分含量的完美配合，使得该发明所提供的快干高固体聚脲涂料具有优异的机械性能、防腐性能和装饰性能，可以明显改善施工生产效率，减少施工时间、能源消耗、voc排放和人工成本。
4.上述方案采用聚脲涂料获得了快干修补剂，但是其仍需有机溶剂进行调配，并且制备过程较为复杂，在环保要求日益严格的情况下，无法满足需求。因此需要开发一种无溶剂快干型修补剂，对叶片表面针孔等细小缺陷快速修补。

技术实现要素：

5.为解决上述现有修补剂效率不足、不够环保的问题，本发明提供一种快干型风机叶片针孔修补剂，包括甲组份和乙组分；
6.所述甲组份由天门冬氨酸酯树脂、填料及助剂组成；所述乙组份由纳米增强剂改性的多异氰酸酯固化剂组成。
7.在一些实施例中，所述甲组分与所述乙组分的质量配比为1.90～2.30:1。
8.在一些实施例中，所述天门冬氨酸酯树脂由含环己烷结构的天门冬氨酸酯与含直链烷烃结构的天门冬氨酸酯复配而成。
9.在一些实施例中，所述含环己烷结构的天门冬氨酸酯固含量≥97％，粘度 900～3000cp(25℃)，等效羟基含量5.15％～6.25％；所述含直链烷烃结构的天门冬氨酸酯固含量≥97％，粘度60～1000cp(25℃)，等效羟基含量5.15％～ 6.10％。
10.在一些实施例中，所述复配天门冬氨酸酯中，含环己烷结构的天门冬氨酸酯占比为75％～85％，含直链烷烃结构天门冬氨酸酯占比为15％～25％。
11.在一些实施例中，所述纳米增强剂为使用六甲基二硅氮烷进行处理的疏水型气相
二氧化硅。所述气相二氧化硅比表面积200～300m2/g，吸油量220～ 300ml/100g，优选广州汇富hb～612。
12.在一些实施例中，所述填料包括钛白粉及分子筛；所述的钛白粉为市售金红石型钛白粉，目数为325目～800目，吸油量20～30ml/100g；所述的分子筛为市售分子筛除水剂，可以选用钾a型分子筛(3a)、钠a型分子筛 (4a)、钙a型分子筛(5a)中的一种或多种任意复配。
13.在一些实施例中，所述多异氰酸酯固化剂为市售无溶剂hdi三聚体或hdi 缩二脲固化剂异氰酸酯固化剂。
14.在一些实施例中，所述助剂包括分散剂、消泡剂及催干剂。
15.在一些实施例中，所述分散剂为市售丙烯酸酯型分散剂，所述消泡剂为市售聚硅氧烷消泡剂，所述催干剂为市售二环脒。
16.在一些实施例中，所述甲组份及所述乙组分各组分质量份数为：
[0017][0018]
一种快干型风机叶片针孔修补剂的制备方法，步骤如下：
[0019]
甲组分的制备步骤：
[0020]
在高速分散器中将复配树脂、助剂初步分散均匀；初步分散后加入钛白粉高速分散搅拌20～40分钟；然后继续加入分子筛，高速分散搅拌5～10分钟，过滤包装，即得甲组份。
[0021]
乙组分的制备步骤：
[0022]
在反应釜中通入氮气保护，加入异氰酸酯固化剂，再加入纳米二氧化硅，在氮气保护下高速分散搅拌10～20分钟；过滤包装，即为乙组分。
[0023]
在一些实施例中，在所述甲组份过滤包装前进行细度、粘度的检测。
[0024]
基于上述，与现有技术相比，本发明有益效果如下:
[0025]
1、本发明的主体树脂选择的是复配天门冬氨酸酯树脂，且复配所用的树脂分子结
构中分别带环己烷结构与直链烷烃结构。带环己烷结构的天门冬氨酸酯树脂强度高、弹性模量大，刚性强，能为修补剂日后长时间运行提供良好的结构强度；带直链烷烃结构的天门冬氨酸酯树脂强度稍低，但是断裂伸长率高，树脂弹性好，具有优异的抗疲劳性能。二者复配后在微观上形成弹性-刚性共聚树脂链段，能够很好地吸收叶片长时间运行过程中扭曲变形的能量，避免修补剂从叶片基材剥离，防止树脂因应力疲劳而破坏
[0026]
2、本发明所选的复配天门冬氨酸酯树脂体系活性较高，固化迅速，在此基础上进一步添加二环脒催干剂，可以令修补剂固化速度更快，施工后11～ 13min即可打磨。
[0027]
3、本发明的乙组分采用含硅羟基的纳米二氧化硅对异氰酸酯固化剂进行改性。经过改性后，部分异氰酸酯接枝到纳米二氧化硅上，形成多支化的异氰酸酯固化剂，与修补剂甲组分固化后，可以形成更高强度的树脂网络节点，进一步提高修补剂的耐疲劳性、韧性及强度性能。
[0028]
本发明的其它特征和有益效果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有益效果可通过在说明书、权利要求书中所指出的结构和/或组分来实现和获得。
具体实施方式
[0029]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；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。
[0030]
在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本发明的限制；应进一步理解，本发明所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本发明中明确如此定义之外。
[0031]
实施例1～3及对比例1～4制备方法参照如下步骤进行：
[0032]
甲组分的制备步骤：
[0033]
在高速分散器中将复配树脂、助剂初步分散均匀；初步分散后加入钛白粉高速分散搅拌20～40分钟；然后继续加入分子筛，高速分散搅拌5～10分钟，检测细度、粘度，过滤包装，即得甲组份。
[0034]
乙组分的制备步骤：
[0035]
在反应釜中通入氮气保护，加入异氰酸酯固化剂，再加入纳米二氧化硅，在氮气保护下高速分散搅拌10～20分钟；过滤包装，即得乙组分。
[0036]
具体的，分子筛长时间高速分散会吸水影响效果，所以在甲组份制备时要减少分子筛的暴露时间。
[0037]
表1实施例及对比例
[0038][0039]
上表中所述甲组分中f421树脂为含有环己烷结构的天门冬氨酸酯，f426 树脂为含有直链烷烃结构的天门冬氨酸酯，对比例1的树脂替换为上海德坤公司的pu2509t改性聚酯多元醇树脂。将实施例1～3和对比例1～4甲乙组分按表中配方制备，按比例混合均匀后得到针孔修补剂，在玻璃钢板基材上制备样板。测试结果如表2所示。
[0040]
需要说明的是，上述实施例中的具体参数或一些常用试剂，为本发明构思下的具体实施例或优选实施例，而非对其限制；本领域技术人员在本发明构思及保护范围内，可以进行适应性调整。
[0041]
此外，若无特殊说明，所采用的原料也可以为本领域常规市售产品、或者由本领域常规方法制备得到。
[0042]
表2性能测试结果
[0043]
项目实例1实例2实例3对比例1对比例2对比例3对比例4可打磨时间，min121313290101422附着力，mpa13.6414.3913.576.9214.1311.4213.30抗冲击性，cm50505050204050耐弯曲性，2mm通过通过通过通过不通过不通过通过
[0044]
由表2可以看出，实施例1与对比例1的实验结果表明，将主体树脂换成聚酯多元醇树脂之后，所得修补剂的固化速度和附着力大幅度下降。实施例2与对比例2的实验结果表明，从复配树脂体系更换为单一树脂体系后，修补剂的固化速度有所提升，但是抗冲击性、耐弯曲性下降明显，不利于长时间使用。实施例3与对比例3的实验结果表明，未经纳米二氧化硅改性的固化剂得到的修补剂抗冲击性下降，耐弯曲性不符合要求，且固化速度也下降。实施例3与对比例4的实验结果表明，移除催干剂后修补剂的固化速度下降，不利于快速完成缺陷修补。
[0045]
综上所述，与现有技术相比，本发明提供的快干型风机叶片针孔修补剂，不含挥发性溶剂，固化迅速，力学性能高。修补剂固含量达99％以上，在叶片基材上的附着力可达到12mpa以上，抗冲击性能》50cm，采用圆柱轴法测得耐弯曲性可达到2mm，施工后11～13min即可进行后续打磨工序，大幅提高了风机叶片对针孔等细小缺陷的修补效率。
[0046]
另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
[0047]
尽管本文中较多的使用了诸如天门冬氨酸酯树脂、填料、助剂等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的；本发明实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0048]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：

1.一种快干型风机叶片针孔修补剂，其特征在于：包括甲组份和乙组分；所述甲组份由天门冬氨酸酯树脂、填料及助剂组成；所述乙组份由纳米增强剂改性的多异氰酸酯固化剂组成。2.根据权利要求1所述的快干型风机叶片针孔修补剂，其特征在于：所述甲组分与所述乙组分的质量配比为1.90～2.30:1。3.根据权利要求1所述的快干型风机叶片针孔修补剂，其特征在于：所述天门冬氨酸酯树脂由含环己烷结构的天门冬氨酸酯与含直链烷烃结构的天门冬氨酸酯复配而成。4.根据权利要求3所述的快干型风机叶片针孔修补剂，其特征在于：所述复配天门冬氨酸酯中，含环己烷结构的天门冬氨酸酯占比为75％～85％，含直链烷烃结构天门冬氨酸酯占比为15％～25％。5.根据权利要求1所述的快干型风机叶片针孔修补剂，其特征在于：所述纳米增强剂为使用六甲基二硅氮烷进行处理的疏水型气相二氧化硅。6.根据权利要求1所述的快干型风机叶片针孔修补剂，其特征在于：所述填料包括钛白粉及分子筛；所述的钛白粉为市售金红石型钛白粉；所述的分子筛为市售分子筛除水剂。7.根据权利要求1所述的快干型风机叶片针孔修补剂，其特征在于：所述多异氰酸酯固化剂为市售无溶剂hdi三聚体或hdi缩二脲固化剂异氰酸酯固化剂。8.根据权利要求1所述的快干型风机叶片针孔修补剂，其特征在于：所述助剂包括分散剂、消泡剂及催干剂。9.根据权利要求1所述的快干型风机叶片针孔修补剂，其特征在于：所述甲组份及所述乙组分各组分质量份数为：10.一种快干型风机叶片针孔修补剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：甲组分的制备方法为：在高速分散器中将复配树脂、助剂初步分散均匀；初步分散后加入钛白粉高速分散搅
拌20～40分钟；然后继续加入分子筛，高速分散搅拌5～10分钟，过滤包装，即得甲组份；乙组分的制备方法为：在反应釜中通入氮气保护，加入异氰酸酯固化剂，再加入纳米二氧化硅，在氮气保护下高速分散搅拌10～20分钟；过滤包装，即为乙组分。

技术总结

本发明涉及化工材料技术领域，提供一种快干型风机叶片针孔修补剂及其制备方法。其中，一种快干型风机叶片针孔修补剂，包括甲组份和乙组分；所述甲组份由天门冬氨酸酯树脂、填料及助剂组成；所述乙组份由纳米增强剂改性的多异氰酸酯固化剂组成。本发明提供的快干型风机叶片针孔修补剂不含挥发性溶剂，固化迅速，力学性能高。修补剂固含量达99％以上，在叶片基材上的附着力可达到12MPa以上，抗冲击性能>50cm，采用圆柱轴法测得耐弯曲性可达到2mm，施工后11～13min即可进行后续打磨工序，大幅提高了风机叶片对针孔等细小缺陷的修补效率。高了风机叶片对针孔等细小缺陷的修补效率。