CN119432174A - 一种风电设备耐候抗污面漆涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风电设备耐候抗污面漆涂料及其制备方法，属于涂料技术领域，本发明涂料专门为耐候性、抗污性要求高的设备而设计，涂料含有氟碳树脂、有机硅改性丙烯酸树脂、C8‑18氟代醇磷酸酯、C30‑45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷、氨基硅烷偶联剂、环五聚二甲基硅氧烷、木质素纳米粉、钛白粉、磷酸锌、滑石粉、硅微粉等成分。各成分按一定比例配合使用，具有优异的附着力、耐磨性、耐候性和抗污性，能够有效延长设备的使用寿命，降低维护、维修频率和成本。能够满足耐候性、抗污性方面更高的使用需求。

Description

一种风电设备耐候抗污面漆涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种风电设备耐候抗污面漆涂料及其制备方法。

背景技术

随着全球对清洁能源的需求不断增长，风能作为一种可再生、无污染的能源，得到了广泛的开发和利用。风电设备作为风能转化为电能的关键装置，其在各种复杂的自然环境中长时间运行，这就对风电设备的防护涂料提出了极高的要求。

一方面，风电设备通常安装在野外、沿海、山区等环境恶劣的地区。在这些地方，设备面临着多种严峻的考验。首先是气候条件的影响，不同地区的温度变化范围极大，从极寒的冬季到炎热的夏季，温度的剧烈波动会对设备的表面涂层产生巨大的应力。例如在寒冷的北方地区，冬季气温可能低至零下几十摄氏度，而在炎热的沙漠地区，夏季温度则可能高达四五十摄氏度。这种温度的变化会导致涂层的膨胀和收缩，若涂层的耐候性不足，很容易出现开裂、剥落等现象。

其次，强风也是风电设备必须面对的挑战。高速的风会携带沙尘、颗粒物等对设备表面进行冲击，长期的风沙侵蚀会使涂层逐渐磨损，降低其防护性能。而且，沿海地区的风电设备还会受到盐雾的侵蚀。海水中的盐分在空气中形成盐雾，会加速金属的腐蚀，对设备的钢结构造成严重的破坏。如果没有良好的涂料进行防护，风电设备的使用寿命将大大缩短。

目前风电设备使用的现有涂料普遍还存在以下一些问题：

一、耐候性方面

1.老化问题：虽然现有涂料在一定程度上具有耐候性，但长期暴露在户外环境中，受到紫外线、温度变化、湿度等因素的影响，仍会逐渐老化。例如，紫外线会使涂料中的聚合物分子链断裂，导致涂层失去光泽、变脆，甚至出现粉化现象。在温差较大的地区，涂层可能因热胀冷缩不均匀而产生裂纹，进一步降低其防护性能。

2.抗风沙磨损能力有限：尽管一些涂料声称具有抗风沙侵蚀的性能，但在强风携带大量沙尘的长期冲击下，涂层仍会逐渐磨损。尤其是在风沙严重的地区，风电设备表面的涂料可能在较短时间内就出现明显的磨损痕迹，降低了对设备的保护作用。

二、抗污性方面

1.自清洁能力不足：现有的抗污涂料在面对一些顽固污渍如油污、鸟粪等时，自清洁能力有限。这些污渍会在设备表面堆积，不仅影响美观，还会降低设备的发电效率。例如，鸟粪中的酸性物质可能会腐蚀涂层，而油污会阻碍空气流通，影响设备的散热性能。

2.对不同污染物的适应性差：不同地区的污染物种类和污染程度各不相同，现有涂料往往难以适应各种复杂的污染环境。例如，在工业污染严重的地区，空气中可能含有大量的酸性气体和颗粒物，对涂料的抗污性能提出了更高的要求。

风电设备的建设和维护成本较高，一旦设备出现故障，维修难度大、费用高。因此，需要开发具有优异耐候性、抗污性的涂料，以延长设备的使用寿命，降低维护成本，为风电行业的发展提供更加可靠的保障。

发明内容

针对现有风电设备的涂料仍然存在耐候性、抗污性满足不了更高使用需求的问题。本发明提供一种风电设备耐候抗污面漆涂料及其制备方法，涂料含有氟碳树脂、有机硅改性丙烯酸树脂、C8-18氟代醇磷酸酯、C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷、氨基硅烷偶联剂、环五聚二甲基硅氧烷、木质素纳米粉、钛白粉、磷酸锌、滑石粉、硅微粉等成分。各成分按一定比例配合使用，具有优异的附着力、耐磨性、耐候性和抗污性，能够有效延长设备的使用寿命，降低维护、维修频率和成本。其具体技术方案如下：

一种风电设备耐候抗污面漆涂料，涂料包括以下质量份数的原料：氟碳树脂30份～40份、有机硅改性丙烯酸树脂20份～30份、C8-18氟代醇磷酸酯2份～3份、C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷3份～5份、氨基硅烷偶联剂1份～3份、环五聚二甲基硅氧烷3份～5份、木质素纳米粉1份～1.5份、钛白粉15份～20份、磷酸锌5份～10份、滑石粉5份～10份、硅微粉3份～8份、流平剂0.5份～1份、消泡剂0.5份～1.5份、分散剂0.5份～1份、紫外线吸收剂0.5份～1份、抗氧剂0.5份～1份、丙二醇甲醚醋酸酯20份～30份。

上述涂料中，所述木质素纳米粉的粒度范围为1μm以下。

上述涂料中，所述钛白粉的粒度范围为10μm～300μm。

上述涂料中，所述磷酸锌的粒度范围为10μm以下。

上述涂料中，所述滑石粉的粒度范围为10μm以下。

上述涂料中，所述硅微粉的粒度范围为0.5um～50μm。

上述涂料中，所述流平剂为聚氨酯流平剂，型号为2041；所述消泡剂的型号为DF-2409；所述分散剂的型号为DH-5038；所述紫外线吸收剂的型号为UV-1；所述抗氧剂为抗氧剂1010。

上述一种风电设备耐候抗污面漆涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1：按质量份数，将磷酸锌、滑石粉和硅微粉进行气流混合均匀，得到混合粉A；

S2：按质量份数，将木质素纳米粉和C8-18氟代醇磷酸酯进行混合，使木质素纳米粉充分浸润C8-18氟代醇磷酸酯，抽真空静置10min～20min，得到混合物B；

S3：按质量份数，将流平剂、消泡剂、分散剂、紫外线吸收剂、抗氧剂加入丙二醇甲醚醋酸酯中，在1500r/min～2500r/min转速混合15min～20min，之后加入钛白粉，在1000r/min～1500r/min转速混合15min～20min，之后加入氟碳树脂、有机硅改性丙烯酸树脂，在800r/min～1000r/min转速混合20min～30min，之后加入混合粉A，在800r/min～1000r/min转速混合15min～20min，之后加入混合物B、C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷、环五聚二甲基硅氧烷，在800r/min～1000r/min转速混合10min～15min，最后加入氨基硅烷偶联剂，在800r/min～1000r/min转速混合10min～15min，得到涂料。

本发明提供的一种风电设备耐候抗污面漆涂料及其制备方法，有益效果如下：

一、本发明涂料专门为耐候性、抗污性要求高的设备而设计，涂料含有氟碳树脂、有机硅改性丙烯酸树脂、C8-18氟代醇磷酸酯、C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷、氨基硅烷偶联剂、环五聚二甲基硅氧烷、木质素纳米粉、钛白粉、磷酸锌、滑石粉、硅微粉、流平剂、消泡剂、分散剂、紫外线吸收剂、抗氧剂、丙二醇甲醚醋酸酯等成分。各成分按一定比例配合使用，具有优异的附着力、耐磨性、耐候性和抗污性，能够有效延长设备的使用寿命，降低维护、维修频率和成本。

二、C8-18氟代醇磷酸酯能够将涂料中的颜料、填料等固体颗粒均匀地分散在涂料体系中，防止颗粒团聚，提高涂料的稳定性和均匀性。保证涂料在施工过程中能够均匀地涂布在风电设备表面，形成均匀的涂层，提高涂层的外观质量和防护性能。C8-18氟代醇磷酸酯能够降低涂料的表面张力，使涂料能够更好地润湿风电设备的表面，提高涂料的附着力。这对于风电设备这种长期暴露在户外环境中的大型结构件来说非常重要，能够确保涂层牢固地附着在设备表面，不易脱落。其含有的氟代基团具有较低的表面能，能够使涂层表面具有抗污性，不易被灰尘、油污等污染物附着。即使有污染物附着，也容易被雨水等冲刷掉，保持设备表面的清洁，减少设备的维护成本。

三、C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷中的聚丙基倍半硅氧烷结构具有良好的热稳定性和化学稳定性，能够抵抗紫外线、温度变化、氧气等因素对涂料的侵蚀，提高涂料的耐候性。在风电设备所处的户外环境中，能够保证涂层长期保持良好的性能，延长涂层的使用寿命。烷基二甲硅烷基的存在使该成分具有较强的疏水性，能够降低涂层的表面能，使水分难以在涂层表面附着和渗透。这有助于防止水分对风电设备的腐蚀，提高设备的防腐性能。还能够增加涂层的硬度、耐磨性和抗划伤性，使涂层能够抵抗风沙、雨水等的冲刷和磨损，保护风电设备表面免受机械损伤。

四、木质素纳米粉具有较高的比表面积和强度，能够与涂料中的聚合物基体形成良好的界面结合，增强涂层的力学性能，提高涂层的抗拉强度、抗压强度和韧性等。这对于风电设备在复杂的户外环境中承受风力、振动等作用力时，能够保证涂层的完整性和防护性能。木质素具有一定的吸收紫外线的能力，能够减少紫外线对涂料的破坏，提高涂层的耐候性。在风电设备长期暴露在阳光下的情况下，能够降低紫外线对涂层的老化作用，延长涂层的使用寿命。

五、C8-18氟代醇磷酸酯和C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷具有良好配合性，C8-18氟代醇磷酸酯的低表面能特性与C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷的疏水作用相结合，能够进一步降低涂层的表面能，使涂层具有更优异的抗污性能。污染物难以附着在涂层表面，即使有少量污染物附着，也更容易被清除，保持风电设备表面的清洁。氟代醇磷酸酯的抗紫外线和抗氧化性能与聚丙基倍半硅氧烷的热稳定性和化学稳定性相互协同，能够更有效地抵抗户外环境中的各种因素对涂层的侵蚀，大大提高涂层的耐候性。使风电设备的涂层在长期的使用过程中不易出现褪色、粉化、剥落等现象，保持良好的外观和防护性能。氟代醇磷酸酯的分散作用能够使聚丙基倍半硅氧烷更好地分散在涂料体系中，避免其团聚和沉淀，提高涂料的稳定性和均匀性。同时，两者共同作用能够降低涂料的粘度，提高涂料的流动性，使涂料在施工过程中更容易涂布，形成均匀、光滑的涂层。

六、C8-18氟代醇磷酸酯和木质素纳米粉具有良好配合性，氟代醇磷酸酯的分散剂作用能够帮助木质素纳米粉更好地分散在涂料体系中，防止木质素纳米粉的团聚，提高木质素纳米粉在涂料中的分散稳定性。这有助于充分发挥木质素纳米粉的增强作用和其他性能优势，使涂层的性能更加均匀和稳定。氟代醇磷酸酯的抗紫外线和抗氧化性能与木质素纳米粉的抗紫外线性能相结合，能够更有效地抵抗紫外线和氧气对涂层的老化作用，提高涂层的抗老化性能。延长风电设备涂层的使用寿命，减少涂层的维护和更换频率。两者协同作用能够综合发挥各自的优势，使涂层在附着力、耐候性、耐磨性、抗污性等方面都得到显著提高。

七、氟碳树脂能够使涂料在长期暴露于户外环境时，保持良好的性能，不易出现褪色、粉化、龟裂等现象，延长涂料的使用寿命；对酸、碱、盐等化学物质具有较高的耐受性，保护被涂覆物体免受化学腐蚀，能牢固地附着在各种基材表面；表面能较低，不易吸附灰尘、油污等污染物，使涂层具有一定的自洁功能，保持表面的清洁。

有机硅改性丙烯酸树脂增强了丙烯酸树脂的耐候性和耐热性，使其能够在较为恶劣的环境条件下保持良好的性能，增加涂层的硬度、柔韧性、耐磨性等物理机械性能，使涂层更加坚固耐用，能够抵抗外界的机械磨损和冲击；能够保持涂层的光泽度和颜色稳定性，长期使用不易失去光泽和变色。

氨基硅烷偶联剂作为附着力促进剂，能够增强涂料与基材之间的粘结力，特别是对于玻璃、金属、陶瓷等无机基材，显著提高涂料的附着强度，防止涂层脱落。作为交联剂，与涂料中的树脂发生反应，形成三维网状结构，提高涂层的硬度、强度和耐化学性。通过提高涂料与基材的结合力以及涂层的交联密度，改善涂料的耐水性和耐气候性，延长涂料的使用寿命。

环五聚二甲基硅氧烷能够降低涂料的表面张力，使涂料在施工过程中更容易流平，形成光滑、平整的涂层，减少表面缺陷，提高涂层的外观质量。减少涂料在施工过程中的摩擦阻力，使涂料更容易涂布，提高施工效率。

钛白粉具有较好的耐候性，在长期的光照和气候变化下不易变色、褪色，能够保持涂层的颜色稳定性。不易与涂料中的其他成分发生反应，保证了涂料的稳定性和可靠性。

磷酸锌在涂料中起到防锈、防腐的作用，能够与金属表面发生反应，形成一层致密的钝化膜，阻止氧气、水分和其他腐蚀性物质对金属的侵蚀，保护金属基材。

滑石粉能够改善涂料的流变性和施工性能，使涂料更容易施工，提高施工效率，并且能够减少施工过程中的流挂、滴流等现象。有助于提高涂层的平整度和光滑度，使涂层表面更加细腻，减少表面粗糙度。具有一定的耐磨性，能够提高涂层的耐磨性，延长涂层的使用寿命。

硅微粉能够提高涂料的硬度和强度，使涂层更加坚固耐用，抵抗外界的机械磨损和冲击。具有良好的耐磨性，增加涂层的耐磨性能。能够改善涂料的抗裂性能，减少涂层在干燥和使用过程中出现的裂缝，提高涂层的完整性和稳定性。

八、将木质素纳米粉和C8-18氟代醇磷酸酯进行混合，使木质素纳米粉充分浸润C8-18氟代醇磷酸酯，抽真空静置，得到混合物B；能够使C8-18氟代醇磷酸酯充分浸渍木质素纳米粉颗粒表面和孔隙，提高木质素纳米粉的分散性，以及与其他成分的相容性，更加容易分散，提高涂料的均质性，不易团聚和沉降，提高涂料的涂覆性能，进而改善各项指标，提高涂料的防护性。

具体实施方式

下面结合具体实施案例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1

一种风电设备耐候抗污面漆涂料，涂料包括以下质量份数的原料：氟碳树脂35份、有机硅改性丙烯酸树脂35份、C8-18氟代醇磷酸酯2.5份、C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷4份、氨基硅烷偶联剂2份、环五聚二甲基硅氧烷4份、木质素纳米粉1.2份、钛白粉18份、磷酸锌7.5份、滑石粉7份、硅微粉5份、流平剂0.8份、消泡剂1份、分散剂0.8份、紫外线吸收剂0.7份、抗氧剂0.7份、丙二醇甲醚醋酸酯25份。

上述一种风电设备耐候抗污面漆涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1：按质量份数，将磷酸锌、滑石粉和硅微粉进行气流混合均匀，得到混合粉A；

S2：按质量份数，将木质素纳米粉和C8-18氟代醇磷酸酯进行混合，使木质素纳米粉充分浸润C8-18氟代醇磷酸酯，抽真空静置15min，得到混合物B；

S3：按质量份数，将流平剂、消泡剂、分散剂、紫外线吸收剂、抗氧剂加入丙二醇甲醚醋酸酯中，在2000r/min转速混合18min，之后加入钛白粉，在1200r/min转速混合18min，之后加入氟碳树脂、有机硅改性丙烯酸树脂，在900r/min转速混合25min，之后加入混合粉A，在900r/min转速混合18min，之后加入混合物B、C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷、环五聚二甲基硅氧烷，在900r/min转速混合12min，最后加入氨基硅烷偶联剂，在900r/min转速混合12min，得到涂料。

实施例2

一种风电设备耐候抗污面漆涂料，涂料包括以下质量份数的原料：氟碳树脂30份、有机硅改性丙烯酸树脂20份、C8-18氟代醇磷酸酯2份、C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷3份、氨基硅烷偶联剂1份、环五聚二甲基硅氧烷3份、木质素纳米粉1份、钛白粉15份、磷酸锌5份、滑石粉5份、硅微粉3份、流平剂0.5份、消泡剂0.5份、分散剂0.5份、紫外线吸收剂0.5份、抗氧剂0.5份、丙二醇甲醚醋酸酯20份。

上述一种风电设备耐候抗污面漆涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1：按质量份数，将磷酸锌、滑石粉和硅微粉进行气流混合均匀，得到混合粉A；

S2：按质量份数，将木质素纳米粉和C8-18氟代醇磷酸酯进行混合，使木质素纳米粉充分浸润C8-18氟代醇磷酸酯，抽真空静置10min，得到混合物B；

S3：按质量份数，将流平剂、消泡剂、分散剂、紫外线吸收剂、抗氧剂加入丙二醇甲醚醋酸酯中，在1500r/min转速混合15min，之后加入钛白粉，在1000r/min转速混合15min，之后加入氟碳树脂、有机硅改性丙烯酸树脂，在800r/min转速混合20min，之后加入混合粉A，在800r/min转速混合15min，之后加入混合物B、C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷、环五聚二甲基硅氧烷，在800r/min转速混合10min，最后加入氨基硅烷偶联剂，在800r/min转速混合10min，得到涂料。

实施例3

一种风电设备耐候抗污面漆涂料，涂料包括以下质量份数的原料：氟碳树脂32份、有机硅改性丙烯酸树脂22份、C8-18氟代醇磷酸酯2.2份、C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷3.5份、氨基硅烷偶联剂1.5份、环五聚二甲基硅氧烷3.5份、木质素纳米粉1.1份、钛白粉16份、磷酸锌6份、滑石粉6份、硅微粉4份、流平剂0.6份、消泡剂0.7份、分散剂0.6份、紫外线吸收剂0.6份、抗氧剂0.6份、丙二醇甲醚醋酸酯22份。

上述一种风电设备耐候抗污面漆涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1：按质量份数，将磷酸锌、滑石粉和硅微粉进行气流混合均匀，得到混合粉A；

S2：按质量份数，将木质素纳米粉和C8-18氟代醇磷酸酯进行混合，使木质素纳米粉充分浸润C8-18氟代醇磷酸酯，抽真空静置10min，得到混合物B；

S3：按质量份数，将流平剂、消泡剂、分散剂、紫外线吸收剂、抗氧剂加入丙二醇甲醚醋酸酯中，在1800r/min转速混合15min，之后加入钛白粉，在1100r/min转速混合15min，之后加入氟碳树脂、有机硅改性丙烯酸树脂，在800r/min转速混合20min，之后加入混合粉A，在800r/min转速混合15min，之后加入混合物B、C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷、环五聚二甲基硅氧烷，在800r/min转速混合10min，最后加入氨基硅烷偶联剂，在800r/min转速混合10min，得到涂料。

实施例4

一种风电设备耐候抗污面漆涂料，涂料包括以下质量份数的原料：氟碳树脂38份、有机硅改性丙烯酸树脂28份、C8-18氟代醇磷酸酯2.8份、C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷4.5份、氨基硅烷偶联剂2.5份、环五聚二甲基硅氧烷4.5份、木质素纳米粉1.4份、钛白粉19份、磷酸锌9份、滑石粉9份、硅微粉7份、流平剂0.8份、消泡剂1.3份、分散剂0.9份、紫外线吸收剂0.8份、抗氧剂0.9份、丙二醇甲醚醋酸酯28份。

上述一种风电设备耐候抗污面漆涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1：按质量份数，将磷酸锌、滑石粉和硅微粉进行气流混合均匀，得到混合粉A；

S2：按质量份数，将木质素纳米粉和C8-18氟代醇磷酸酯进行混合，使木质素纳米粉充分浸润C8-18氟代醇磷酸酯，抽真空静置20min，得到混合物B；

S3：按质量份数，将流平剂、消泡剂、分散剂、紫外线吸收剂、抗氧剂加入丙二醇甲醚醋酸酯中，在2300r/min转速混合20min，之后加入钛白粉，在1400r/min转速混合20min，之后加入氟碳树脂、有机硅改性丙烯酸树脂，在1000r/min转速混合20min，之后加入混合粉A，在1000r/min转速混合15min，之后加入混合物B、C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷、环五聚二甲基硅氧烷，在1000r/min转速混合10min，最后加入氨基硅烷偶联剂，在1000r/min转速混合10min，得到涂料。

实施例5

一种风电设备耐候抗污面漆涂料，涂料包括以下质量份数的原料：氟碳树脂40份、有机硅改性丙烯酸树脂30份、C8-18氟代醇磷酸酯3份、C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷5份、氨基硅烷偶联剂3份、环五聚二甲基硅氧烷5份、木质素纳米粉1.5份、钛白粉20份、磷酸锌10份、滑石粉10份、硅微粉8份、流平剂1份、消泡剂1.5份、分散剂1份、紫外线吸收剂1份、抗氧剂1份、丙二醇甲醚醋酸酯30份。

上述一种风电设备耐候抗污面漆涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1：按质量份数，将磷酸锌、滑石粉和硅微粉进行气流混合均匀，得到混合粉A；

S2：按质量份数，将木质素纳米粉和C8-18氟代醇磷酸酯进行混合，使木质素纳米粉充分浸润C8-18氟代醇磷酸酯，抽真空静置20min，得到混合物B；

S3：按质量份数，将流平剂、消泡剂、分散剂、紫外线吸收剂、抗氧剂加入丙二醇甲醚醋酸酯中，在2500r/min转速混合20min，之后加入钛白粉，在1500r/min转速混合20min，之后加入氟碳树脂、有机硅改性丙烯酸树脂，在1000r/min转速混合30min，之后加入混合粉A，在1000r/min转速混合20min，之后加入混合物B、C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷、环五聚二甲基硅氧烷，在1000r/min转速混合15min，最后加入氨基硅烷偶联剂，在1000r/min转速混合15min，得到涂料。

上述各实施例中：氟碳树脂的型号为ZHM-2，来源于山东摩尔化工有限公司。有机硅改性丙烯酸树脂的型号为SJ-106，来源于枞阳县三金颜料有限责任公司。C8-18氟代醇磷酸酯和C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷来源于绿翊(广州)技术服务有限公司。氨基硅烷偶联剂的型号为KH-550，来源于广州市中杰化工科技有限公司。环五聚二甲基硅氧烷的型号为IOTAD5，来源于安徽艾约塔硅油有限公司。木质素纳米粉的粒度范围为1μm以下，来源于山东高唐多元木质素有限公司。钛白粉的粒度范围为10μm～300μm。磷酸锌的粒度范围为10μm以下。滑石粉的粒度范围为10μm以下。硅微粉的粒度范围为0.5um～50μm。流平剂为聚氨酯流平剂，型号为2041，来源于莱阳圣邦有机硅科技有限公司。消泡剂的型号为DF-2409，来源于东莞市德丰消泡剂有限公司；分散剂的型号为DH-5038，来源于苏州青田新材料有限公司；所述紫外线吸收剂的型号为UV-1，来源于东莞市山一塑化有限公司；所述抗氧剂为抗氧剂1010，来源于上海凯挚新材料科技有限公司。丙二醇甲醚醋酸酯来源于山东泰裕化工有限公司。

对比例1

涂料中不添加C8-18氟代醇磷酸酯；其他参数和方法同实施例1。

对比例2

涂料中不添加C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷；其他参数和方法同实施例1。

对比例3

涂料中同时不添加C8-18氟代醇磷酸酯和C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷；其他参数和方法同实施例1。

对比例4

涂料中不添加木质素纳米粉；其他参数和方法同实施例1。

对比例5

涂料中同时不添加C8-18氟代醇磷酸酯和木质素纳米粉；其他参数和方法同实施例1。

对比例6

制备方法中，S2不制备混合物B，即C8-18氟代醇磷酸酯和木质素纳米粉不进行预先混合。S3中，混合物B直接由C8-18氟代醇磷酸酯和木质素纳米粉替代。其他参数和方法同实施例1。

对上述各实施例和各对比例制备的涂料进行性能检测。

试板：基材为底碳钢板，涂层：底漆采用海虹老人的环氧富锌底漆17360-19830，底漆涂层厚度50μm，面漆分别采用各实施例和各对比例的涂料，面漆涂层厚度100μm。钢板刮涂法成膜按照GB/T 1727《漆膜一般制备法》进行。

(1)根据GB/T 1728《漆膜、腻子膜干燥时间测定方法》指触法，检测面漆涂层的表干时间；

(2)根据GB/T 9286《色漆和清漆漆膜的划格试验》，划格法试验，检测附着力：使用划格器在试板表面划格，划格间距2mm；划格后，用胶带粘贴在划格区域，然后迅速撕下胶带，观察涂层的脱落情况。根据涂层的脱落面积占总划格面积的比例，对附着力进行等级评定。

(3)根据GB/T 1733《漆膜耐水性测定法》，检测耐水性：将试板放入去离子水中，试板的2/3浸泡在水中，水温保持在25℃；在120h后，观察试板是否出现起泡、剥落、生锈现象。评价等级：一级：漆膜完全保持原状，漆膜没有任何失光、变色、起泡、起皱、脱落、生锈等现象；二级：漆膜表面有轻微改变，有轻微的失光、颜色稍微变浅等较为轻微的变化，但不影响漆膜的整体性能和外观；三级：漆膜表面有明显改变，出现较明显的失光、变色、起泡、起皱等现象，但尚未达到严重破坏的程度；不合格：漆膜存在严重浮泡、剥落、生锈等现象，漆膜的耐水性能很差，无法满足使用要求。

(4)根据GBT 23988《涂料耐磨性测定落砂法》，检测耐磨性：冲击装置的落砂粒径范围为0.3mm～1mm、冲击高度1000mm、冲击次数1000次，计算磨耗系数。

(5)根据GB/T 23987《色漆和清漆涂层的人工气候老化曝露曝露于荧光紫外线和水》，人工加速紫外光老化试验，检测耐候疏水性、耐候附着力：使用uva(340nm)光源，辐照度为0.83W/m²，60℃光照4小时，50℃冷凝4小时，测试时间为3000小时，老化后采用接触角测量仪对试板涂层进行检测，计算表面能变化率，紫外耐候表面能变化率＝(老化试后表面能-干后初始表面能)/干后初始表面能×100％；划格法检测紫外耐候附着力等级。

(6)根据GB/T 1865-2009《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露滤过的氙弧辐射》，氙灯老化试验，检测耐候疏水性、耐候附着力：将试板放入氙灯老化试验箱中，在340nm波长下进行辐照度控制，辐照度设定值为0.51W/m²，黑板温度设定在65℃，光照阶段试验箱内的温度50℃；在黑暗阶段温度20℃，相对湿度55％。降雨时间为15min，停雨时间为2h，降雨的喷水压力控制在0.15MPa，降雨水质使用蒸馏水。测试时间为2000小时，老化后采用接触角测量仪对试板涂层进行检测，计算表面能变化率，辐射耐候表面能变化率＝(老化试后表面能-干后初始表面能)/干后初始表面能×100％；划格法检测辐射耐候附着力等级。

(7)抗污性检测：将泥水均匀地涂抹在试板的表面，但不要涂抹过多导致泥水流淌。将试板放置在温度为25℃、相对湿度为55％的环境中，污染物在试板表面的停留时间为12小时；使用去离子水和抹布进行清洗5min；清洁时力度均匀，避免对试板表面的涂料造成损伤。清洁完成后，使用肉眼和放大镜仔细观察试板表面的情况，查看是否有污染物残留、涂料变色、涂层破损或剥落等现象。评判：试板表面几乎没有污染物残留，涂料颜色和涂层状态没有明显变化，则抗污性为优秀；有少量污染物残留，但能够通过简单的清洁方法去除，涂料颜色和涂层状态基本没有变化，则抗污性为良好；有较多污染物残留，需要使用较强的清洁方法才能去除，或者涂料颜色和涂层状态有明显变化，则抗污性为合格；污染物无法去除，或者涂料出现严重的变色、破损、剥落等现象，则抗污性为不合格。

实施例的测试结果如下表1所示。

表1实施例涂料性能测试结果

由上述结果可知，实施例1至实施例5的涂料具有良好的附着力、耐水性、耐磨性、耐候性和抗污性，能够有效实现延长风电设备的使用寿命，降低维护频率和维护成本。

对比例的测试结果如下表2所示。

表2对比例涂料性能测试结果

由上述结果可知，对比例的涂料性能均有所下降。由对比例1的结果可知，C8-18氟代醇磷酸酯能够提高涂料的稳定性和均匀性，降低涂料的表面张力，提高涂料的附着力；其含有的氟代基团具有较低的表面能，能够使涂层表面具有抗污性，不易被灰尘等污染物附着；不添加C8-18氟代醇磷酸酯会使面漆涂层的耐磨性较差、耐候性较差，尤其是耐候附着力等级明显下降。由对比例2的结果可知，C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷中的聚丙基倍半硅氧烷结构具有良好的热稳定性和化学稳定性，能够抵抗紫外线、温度变化、氧气等因素对涂料的侵蚀，提高涂料的耐候性；烷基二甲硅烷基的存在使该成分具有较强的疏水性和抗污性，能够降低涂层的表面能，使水分和泥浆难以在涂层表面附着和渗透；还能够增加涂层的耐磨性和抗划伤性，使涂层能够抵抗风沙、雨水等的冲刷和磨损；不添加C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧，使涂料的耐水性、耐磨性、耐候性和抗污性下降。由对比例3的结果可知，C8-18氟代醇磷酸酯和C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷具有良好的配合作用：C8-18氟代醇磷酸酯的低表面能特性与C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷的疏水作用相结合，能够进一步降低涂层的表面能，使涂层具有更优异的抗污性能；氟代醇磷酸酯的抗紫外线和抗氧化性能与聚丙基倍半硅氧烷的热稳定性和化学稳定性相互协同，能够更有效地抵抗户外环境中的各种因素对涂层的侵蚀，大大提高涂层的耐候性；氟代醇磷酸酯的分散作用能够使聚丙基倍半硅氧烷更好地分散在涂料体系中，提高涂料的稳定性和均匀性。不添加C8-18氟代醇磷酸酯和C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷会影响涂料的均质性，导致涂料的性能受到影响，附着力下降，会出现污染物残留较多、清洁困难，抗污性等级、耐候性等都会下降。由对比例4的结果可知，木质素纳米粉具有较高的比表面积和强度，能够与涂料中的聚合物基体形成良好的界面结合，保证涂层的完整性和防护性能；木质素具有一定的吸收紫外线的能力，能够减少紫外线对涂料的破坏，提高涂层的耐候性。由对比例5的结果可知，C8-18氟代醇磷酸酯和木质素纳米粉具有良好的配合作用，氟代醇磷酸酯的分散剂作用能够帮助木质素纳米粉更好的分散在涂料体系中，防止木质素纳米粉的团聚，提高木质素纳米粉在涂料中的分散稳定性，使涂层的性能更加均匀和稳定；氟代醇磷酸酯的抗紫外线和抗氧化性能与木质素纳米粉的抗紫外线性能相结合，能够更有效地抵抗紫外线和氧气对涂层的老化作用，提高涂层的抗老化性能；两者协同作用能够综合发挥各自的优势，使涂层在附着力、耐候性、耐磨性、抗污性等方面都得到显著提高。由对比例6的结果可知，C8-18氟代醇磷酸酯和木质素纳米粉不进行预先混合，会影响C8-18氟代醇磷酸酯在木质素纳米粉的颗粒渗透性，降低木质素纳米粉的分散性，以及与其他成分的相容性，进而影响涂料的均质性，影响指标下降。

Claims (8)

1.一种风电设备耐候抗污面漆涂料，其特征在于，涂料包括以下质量份数的原料：氟碳树脂30份～40份、有机硅改性丙烯酸树脂20份～30份、C8-18氟代醇磷酸酯2份～3份、C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷3份～5份、氨基硅烷偶联剂1份～3份、环五聚二甲基硅氧烷3份～5份、木质素纳米粉1份～1.5份、钛白粉15份～20份、磷酸锌5份～10份、滑石粉5份～10份、硅微粉3份～8份、流平剂0.5份～1份、消泡剂0.5份～1.5份、分散剂0.5份～1份、紫外线吸收剂0.5份～1份、抗氧剂0.5份～1份、丙二醇甲醚醋酸酯20份～30份。

2.根据权利要求1所述的一种风电设备耐候抗污面漆涂料，其特征在于，所述木质素纳米粉的粒度范围为1μm以下。

3.根据权利要求1所述的一种风电设备耐候抗污面漆涂料，其特征在于，所述钛白粉的粒度范围为10μm～300μm。

4.根据权利要求1所述的一种风电设备耐候抗污面漆涂料，其特征在于，所述磷酸锌的粒度范围为10μm以下。

5.根据权利要求1所述的一种风电设备耐候抗污面漆涂料，其特征在于，所述滑石粉的粒度范围为10μm以下。

6.根据权利要求1所述的一种风电设备耐候抗污面漆涂料，其特征在于，所述硅微粉的粒度范围为0.5um～50μm。

7.根据权利要求1所述的一种风电设备耐候抗污面漆涂料，其特征在于，所述流平剂为聚氨酯流平剂，型号为2041；所述消泡剂的型号为DF-2409；所述分散剂的型号为DH-5038；所述紫外线吸收剂的型号为UV-1；所述抗氧剂为抗氧剂1010。

8.一种风电设备耐候抗污面漆涂料的制备方法，用于制备权利要求1所述的一种风电设备耐候抗污面漆涂料，其特征在于，制备方法包括如下步骤：

S1：按质量份数，将磷酸锌、滑石粉和硅微粉进行气流混合均匀，得到混合粉A；

S2：按质量份数，将木质素纳米粉和C8-18氟代醇磷酸酯进行混合，使木质素纳米粉充分浸润C8-18氟代醇磷酸酯，抽真空静置10min～20min，得到混合物B；

S3：按质量份数，将流平剂、消泡剂、分散剂、紫外线吸收剂、抗氧剂加入丙二醇甲醚醋酸酯中，在1500r/min～2500r/min转速混合15min～20min，之后加入钛白粉，在1000r/min～1500r/min转速混合15min～20min，之后加入氟碳树脂、有机硅改性丙烯酸树脂，在800r/min～1000r/min转速混合20min～30min，之后加入混合粉A，在800r/min～1000r/min转速混合15min～20min，之后加入混合物B、C30-45烷基二甲硅烷基聚丙基倍半硅氧烷、环五聚二甲基硅氧烷，在800r/min～1000r/min转速混合10min～15min，最后加入氨基硅烷偶联剂，在800r/min～1000r/min转速混合10min～15min，得到涂料。