一种玻璃纤维增强的风机表面用耐候涂料制备方法与流程

2021-02-02 15:02:54|

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本发明属于风机
技术领域：
，特别是一种玻璃纤维增强的风机表面用耐候涂料制备方法。
背景技术：
：随着风力发电技术的不断成熟和发电成本的不断降低，风力发电已成为人类消耗电能中最主要来源之一。风力发电主要依靠风力发电机组在风的作用下工作产生电能。风力发电是目前比较经济和容易实现大规模商业化的可再生能源，又属于绿色清洁能源。利用风力发电既可使丰富的风能自然资源造福于人类，又可减少对煤炭、石油等矿物燃料的消耗，能够缓解能源紧缺的压力，另外，还可以减少火力发电所带来的风尘、酸雨和温室效应等环境污染以及对气候的影响，有利于保护人类生存环境。风能是一种清洁可再生能源，随着我国对环境污染和能源短缺问题的不断重视，风力发电机得到了广泛的使用。但是，由于风力发电机长时间再室外工作，会受到日晒雨淋，对风力大电机外壳会产生较大的腐蚀，因此，需要对其表面进行防护处理，来提高其耐腐蚀性能。技术实现要素：本发明的目的是提供一种玻璃纤维增强的风机表面用耐候涂料制备方法，以解决现有技术中的不足。本发明采用的技术方案如下：一种玻璃纤维增强的风机表面用耐候涂料制备方法，包括以下步骤：（1）玻璃纤维预处理：将玻璃纤维添加到酸溶液中，70-75℃水浴保温下，浸泡30min，然后取出，清水清洗至中性，再将浸酸后的玻璃纤维添加到双氧水溶液中，常温浸渍8-10小时，然后取出，烘干至恒重，得到预处理玻璃纤维；（2）表面改性处理：将上述得到的预处理玻璃纤维、硝酸镍水溶液依次添加到真空浸渍反应釜中，然后再依次添加马来酸钠和尿素，加热至80-88℃，抽真空，保温搅拌4-5小时，然后静置1小时后，再进行过滤，洗涤至中性，在干燥箱中进行干燥处理，即得表面改性玻璃纤维；（3）涂料制备：将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、松香树脂、乙烯基磺酸钠依次添加到反应釜中，然后再添加n,n-二甲基甲酰胺、偶氮二异丁腈、表面改性玻璃纤维，升温至50-60℃，保温搅拌2小时，然后再冷却至30℃，调节体系ph至10.2，再添加酞酸丁酯，以500r/min转速搅拌40min，然后再添加去离子水，进行高速分散乳化2小时，即得。所述酸溶液为硫酸溶液；所述硫酸溶液质量分数为15-20%；所述玻璃纤维与硫酸溶液混合比例为60-68g：380ml。所述双氧水质量分数为12%；所述浸酸后的玻璃纤维与双氧水混合比例为：120-150g：420ml。所述预处理玻璃纤维、硝酸镍水溶液混合质量比为1:5-6；所述硝酸镍水溶液质量分数为13.5-14%；所述硝酸镍水溶液、马来酸钠和尿素混合质量比为：50:1.2-1.6：5-7。所述抽真空的真空度为0.015-0.018mpa。所述干燥箱内干燥温度为45℃，干燥时间为20h。所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、松香树脂、乙烯基磺酸钠、n,n-二甲基甲酰胺、偶氮二异丁腈、表面改性玻璃纤维、去离子水重量份比为：22-25：15-18:4-6:4.5-6：30-34:2.2-2.8:100-110。所述调节体系ph采用饱和氨水进行调节。所述高速分散乳液高速转速为3500r/min。所述松香树脂经过预处理：将松香树脂、马来酸酐、巯基乙酸异辛酯按25:1.2:4质量比例混合到一起，然后在氮气气氛下，以5℃/min加热速率加热至124℃，保温搅拌50min，自然冷却至室温，即得。本发明方法中对玻璃纤维进行预处理，能够改善玻璃纤维表面基团，然后再进行表面改性处理，会在玻璃纤维表面形成一层氢氧化镍纳米粒子，形成的氢氧化镍纳米粒子通过化学键与玻璃纤维表面紧密的连接到一起，氢氧化镍纳米粒子均匀的想相互交错的覆盖在玻璃纤维表面，通过这些纳米粒子垂直的依附在玻璃纤维表面，进而提高了其表面粗糙度，并且，这些纳米粒子之间相互搭错，形成了多孔的网格结构，这种结构不仅具有较大的比表面积，能够更加牢固的嵌入到涂膜聚合物基体中，形成稳定的机械啮合作用，同时，还能够限制聚合物分子链的运动，从而显著的提高了涂膜的力学性能。有益效果：本发明方法制备的风机表面用涂料，能够更好的提供对风机的表面防护性能，极大的提高了其使用寿命。本发明方法制备的涂料具有优异的剥离强度，180°剥离强度为涂膜离开基材所需要的损耗的能量，本发明方法制备的涂料在风机表面形成涂膜后，具有优异的剥离强度，表明其与基体之间的粘结力较高，能够更好的粘附再风机基体表面，极大的提高了其使用寿命。具体实施方式一种玻璃纤维增强的风机表面用耐候涂料制备方法，包括以下步骤：（1）玻璃纤维预处理：将玻璃纤维添加到酸溶液中，70-75℃水浴保温下，浸泡30min，然后取出，清水清洗至中性，再将浸酸后的玻璃纤维添加到双氧水溶液中，常温浸渍8-10小时，然后取出，烘干至恒重，得到预处理玻璃纤维；（2）表面改性处理：将上述得到的预处理玻璃纤维、硝酸镍水溶液依次添加到真空浸渍反应釜中，然后再依次添加马来酸钠和尿素，加热至80-88℃，抽真空，保温搅拌4-5小时，然后静置1小时后，再进行过滤，洗涤至中性，在干燥箱中进行干燥处理，即得表面改性玻璃纤维；（3）涂料制备：将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、松香树脂、乙烯基磺酸钠依次添加到反应釜中，然后再添加n,n-二甲基甲酰胺、偶氮二异丁腈、表面改性玻璃纤维，升温至50-60℃，保温搅拌2小时，然后再冷却至30℃，调节体系ph至10.2，再添加酞酸丁酯，以500r/min转速搅拌40min，然后再添加去离子水，进行高速分散乳化2小时，即得。所述酸溶液为硫酸溶液；所述硫酸溶液质量分数为15-20%；所述玻璃纤维与硫酸溶液混合比例为60-68g：380ml。所述双氧水质量分数为12%；所述浸酸后的玻璃纤维与双氧水混合比例为：120-150g：420ml。所述预处理玻璃纤维、硝酸镍水溶液混合质量比为1:5-6；所述硝酸镍水溶液质量分数为13.5-14%；所述硝酸镍水溶液、马来酸钠和尿素混合质量比为：50:1.2-1.6：5-7。所述抽真空的真空度为0.015-0.018mpa。所述干燥箱内干燥温度为45℃，干燥时间为20h。所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、松香树脂、乙烯基磺酸钠、n,n-二甲基甲酰胺、偶氮二异丁腈、表面改性玻璃纤维、去离子水重量份比为：22-25：15-18:4-6:4.5-6：30-34:2.2-2.8:100-110。所述调节体系ph采用饱和氨水进行调节。所述高速分散乳液高速转速为3500r/min。所述松香树脂经过预处理：将松香树脂、马来酸酐、巯基乙酸异辛酯按25:1.2:4质量比例混合到一起，然后在氮气气氛下，以5℃/min加热速率加热至124℃，保温搅拌50min，自然冷却至室温，即得。下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。实施例1一种玻璃纤维增强的风机表面用耐候涂料制备方法，包括以下步骤：（1）玻璃纤维预处理：将玻璃纤维添加到酸溶液中，70℃水浴保温下，浸泡30min，然后取出，清水清洗至中性，再将浸酸后的玻璃纤维添加到双氧水溶液中，常温浸渍8小时，然后取出，烘干至恒重，得到预处理玻璃纤维；所述酸溶液为硫酸溶液；所述硫酸溶液质量分数为15%；所述玻璃纤维与硫酸溶液混合比例为60g：380ml。所述双氧水质量分数为12%；所述浸酸后的玻璃纤维与双氧水混合比例为：120g：420ml。（2）表面改性处理：将上述得到的预处理玻璃纤维、硝酸镍水溶液依次添加到真空浸渍反应釜中，然后再依次添加马来酸钠和尿素，加热至80℃，抽真空，保温搅拌4小时，然后静置1小时后，再进行过滤，洗涤至中性，在干燥箱中进行干燥处理，即得表面改性玻璃纤维；所述预处理玻璃纤维、硝酸镍水溶液混合质量比为1:5；所述硝酸镍水溶液质量分数为13.5%；所述硝酸镍水溶液、马来酸钠和尿素混合质量比为：50:1.2：5。所述抽真空的真空度为0.015mpa。所述干燥箱内干燥温度为45℃，干燥时间为20h。（3）涂料制备：将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、松香树脂、乙烯基磺酸钠依次添加到反应釜中，然后再添加n,n-二甲基甲酰胺、偶氮二异丁腈、表面改性玻璃纤维，升温至50℃，保温搅拌2小时，然后再冷却至30℃，调节体系ph至10.2，再添加酞酸丁酯，以500r/min转速搅拌40min，然后再添加去离子水，进行高速分散乳化2小时，即得。所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、松香树脂、乙烯基磺酸钠、n,n-二甲基甲酰胺、偶氮二异丁腈、表面改性玻璃纤维、去离子水重量份比为：22：15:4:4.5：30:2.2:100。所述调节体系ph采用饱和氨水进行调节。所述高速分散乳液高速转速为3500r/min，所述松香树脂经过预处理：将松香树脂、马来酸酐、巯基乙酸异辛酯按25:1.2:4质量比例混合到一起，然后在氮气气氛下，以5℃/min加热速率加热至124℃，保温搅拌50min，自然冷却至室温，即得。实施例2一种玻璃纤维增强的风机表面用耐候涂料制备方法，包括以下步骤：（1）玻璃纤维预处理：将玻璃纤维添加到酸溶液中，75℃水浴保温下，浸泡30min，然后取出，清水清洗至中性，再将浸酸后的玻璃纤维添加到双氧水溶液中，常温浸渍10小时，然后取出，烘干至恒重，得到预处理玻璃纤维；所述酸溶液为硫酸溶液；所述硫酸溶液质量分数为20%；所述玻璃纤维与硫酸溶液混合比例为68g：380ml。所述双氧水质量分数为12%；所述浸酸后的玻璃纤维与双氧水混合比例为：150g：420ml。（2）表面改性处理：将上述得到的预处理玻璃纤维、硝酸镍水溶液依次添加到真空浸渍反应釜中，然后再依次添加马来酸钠和尿素，加热至88℃，抽真空，保温搅拌5小时，然后静置1小时后，再进行过滤，洗涤至中性，在干燥箱中进行干燥处理，即得表面改性玻璃纤维；所述预处理玻璃纤维、硝酸镍水溶液混合质量比为1:6；所述硝酸镍水溶液质量分数为14%；所述硝酸镍水溶液、马来酸钠和尿素混合质量比为：50:1.6：7。所述抽真空的真空度为0.018mpa。所述干燥箱内干燥温度为45℃，干燥时间为20h。（3）涂料制备：将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、松香树脂、乙烯基磺酸钠依次添加到反应釜中，然后再添加n,n-二甲基甲酰胺、偶氮二异丁腈、表面改性玻璃纤维，升温至60℃，保温搅拌2小时，然后再冷却至30℃，调节体系ph至10.2，再添加酞酸丁酯，以500r/min转速搅拌40min，然后再添加去离子水，进行高速分散乳化2小时，即得。所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、松香树脂、乙烯基磺酸钠、n,n-二甲基甲酰胺、偶氮二异丁腈、表面改性玻璃纤维、去离子水重量份比为：25：18:6:6：34:2.8:110。所述调节体系ph采用饱和氨水进行调节。所述高速分散乳液高速转速为3500r/min，所述松香树脂经过预处理：将松香树脂、马来酸酐、巯基乙酸异辛酯按25:1.2:4质量比例混合到一起，然后在氮气气氛下，以5℃/min加热速率加热至124℃，保温搅拌50min，自然冷却至室温，即得。实施例3一种玻璃纤维增强的风机表面用耐候涂料制备方法，包括以下步骤：（1）玻璃纤维预处理：将玻璃纤维添加到酸溶液中，72℃水浴保温下，浸泡30min，然后取出，清水清洗至中性，再将浸酸后的玻璃纤维添加到双氧水溶液中，常温浸渍9小时，然后取出，烘干至恒重，得到预处理玻璃纤维；所述酸溶液为硫酸溶液；所述硫酸溶液质量分数为17%；所述玻璃纤维与硫酸溶液混合比例为62g：380ml。所述双氧水质量分数为12%；所述浸酸后的玻璃纤维与双氧水混合比例为：125g：420ml。（2）表面改性处理：将上述得到的预处理玻璃纤维、硝酸镍水溶液依次添加到真空浸渍反应釜中，然后再依次添加马来酸钠和尿素，加热至81℃，抽真空，保温搅拌4.5小时，然后静置1小时后，再进行过滤，洗涤至中性，在干燥箱中进行干燥处理，即得表面改性玻璃纤维；所述预处理玻璃纤维、硝酸镍水溶液混合质量比为1:5.5；所述硝酸镍水溶液质量分数为13.8%；所述硝酸镍水溶液、马来酸钠和尿素混合质量比为：50:1.4：5.5。所述抽真空的真空度为0.016mpa。所述干燥箱内干燥温度为45℃，干燥时间为20h。（3）涂料制备：将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、松香树脂、乙烯基磺酸钠依次添加到反应釜中，然后再添加n,n-二甲基甲酰胺、偶氮二异丁腈、表面改性玻璃纤维，升温至52℃，保温搅拌2小时，然后再冷却至30℃，调节体系ph至10.2，再添加酞酸丁酯，以500r/min转速搅拌40min，然后再添加去离子水，进行高速分散乳化2小时，即得。所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、松香树脂、乙烯基磺酸钠、n,n-二甲基甲酰胺、偶氮二异丁腈、表面改性玻璃纤维、去离子水重量份比为：23：16:5:4.7：32:2.4:103。所述调节体系ph采用饱和氨水进行调节。所述高速分散乳液高速转速为3500r/min，所述松香树脂经过预处理：将松香树脂、马来酸酐、巯基乙酸异辛酯按25:1.2:4质量比例混合到一起，然后在氮气气氛下，以5℃/min加热速率加热至124℃，保温搅拌50min，自然冷却至室温，即得。实施例4一种玻璃纤维增强的风机表面用耐候涂料制备方法，包括以下步骤：（1）玻璃纤维预处理：将玻璃纤维添加到酸溶液中，74℃水浴保温下，浸泡30min，然后取出，清水清洗至中性，再将浸酸后的玻璃纤维添加到双氧水溶液中，常温浸渍10小时，然后取出，烘干至恒重，得到预处理玻璃纤维；所述酸溶液为硫酸溶液；所述硫酸溶液质量分数为18%；所述玻璃纤维与硫酸溶液混合比例为68g：380ml。所述双氧水质量分数为12%；所述浸酸后的玻璃纤维与双氧水混合比例为：135g：420ml。（2）表面改性处理：将上述得到的预处理玻璃纤维、硝酸镍水溶液依次添加到真空浸渍反应釜中，然后再依次添加马来酸钠和尿素，加热至85℃，抽真空，保温搅拌4-5小时，然后静置1小时后，再进行过滤，洗涤至中性，在干燥箱中进行干燥处理，即得表面改性玻璃纤维；所述预处理玻璃纤维、硝酸镍水溶液混合质量比为1:6；所述硝酸镍水溶液质量分数为14%；所述硝酸镍水溶液、马来酸钠和尿素混合质量比为：50:1.55：6.2。所述抽真空的真空度为0.017mpa。所述干燥箱内干燥温度为45℃，干燥时间为20h。（3）涂料制备：将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、松香树脂、乙烯基磺酸钠依次添加到反应釜中，然后再添加n,n-二甲基甲酰胺、偶氮二异丁腈、表面改性玻璃纤维，升温至55℃，保温搅拌2小时，然后再冷却至30℃，调节体系ph至10.2，再添加酞酸丁酯，以500r/min转速搅拌40min，然后再添加去离子水，进行高速分散乳化2小时，即得。所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、松香树脂、乙烯基磺酸钠、n,n-二甲基甲酰胺、偶氮二异丁腈、表面改性玻璃纤维、去离子水重量份比为：24：16:4:6：32:2.5:106。所述调节体系ph采用饱和氨水进行调节。所述高速分散乳液高速转速为3500r/min，所述松香树脂经过预处理：将松香树脂、马来酸酐、巯基乙酸异辛酯按25:1.2:4质量比例混合到一起，然后在氮气气氛下，以5℃/min加热速率加热至124℃，保温搅拌50min，自然冷却至室温，即得。试验乳液的稳定性测试离心稳定性、贮存稳定性、冻融稳定性和稀释稳定性均按合成树脂乳液试验方法（ｇｂ-t11175-2002）进行测试；实施例1：常温存放12个月，无结皮、分层和破乳现象，也无沉淀产生，乳液的贮存稳定性良好；将涂料稀释至3.5ｗｔ％后存放72ｈ，不分层，且无破乳现象，也无沉淀产生，说明乳液稀释稳定性较好；利用台式离心机以3500r/min的速度离心处理40min，乳液未出现絮凝和凝胶，说明乳液离心稳定性达标，在-22℃下冷冻24ｈ，再于常温下融化12ｈ，经冻融三次，涂料不发生增稠或凝胶，说明乳液冻融稳定性达标。实施例2：常温存放12个月，无结皮、分层和破乳现象，也无沉淀产生，乳液的贮存稳定性良好；将涂料稀释至3.5ｗｔ％后存放72ｈ，不分层，且无破乳现象，也无沉淀产生，说明乳液稀释稳定性较好；利用台式离心机以3500r/min的速度离心处理40min，乳液未出现絮凝和凝胶，说明乳液离心稳定性达标，在-22℃下冷冻24ｈ，再于常温下融化12ｈ，经冻融三次，涂料不发生增稠或凝胶，说明乳液冻融稳定性达标。实施例3：常温存放12个月，无结皮、分层和破乳现象，也无沉淀产生，乳液的贮存稳定性良好；将涂料稀释至3.5ｗｔ％后存放72ｈ，不分层，且无破乳现象，也无沉淀产生，说明乳液稀释稳定性较好；利用台式离心机以3800r/min的速度离心处理40min，乳液未出现絮凝和凝胶，说明乳液离心稳定性达标，在-24℃下冷冻24ｈ，再于常温下融化12ｈ，经冻融三次，涂料不发生增稠或凝胶，说明乳液冻融稳定性达标。实施例4：常温存放12个月，无结皮、分层和破乳现象，也无沉淀产生，乳液的贮存稳定性良好；将涂料稀释至3.5ｗｔ％后存放72ｈ，不分层，且无破乳现象，也无沉淀产生，说明乳液稀释稳定性较好；利用台式离心机以4000r/min的速度离心处理40min，乳液未出现絮凝和凝胶，说明乳液离心稳定性达标，在-25℃下冷冻24ｈ，再于常温下融化12ｈ，经冻融三次，涂料不发生增稠或凝胶，说明乳液冻融稳定性达标。粘结性能：对实施例与对比例涂料均匀涂膜在304不锈钢表面，经过40℃固化10h后，形成涂膜（涂膜厚度为0.02mm±0.001）参照gb/t2792-1998,180°剥离强度；表1180°剥离强度（n/25mm）实施例116.12实施例215.94实施例316.33实施例416.67对比例110.28对比例214.35对比例1：与实施例1区别为不添加表面改性玻璃纤维；对比例2:与实施例1区别为不添加松香树脂；由表2可以看出，本发明方法制备的涂料具有优异的剥离强度，180°剥离强度为涂膜离开基材所需要的损耗的能量，本发明方法制备的涂料在风机表面形成涂膜后，具有优异的剥离强度，表明其与基体之间的粘结力较高，能够更好的粘附再风机基体表面，极大的提高了其使用寿命。耐人工气候老化性（gb/t9755-2001)/h；表3耐老化时间/h实施例11496实施例21483实施例31505实施例41552对比例11228对比例1：与实施例1区别为不添加表面改性玻璃纤维；由表3可以看出，本发明方法制备的涂料具有优异的耐老化性能。以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。当前第1页1 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