海上風(fēng)力發(fā)電定子用常溫固化氟碳涂料研究

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1、第一作者等：正標(biāo)題5《七屆會(huì)》征文-功能復(fù)合材料海上風(fēng)力發(fā)電定子用常溫固化氟碳涂料研究*鄧強(qiáng)，劉含茂，曾德淼，李強(qiáng)軍，姜其斌(株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司，湖南株洲412007)摘要：以常溫固化四氟型氟碳樹(shù)脂為基料和超細(xì)云母粉、硅微粉等絕緣填料，制備了適合海上風(fēng)力發(fā)電定子用表面防護(hù)涂料。對(duì)影響涂料性能的主要因素進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：該防護(hù)涂料具有良好的電絕緣性能、耐鹽霧性能及耐化學(xué)品性能。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；氟碳涂料；防護(hù)涂料；制備中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1引言當(dāng)前，國(guó)家正大力提倡建設(shè)“資源節(jié)約型，環(huán)境友

2、好型”的兩型社會(huì)，風(fēng)力發(fā)電已成為世界上公認(rèn)的競(jìng)爭(zhēng)力最強(qiáng)的可再生能源技術(shù)之一。風(fēng)力發(fā)電電機(jī)中定子組件是核心設(shè)備，其狀態(tài)直接關(guān)系到整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行。對(duì)于沿?；蚪^(qū)域的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其定子腐蝕環(huán)境按ISO12944標(biāo)準(zhǔn)判斷為C5-M，為嚴(yán)重腐蝕環(huán)境。鑒于此，對(duì)風(fēng)力發(fā)電定子表面防護(hù)涂料提出了極高的要求。由于氟碳樹(shù)脂主要結(jié)構(gòu)為C-F鍵，鍵能高（486.5KJ/mol）,鍵程短（0.142nm），氟含量高（35%-40%）。因此其具有極為優(yōu)異的耐候性、耐鹽霧性、耐化學(xué)品性及耐沾污性。本文擬采用常溫固化四氟型

3、氟碳樹(shù)脂為基料，制備能夠滿足海洋環(huán)境對(duì)風(fēng)力發(fā)電定子表面防護(hù)用涂料。2試驗(yàn)2．1表面防護(hù)涂料的制備按配方量稱取氟碳樹(shù)脂、分散劑和混合溶劑，分散均勻，加入顏填料和助劑，高速分散30分鐘，研磨至細(xì)度≤15μm；在制得的漆料中加入其他剩余助劑和混合溶劑，調(diào)節(jié)粘度100-120秒（涂-4#杯），過(guò)濾出料，所制得的漆料組分與固化劑組分按4:1（重量比）配置成表面防護(hù)涂料。2．2性能測(cè)試涂料按GB/T1727-1992要求制得試板，按GB/T1981-89測(cè)試電氣性能，按GB/T1771-2007測(cè)試耐鹽霧性能，按GB/

4、T1768-79測(cè)試耐磨性能，按其他相應(yīng)國(guó)標(biāo)測(cè)試性能。第一作者等：正標(biāo)題53結(jié)果與討論3.1潤(rùn)濕分散劑的選擇由于氟碳樹(shù)脂極性低，對(duì)顏料潤(rùn)濕性能差，易產(chǎn)生返粗、浮色發(fā)花等弊病。因此需要加入適量潤(rùn)濕分散劑以提高對(duì)顏料的潤(rùn)濕性能。樹(shù)脂與各潤(rùn)濕分散劑相容性及對(duì)涂料貯存穩(wěn)定性影響如下表。表1潤(rùn)濕分散劑對(duì)涂料性能影響Table1Coatingperformanceaffectedbydispersingangent項(xiàng)目1#分散劑2#分散劑3#分散劑與樹(shù)脂相容性良好，清澈透明良好，清澈透明輕微渾濁研磨時(shí)間1.5h2h2h

5、初始狀態(tài)細(xì)度20μm，均勻流體，無(wú)沉淀細(xì)度20μm，均勻流體，無(wú)沉淀細(xì)度20μm，均勻流體，無(wú)沉淀60℃×30d狀態(tài)細(xì)度40μm，略沉淀，可攪勻細(xì)度20μm，均勻流體，無(wú)沉淀細(xì)度40μm，均勻流體，無(wú)沉淀-10℃×30d狀態(tài)細(xì)度30μm，略沉淀，可攪勻細(xì)度20μm，均勻流體，無(wú)沉淀細(xì)度40μm，均勻流體，無(wú)沉淀常溫貯存90d狀態(tài)細(xì)度40μm，略沉淀，可攪勻細(xì)度20μm，均勻流體，無(wú)沉淀細(xì)度40μm，均勻流體，無(wú)沉淀由表1可以看出，1#分散劑與樹(shù)脂相容性良好，研磨時(shí)間較短，但貯存試驗(yàn)明顯不合格。這是因?yàn)椋?#

6、分散劑為聚羧酸類低分子分散劑，潤(rùn)濕性能較好，但由于分子量較小，空間位阻效果差，因此在貯存試驗(yàn)中，細(xì)度增長(zhǎng)較快。2#分散劑與3#分散劑同樣為聚氨酯類高分子分散劑，但3#分散劑分子量較高（MW=9509）,且分子量分布分散性較大（Polydispersity=2.35），因此其與樹(shù)脂相容性較差，造成貯存試驗(yàn)不合格。選擇中等分子量且分子量分布分散性較小的2#分散劑（MW=6325,Polydispersity=1.25）是合適的。3.2催干劑加入量對(duì)漆膜性能影響催干劑能有效促進(jìn)-OH基與-NCO基反應(yīng)，促進(jìn)漆膜實(shí)

7、干，其加量對(duì)漆膜附著力、沖擊強(qiáng)度、柔韌性及電氣絕緣性能等均有顯著影響。不同催干劑加入量對(duì)漆膜性能影響如表2所示。表2催干劑加量對(duì)漆膜性能影響第一作者等：正標(biāo)題5Table2Coatingperformanceaffectedbydrierangent項(xiàng)目催干劑用量（以對(duì)漆料總量計(jì)）0.01%0.02%0.03%0.04%實(shí)干時(shí)間(h)2412108附著力(MPa)914108沖擊強(qiáng)度(cm)50504020柔韌性(mm)1123體積電阻率(Ω.m)3.2×1096.5×10136.7×10137.2×101

8、3電氣強(qiáng)度(MV/mm)32687072活化期（h）7421由表2可以看出，隨著催干劑加入量的增大，固化速度加快，固化時(shí)間縮短，電氣絕緣性能明顯提高。但是催干劑用量過(guò)大，漆膜脆性增加，會(huì)導(dǎo)致漆膜附著力降低、抗沖擊強(qiáng)度降低、活化期縮短。綜合各方面性能，配方中催干劑加入量為0.02%時(shí)較為合適。3.3不同防銹填料及顏基比對(duì)漆膜耐鹽霧性能影響防銹填料可分為物理防銹填料和化學(xué)防銹填料兩類，物理防銹填料主要通過(guò)屏蔽作用，延