佐敦涂料(张家港)高级研发化学师冯晶:《风电叶片涂料绿色解决方案》

2019-04-11 东方风力发电网 点击:233
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   2019年4月11—12日,第五届中国国际风电复合材料高峰论坛(CWPC2019)于中国重庆隆重召开。在大会专题一:科技创新 成就未来——“创新材料、革新技术”中,佐敦涂料(张家港)有限公司高级研发化学师冯晶先生作了题为《风电叶片涂料绿色解决方案》的精彩演讲。

 

  以下为演讲实录:



 

  大家下午好,我叫冯晶,来自佐敦,是一名化学师,今天我讲的题目是“风电叶片涂料绿色解决方案”。目前叶片主要是由黄环氧树脂和玻纤的材料灌注而成。目前涂料涂装行业面临最大的挑战,就是环保压力,从2013年到2018年,国家陆续出台了多项环保法规,且越来越严,越来越细。2016年出台的十三五规划纲要中,明确提出了对涂料涂装行业VOC减排达到30%,对VOC重点排放企业还要全面实行排污许可证制度。未来叶片涂装该如何转型?在如此巨大环保压力下,目前业内比较认可的方向是高固含和水性化,由于固化条件原因,在叶片应用上暂时还无法使用,今天我主要给大家讲水性化方向在叶片涂料上的应用。

 

  一般溶剂型涂料配方主要构成是树脂、水、添加剂、颜料、而油性涂料主要是树脂,溶剂、添加剂、颜料。水性涂料减排VOC降幅达到93%以上,这是一个非常可观的数据,佐敦公司作为欧洲的老牌涂料公司,其在水性方向的研发和应用上,已经持续了好多年,左图是佐敦涂料有的水性工业涂料产品,包括水性聚氨酯等产品,右图是佐敦涂料开发的水性叶片涂料VC300WF,作为一款合格的溶剂型叶片涂料,要求具有合作的附着力,具有较低的VOC以及良好的耐水性能。

 

  大概七八年前,我们谈到水性涂料,都会想到水性涂料跟溶剂型涂料完全没法比,水性涂料比溶剂型涂料差很多,经过这么多年的发展,如今水性涂料性能到底如何?我们可以通过以下的一些性能比较可以看到。对于水性叶片涂料,除了固体含量上略低于传统的涂料,在干燥时间、使用时间上、完全于溶剂型涂料性能达到一致。甚至在VOC含量上水性涂料具有明显的优势。

 

  这里列出了叶片涂料比较重要的一些物理性的参数指标,水性涂料在光泽、耐磨性、柔韧性、冲击性、附着力已经完全不输于溶剂型涂料。水性叶片涂料,在性能上已经完全达到甚至超越了传统溶剂型涂料。是否代表其在实际应用中一样表现优异呢?答案是不一样的,如何才能达到两者的统一?就需要检索涂料的另一个性能,就是涂装性能。目前叶片主要施工方式是喷涂和滚涂,对于水性涂料,更推荐滚涂,滚涂方式符合目前大多数叶片厂施工习惯,更是避免了最大无泡沫厚。负反应释放出的二氧化碳气体,就是气膜在固化过程中起泡的主要作用,。围大概在60到80微米。

 

  水性叶片涂料施工的影响因素,主要有温度,相对湿度,和通风。对温度一般推荐水性漆施工温度范围是在15—35度,温度过低气膜水分挥发过慢,负反应机率就会增加,气膜气泡的风险就会增高。温度过高,气膜表面水分挥发过快,同样导致气泡的风险增加。水性涂料储存温度必须是在5—35度之间,长时间储存温度不在要求窗口范围内,就可能导致涂料失效或者变质。

 

  相对湿度,一般水性漆施工窗口建议是在30%—75%,湿度是一个相对值,与温度、气压也有关系。所以当冬天施工环境湿度过高的时候,我们可以适当的提升环境温度,从而使湿度降低到可施工范围内。如果湿度过低,最佳的可行性方案就是在地面洒水,以增加环境的湿度。我们可以在25%—80%的湿度范围内正常施工,举一个生活中的例子,帮忙大家理解。比如说雷雨天气,衣服洗了之后晾两三天都不一定干,就需要烘干机帮助衣物干燥,原理就是升温另外就是通风,帮助衣物干燥。

 

  另外的因素影响就是通风,在密闭没有空气流通的施工环境下,会导致气膜表面湿度大于环境湿度,从而影响气膜正常固化,有良好的通风情况下,气膜挥发出来的水蒸气就会挥发到空气当中去,良好的通风也是水性漆影响的重要因素。

 

  通过以上水性漆影响因素,我们可以看到水性叶片涂料虽然在性能上,已经完全达到并超过了溶剂型涂料,其施工窗口限制比溶剂型涂料高一些。比如说水性涂料在施工过程中,容易出现暗流,导致不但外观会受到影响,甚至在挂机之后,还会影响叶片的发电效力。又比如某些产品复涂时间比较苛刻,这样不但影响了工厂的排产,而且会影响生产效率与产能。

 

  水性漆良好施工性能,也是质量保证的关键,也是产能保证的关键。BCWF300不但物理性能优异,而且施工性能也是非常优良。针对当前的环境压力,我们为风电行业推出了一套水性体系解决方案。这套方案最大的特点,无论是施工两道水性漆还是三道水性漆,都使用同一种涂料,避免了施工过程中用错涂料出现的尴尬,也为采购和仓储提供了便利。我不否认这个方案,有些自身特点,就是膜厚,当叶片在运行一段时间后,表面水性化,或者剥落后,露出了交易层,交易层完全没有办法达到水性面漆的持久保护性能,而我们给出的这个方案,既使第一层的面漆剥落了,还有第三第三道防线,可以提供同样的持久保护性能,为叶片的持久运行保驾护航。

 

  水性漆耐水性同样重要,BCWF300早期耐水性能十分优异,在正常条件下24小时可以达到完美的耐水效果。这是我们在连云港基地施工的图片,工人使用BCW3F00之后,反馈这个涂料施工十分便利,外观没有瑕疵缺陷,特别是施工过程中没有什么气味。BCWF300不但物理性能优异,施工性能优良,而且绿色环保,VOC极低。这就是我为大家带来的解决方案。

 

  (发言由现场速记整理,未经本人审阅)



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