海上风力发电定子用常温固化氟碳涂料研究

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1、第一作者等：正标题5《七届会》征文-功能复合材料海上风力发电定子用常温固化氟碳涂料研究*邓强，刘含茂，曾德淼，李强军，姜其斌(株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南株洲412007)摘要：以常温固化四氟型氟碳树脂为基料和超细云母粉、硅微粉等绝缘填料，制备了适合海上风力发电定子用表面防护涂料。对影响涂料性能的主要因素进行了研究，结果表明：该防护涂料具有良好的电绝缘性能、耐盐雾性能及耐化学品性能。关键词：风力发电；氟碳涂料；防护涂料；制备中图分类号：文献标识码：A1引言当前，国家正大力提倡建设“资源节约型，环境友

2、好型”的两型社会，风力发电已成为世界上公认的竞争力最强的可再生能源技术之一。风力发电电机中定子组件是核心设备，其状态直接关系到整个风力发电机组的安全运行。对于沿海或近海区域的风力发电机组，其定子腐蚀环境按ISO12944标准判断为C5-M，为严重腐蚀环境。鉴于此，对风力发电定子表面防护涂料提出了极高的要求。由于氟碳树脂主要结构为C-F键，键能高（486.5KJ/mol）,键程短（0.142nm），氟含量高（35%-40%）。因此其具有极为优异的耐候性、耐盐雾性、耐化学品性及耐沾污性。本文拟采用常温固化四氟型

3、氟碳树脂为基料，制备能够满足海洋环境对风力发电定子表面防护用涂料。2试验2．1表面防护涂料的制备按配方量称取氟碳树脂、分散剂和混合溶剂，分散均匀，加入颜填料和助剂，高速分散30分钟，研磨至细度≤15μm；在制得的漆料中加入其他剩余助剂和混合溶剂，调节粘度100-120秒（涂-4#杯），过滤出料，所制得的漆料组分与固化剂组分按4:1（重量比）配置成表面防护涂料。2．2性能测试涂料按GB/T1727-1992要求制得试板，按GB/T1981-89测试电气性能，按GB/T1771-2007测试耐盐雾性能，按GB/

4、T1768-79测试耐磨性能，按其他相应国标测试性能。第一作者等：正标题53结果与讨论3.1润湿分散剂的选择由于氟碳树脂极性低，对颜料润湿性能差，易产生返粗、浮色发花等弊病。因此需要加入适量润湿分散剂以提高对颜料的润湿性能。树脂与各润湿分散剂相容性及对涂料贮存稳定性影响如下表。表1润湿分散剂对涂料性能影响Table1Coatingperformanceaffectedbydispersingangent项目1#分散剂2#分散剂3#分散剂与树脂相容性良好，清澈透明良好，清澈透明轻微浑浊研磨时间1.5h2h2h

5、初始状态细度20µm，均匀流体，无沉淀细度20µm，均匀流体，无沉淀细度20µm，均匀流体，无沉淀60℃×30d状态细度40µm，略沉淀，可搅匀细度20µm，均匀流体，无沉淀细度40µm，均匀流体，无沉淀-10℃×30d状态细度30µm，略沉淀，可搅匀细度20µm，均匀流体，无沉淀细度40µm，均匀流体，无沉淀常温贮存90d状态细度40µm，略沉淀，可搅匀细度20µm，均匀流体，无沉淀细度40µm，均匀流体，无沉淀由表1可以看出，1#分散剂与树脂相容性良好，研磨时间较短，但贮存试验明显不合格。这是因为，1#

6、分散剂为聚羧酸类低分子分散剂，润湿性能较好，但由于分子量较小，空间位阻效果差，因此在贮存试验中，细度增长较快。2#分散剂与3#分散剂同样为聚氨酯类高分子分散剂，但3#分散剂分子量较高（MW=9509）,且分子量分布分散性较大（Polydispersity=2.35），因此其与树脂相容性较差，造成贮存试验不合格。选择中等分子量且分子量分布分散性较小的2#分散剂（MW=6325,Polydispersity=1.25）是合适的。3.2催干剂加入量对漆膜性能影响催干剂能有效促进-OH基与-NCO基反应，促进漆膜实

7、干，其加量对漆膜附着力、冲击强度、柔韧性及电气绝缘性能等均有显著影响。不同催干剂加入量对漆膜性能影响如表2所示。表2催干剂加量对漆膜性能影响第一作者等：正标题5Table2Coatingperformanceaffectedbydrierangent项目催干剂用量（以对漆料总量计）0.01%0.02%0.03%0.04%实干时间(h)2412108附着力(MPa)914108冲击强度(cm)50504020柔韧性(mm)1123体积电阻率(Ω.m)3.2×1096.5×10136.7×10137.2×101

8、3电气强度(MV/mm)32687072活化期（h）7421由表2可以看出，随着催干剂加入量的增大，固化速度加快，固化时间缩短，电气绝缘性能明显提高。但是催干剂用量过大，漆膜脆性增加，会导致漆膜附着力降低、抗冲击强度降低、活化期缩短。综合各方面性能，配方中催干剂加入量为0.02%时较为合适。3.3不同防锈填料及颜基比对漆膜耐盐雾性能影响防锈填料可分为物理防锈填料和化学防锈填料两类，物理防锈填料主要通过屏蔽作用，延