粉尘对风电叶片涂层附着性能的影响

    摘要:风电叶片在生产过程中,复合材料表面会由于各种原因粘附有粉尘。在叶片的涂装过程中,粉尘的存在会对漆膜在复合材料壳体上及漆膜层间的附着性能产生负面影响。该研究设计实验,使叶片壳体或涂层表面沉降粉尘后进行下道涂装,涂层固化后通过拉开法考察了涂装过程中粉尘对漆膜附着性能的影响。结果表明:粉尘的存在对涂层对复合材料壳体及涂层层间的附着力有显著影响,使附着强度下降20%左右。　　　　关键词:风电叶片;涂层;粉尘;附着性能　　　　中图分类号:TQ635.9文献标识码:A文章编号:0253-4312(2011)06-0051-04　　　　随着人类社会的发展,生产和生活对能源的需求日渐强烈。目前,绿色能源的发展势头正盛,尤其是风力发电行业,近10年得到了蓬勃发展,为缓解能源危机起到了很大的作用。而我国的风场通常位于西北多风沙、东北高寒、华东沿海高盐雾等环境恶劣的地区,这就需要对风电设备进行很好的保护,才能使风电设备产生更高的效益。风电叶片是风力发电机的关键部件,它通常是由纤维增强树脂制成的复合材料,叶片本身的耐候、耐风沙性能很差。目前,风电叶片多采用聚氨酯类涂料来保护。　　　　在风电叶片的生产过程中,叶片壳体、腻子及涂层需要经过打磨及除尘处理。在实际操作中,会有部分粉尘残留,而且车间外的粉尘也会进入生产现场,这些粉尘会粘附在叶片表面。粉尘的存在对涂层的质量是有负面影响的[1],国内外的研究者对此也有报道,例如刘方方等[2]探讨了原子灰粉尘对底漆与中间漆附着力的影响。但是,目前还没有见到关于车间粉尘对风电叶片涂层影响的相关报道。本研究通过拉开法考察了风电叶片生产车间的粉尘对涂层附着性能的影响,结果说明了粉尘明显降低了涂层对复合材料壳体及涂层层间的附着力。　　　　1实验　　　　1.1原材料　　　　实验用的各种原料见表1所示。

　　1.2实验方案　　　　各涂层施工方式为:粗腻子为刮涂,厚度为0.7mm左右;胶衣为高压空气喷涂,湿膜厚度为0.15mm;面漆为高压空气喷涂,湿膜厚度为0.12mm。高压空气压力为300kPa,喷嘴直径为0.5mm。　　　　首先将一块与风电叶片外蒙皮材质等相同的复合材料板表面用80目的砂纸打磨粗糙,之后用粘尘布擦去表面粉尘,再用丙酮擦拭干净,待丙酮挥发后再进行涂装。涂装顺序为粗腻子、胶衣、面漆,且粗腻子和胶衣打磨后都需要擦去粉尘。此板记作A0,为无粉尘涂装板。后进行有粉尘试样涂装,复合材料板与粗腻子间保留粉尘,其余层间无粉尘,记作A1板;粗腻子与胶衣层间保留粉尘,其余层间无粉尘,记作A2板;胶衣与面漆间保留粉尘,其余层间无粉尘,记作A3板;各层间均保留粉尘的,记作A4板。

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