2 结果与讨论
2.1 树脂的选择
本试验选用的是改性羟基丙烯酸树脂作为主要的树脂成分，该树脂具有良好的力学性能和防腐性能，清漆制成的涂膜断裂伸长率能够达到100%以上，且拉伸强度能够达到15 MPa左右，耐酸碱性能优异。这种树脂是由传统的羟基丙烯酸树脂改性而得到的，在配制涂料过程中的颜填料、助剂等的选择也比较方便。用这种树脂配制成的主漆成分和HDI三聚体(N3390)配制成的涂料具有良好的施工性能，可很好地满足风机叶片厂施工工艺要求。
2.2 颜填料的选择
颜填料在涂料中除了着色和遮盖作用外，也起到防腐蚀作用[1]。为了提高涂料的着色力、遮盖力、耐候性、防腐蚀性能应优先选择金红石型钛白粉，本试验选用的是杜邦的R960钛白粉，此钛白粉不但具有上述几种优点，且具有良好的分散性能。作为高耐候面漆，填料应尽量少加。填料(体质填料)除了降低成本，主要是用来改善涂料的物理性能和机械性能。本试验选用的绢云母粉不但提高了涂膜的屏蔽性能，也改善涂料的贮存稳定性。
2.3 助剂的选择
为了保证在涂料的施工性能、耐老化性、贮存性能等需要在涂料中加入合适的助剂。风电叶片涂料在施工过程中一般都是采用两道施工的施工方式，每道涂膜的厚度要达到100 μm以上，所以在涂料中需要加入适量的触变剂以加强涂料的抗流挂性能，本试验采用气相二氧化硅(A380)作为触变剂，A380触变剂不但能够给涂料带来良好的抗流挂型，还能够防止涂料中其他颜填料的沉降，提高了涂料的贮存稳定性。
增加涂料触变性也带来了施工过程中问题，涂膜中的气泡不容易溢出。本试验经过大量的试验，选用的是消泡能力适中的BYK-066N以及具有良好破泡能力的BYK-141的组合作为此涂料的消泡系统。这个消泡系统不但能够使施工过程中涂膜里面的气泡迅速溢出并且消除，还不至于给涂膜带来缩孔等不良影响，大大提高了涂膜干燥后的各种性能。风电叶片涂料对涂膜的耐候性要求很高的同时，对涂膜的耐磨性和疏水性也有比较高的要求，为了提高涂膜的耐磨性和疏水性，本试验在涂料中添加了聚四氟乙烯微蜡粉，降低了涂膜表面的摩擦系数，减缓了叶片在运行过程中风沙等对叶片涂料的磨损，并且降低了涂膜表面的表面能，使其具有良好的疏水性和耐沾污性，使涂膜的吸水率保持在比较低的1%左右，尽量减少水汽在叶片表面的凝结，降低叶片表面结冰的可能性，提高叶片在运转过程中的安全性。为了保证涂料的干燥时间提高涂料的施工效率，本试验中还添加了适量的催化剂，以保证涂料的适宜的表干、实干性能，且保证涂料的适用期在3 h以上。
2.4 消光粉的选择
风电叶片涂料为哑光涂料，消光粉的添加是必须的。消光粉在涂料中的消光效果主要取决于消光粉的4个重要特性：平均粒径及其分布、孔隙率、密度、表面处理。一般来讲，平均粒径越大，涂膜表面粗糙度越大，消光性能越好，但太粗的颗粒会影响感观和手感，太细又会增加涂料的黏度，因而颗粒选择要适当。光泽度的降低是消光剂粒径的效应，对于选定粒径的消光剂来说，高孔隙率的消光效果更好，因为高孔隙率的消光粉单位质量所含粒子微孔容积大，其消光性越好，即涂膜光泽越低。用有机涂覆物(主要是高分子蜡)进行表面处理得到容易分散的白炭黑消光剂，可使干膜手感滑爽，抗损伤性好等，在涂料中稳定性好。虽然密度和消光剂的消光性能无直接关系，但密度低，其孔隙率大，比表面积大，吸油量相应增大，而吸油量对消光性也有一定的影响，一般消光粉吸油量大，消光性要好些，但吸油量大的消光粉增稠现象明显，降低了涂料的体积固含量[2]。在选用消光粉的过程中，考虑到以上几种影响因素以及该种聚氨酯类涂料难消光的特点，在这种
风电叶片涂料中选择的消光粉应该具有比较合适的粒径分布，比较小的吸油值，容易分散。另外，在试验过程中发现消光粉添加量对涂膜的柔韧性有显著影响，如表3所示。

经过多种型号消光粉的综合性能对比试验，考虑消光粉的添加量，对涂膜整体性能的影响等诸多因素，终选定德固赛的OK412作为本文研究的风电叶片涂料的消光粉。OK412消光粉的粒径大约是6.0 μm，吸油值为220%，表面经过有机处理，pH值为6，在本文所研制的风电叶片涂料中的消光效果比较明显，在涂料中的添加量在6%～7%比较适宜，生产过程中搅拌分散15～20 min即可(分散时间过长会影响消光效果，引起消光粉的用量过大)，且对涂料的贮存稳定性和施工性能也不会带来不良的影响。
2.5 风电叶片涂料耐磨性试验
在我国，还没有关于风电叶片涂料的国家标准或者行业标准，在耐磨性的测试方法方面也是有着很大的不同。本文了解了目前国内外常用的一些耐磨性试验方法，具有代表性的有以下几种，见表4。

以上所述试验方法具有一个相同的特点就是不论被测样品是被主动冲击，还是被动磨擦，都是比较单一的磨损方式，而风电叶片在运行过程中的磨损是多种因素共同作用的结果，所以用单一的磨损方式去界定、判断风电叶片涂料的耐磨性是有一定的误差的。
根据风电叶片的运行环境，据了解在极限情况下，叶片的尖端速度会达到70 m/s[4]。本文在试验过程中研制开发了一种耐磨测试设备，此设备运行时，尖端速度可以达到60 m/s，甚至更高。设备如图3所示。

本文在此选择了一种风电叶片涂料(后文简称涂料A)，此涂料在旋转磨擦橡胶轮法测试结果和本文研制的风电叶片涂料用上述方法测试的耐磨性相近，见表5。
表5 两种涂料用旋转磨擦橡胶轮法测试结果

用上述两种涂料分别制成的样板同时放在本文自制的耐磨试验仪器中进行测试，耐磨试验前后情况如图4所示。

从图4可以看出通过模拟风电叶片运行环境的试验设备测试的结果是：由涂料A制成的样板磨损的非常厉害，甚至已经露出底材，而由本文研制的涂料只有在尖端部分被轻微磨损，耐磨性更好。

3 结 语
风电叶片保护涂料的研究旨在延长风电叶片的使用寿命和使用安全性，降低叶片生产费用以及运行过程中的维修费用，本文研制的风机叶片涂料经过多种性能的检测，具有优异的附着力、耐磨性、耐候性，兼顾良好的耐盐雾、耐湿热、柔韧性等，能够用于风力发电厂的风机叶片上，并为风机叶片的运行提供长期有效的防护。