2019年4月11—12日,第五屆中國國際風(fēng)電復(fù)合材料高峰論壇(CWPC2019)于中國重慶隆重召開。在大會專題一:科技創(chuàng)新 成就未來——“創(chuàng)新材料、革新技術(shù)”中,佐敦涂料(張家港)有限公司高級研發(fā)化學(xué)師馮晶先生作了題為《風(fēng)電葉片涂料綠色解決方案》的精彩演講。
以下為演講實(shí)錄:
大家下午好,我叫馮晶,來自佐敦,是一名化學(xué)師,今天我講的題目是“風(fēng)電葉片涂料綠色解決方案”。目前葉片主要是由黃環(huán)氧樹脂和玻纖的材料灌注而成。目前涂料涂裝行業(yè)面臨最大的挑戰(zhàn),就是環(huán)保壓力,從2013年到2018年,國家陸續(xù)出臺了多項(xiàng)環(huán)保法規(guī),且越來越嚴(yán),越來越細(xì)。2016年出臺的十三五規(guī)劃綱要中,明確提出了對涂料涂裝行業(yè)VOC減排達(dá)到30%,對VOC重點(diǎn)排放企業(yè)還要全面實(shí)行排污許可證制度。未來葉片涂裝該如何轉(zhuǎn)型?在如此巨大環(huán)保壓力下,目前業(yè)內(nèi)比較認(rèn)可的方向是高固含和水性化,由于固化條件原因,在葉片應(yīng)用上暫時(shí)還無法使用,今天我主要給大家講水性化方向在葉片涂料上的應(yīng)用。
一般溶劑型涂料配方主要構(gòu)成是樹脂、水、添加劑、顏料、而油性涂料主要是樹脂,溶劑、添加劑、顏料。水性涂料減排VOC降幅達(dá)到93%以上,這是一個(gè)非常可觀的數(shù)據(jù),佐敦公司作為歐洲的老牌涂料公司,其在水性方向的研發(fā)和應(yīng)用上,已經(jīng)持續(xù)了好多年,左圖是佐敦涂料有的水性工業(yè)涂料產(chǎn)品,包括水性聚氨酯等產(chǎn)品,右圖是佐敦涂料開發(fā)的水性葉片涂料VC300WF,作為一款合格的溶劑型葉片涂料,要求具有合作的附著力,具有較低的VOC以及良好的耐水性能。
大概七八年前,我們談到水性涂料,都會想到水性涂料跟溶劑型涂料完全沒法比,水性涂料比溶劑型涂料差很多,經(jīng)過這么多年的發(fā)展,如今水性涂料性能到底如何?我們可以通過以下的一些性能比較可以看到。對于水性葉片涂料,除了固體含量上略低于傳統(tǒng)的涂料,在干燥時(shí)間、使用時(shí)間上、完全于溶劑型涂料性能達(dá)到一致。甚至在VOC含量上水性涂料具有明顯的優(yōu)勢。
這里列出了葉片涂料比較重要的一些物理性的參數(shù)指標(biāo),水性涂料在光澤、耐磨性、柔韌性、沖擊性、附著力已經(jīng)完全不輸于溶劑型涂料。水性葉片涂料,在性能上已經(jīng)完全達(dá)到甚至超越了傳統(tǒng)溶劑型涂料。是否代表其在實(shí)際應(yīng)用中一樣表現(xiàn)優(yōu)異呢?答案是不一樣的,如何才能達(dá)到兩者的統(tǒng)一?就需要檢索涂料的另一個(gè)性能,就是涂裝性能。目前葉片主要施工方式是噴涂和滾涂,對于水性涂料,更推薦滾涂,滾涂方式符合目前大多數(shù)葉片廠施工習(xí)慣,更是避免了最大無泡沫厚。負(fù)反應(yīng)釋放出的二氧化碳?xì)怏w,就是氣膜在固化過程中起泡的主要作用,。圍大概在60到80微米。
水性葉片涂料施工的影響因素,主要有溫度,相對濕度,和通風(fēng)。對溫度一般推薦水性漆施工溫度范圍是在15—35度,溫度過低氣膜水分揮發(fā)過慢,負(fù)反應(yīng)機(jī)率就會增加,氣膜氣泡的風(fēng)險(xiǎn)就會增高。溫度過高,氣膜表面水分揮發(fā)過快,同樣導(dǎo)致氣泡的風(fēng)險(xiǎn)增加。水性涂料儲存溫度必須是在5—35度之間,長時(shí)間儲存溫度不在要求窗口范圍內(nèi),就可能導(dǎo)致涂料失效或者變質(zhì)。
相對濕度,一般水性漆施工窗口建議是在30%—75%,濕度是一個(gè)相對值,與溫度、氣壓也有關(guān)系。所以當(dāng)冬天施工環(huán)境濕度過高的時(shí)候,我們可以適當(dāng)?shù)奶嵘h(huán)境溫度,從而使?jié)穸冉档偷娇墒┕し秶鷥?nèi)。如果濕度過低,最佳的可行性方案就是在地面灑水,以增加環(huán)境的濕度。我們可以在25%—80%的濕度范圍內(nèi)正常施工,舉一個(gè)生活中的例子,幫忙大家理解。比如說雷雨天氣,衣服洗了之后晾兩三天都不一定干,就需要烘干機(jī)幫助衣物干燥,原理就是升溫另外就是通風(fēng),幫助衣物干燥。
另外的因素影響就是通風(fēng),在密閉沒有空氣流通的施工環(huán)境下,會導(dǎo)致氣膜表面濕度大于環(huán)境濕度,從而影響氣膜正常固化,有良好的通風(fēng)情況下,氣膜揮發(fā)出來的水蒸氣就會揮發(fā)到空氣當(dāng)中去,良好的通風(fēng)也是水性漆影響的重要因素。
通過以上水性漆影響因素,我們可以看到水性葉片涂料雖然在性能上,已經(jīng)完全達(dá)到并超過了溶劑型涂料,其施工窗口限制比溶劑型涂料高一些。比如說水性涂料在施工過程中,容易出現(xiàn)暗流,導(dǎo)致不但外觀會受到影響,甚至在掛機(jī)之后,還會影響葉片的發(fā)電效力。又比如某些產(chǎn)品復(fù)涂時(shí)間比較苛刻,這樣不但影響了工廠的排產(chǎn),而且會影響生產(chǎn)效率與產(chǎn)能。
水性漆良好施工性能,也是質(zhì)量保證的關(guān)鍵,也是產(chǎn)能保證的關(guān)鍵。BCWF300不但物理性能優(yōu)異,而且施工性能也是非常優(yōu)良。針對當(dāng)前的環(huán)境壓力,我們?yōu)轱L(fēng)電行業(yè)推出了一套水性體系解決方案。這套方案最大的特點(diǎn),無論是施工兩道水性漆還是三道水性漆,都使用同一種涂料,避免了施工過程中用錯(cuò)涂料出現(xiàn)的尷尬,也為采購和倉儲提供了便利。我不否認(rèn)這個(gè)方案,有些自身特點(diǎn),就是膜厚,當(dāng)葉片在運(yùn)行一段時(shí)間后,表面水性化,或者剝落后,露出了交易層,交易層完全沒有辦法達(dá)到水性面漆的持久保護(hù)性能,而我們給出的這個(gè)方案,既使第一層的面漆剝落了,還有第三第三道防線,可以提供同樣的持久保護(hù)性能,為葉片的持久運(yùn)行保駕護(hù)航。
水性漆耐水性同樣重要,BCWF300早期耐水性能十分優(yōu)異,在正常條件下24小時(shí)可以達(dá)到完美的耐水效果。這是我們在連云港基地施工的圖片,工人使用BCW3F00之后,反饋這個(gè)涂料施工十分便利,外觀沒有瑕疵缺陷,特別是施工過程中沒有什么氣味。BCWF300不但物理性能優(yōu)異,施工性能優(yōu)良,而且綠色環(huán)保,VOC極低。這就是我為大家?guī)淼慕鉀Q方案。
(發(fā)言由現(xiàn)場速記整理,未經(jīng)本人審閱)