一種風力發電機葉片用前緣防護體系及風力發電機葉片的制作方法

本發明涉及風電葉片，具體涉及風電葉片的防護技術。

背景技術：

風力發電機是一種將風能轉化為機械能的動力機械，原理是利用風力帶動葉片旋轉，驅動發電機發電。目前風力發電機葉片基體材料大多是以玻璃纖維增強環氧樹脂或者玻璃纖維增強不飽和聚酯為主體，此類材料俗稱玻璃鋼。裸露的玻璃鋼不能在戶外長期使用，需要外部防護涂層保護，尤其是承載顆粒物(雨水、塵沙等)沖擊與磨損的葉片前緣，需要有特殊的前緣保護材料，以抵抗磨損侵蝕導致的葉片氣動、結構功能喪失。葉片正常運行過程中前緣部位不可避免會被空氣中雜物粘污，因此無需長時效的前緣防污處理。

防護材料大體分為兩類：

第一種為預制備防護材料，例如帶有單面丙烯酸壓敏膠的聚氨酯貼膜，貼附于待保護的前緣區域；

第二種采用高彈性涂層材料(或膠衣)，涂裝于葉片前緣待保護區域。

第二種涂層方案由于工藝操作性好，防護性能好，成本更具優勢的優點，逐漸成為風電行業內主流前緣防護方案。但是，高彈性材料意味著涂層完全干燥的速度十分緩慢，所以表面易粘手和吸附灰塵。相比于傳統涂層，高彈性涂層表面臟污難以徹底去除，從而影響外觀質量。雖然該現象對葉片的最終主體功能不產生明顯的負面影響，但較差的外觀會對產品的綜合評價必定有負面影響，因此必須予以解決。而且，高彈性保護漆的高光光澤會造成一定的光污染。

使用傳統油性油漆覆蓋在保護漆表面可以解決臟污問題以及光污染問題，但是油性油漆的溶劑會溶解下方的聚氨酯彈性體保護漆，從而降低保護漆的防護性能，例如抗雨蝕性能。

技術實現要素：

針對現有風電葉片在表面防臟污方面所存在的問題，本發明的目的在于：

一方面提供一種可用于風電葉片的具有防臟污性能的防護體系。

另一方面提供一種采用該防護體系的風電葉片。

為了達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一方面，提供一種風力發電機葉片用前緣防護體系，所述防護體系包括：

前緣保護涂層，所述前緣保護涂層涂裝于風力發電機葉片上常規涂裝層的表面上；

防臟污涂層，所述防臟污涂層涂裝于前緣保護涂層表面。

優選的，所述防臟污涂層為臨時性防污保護層。

優選的，所述防臟污涂層在前緣保護涂層定型后自然脫落。

優選的，所述防臟污涂層表面為啞光。

優選的，所述防臟污涂層為水性涂層或無溶劑型涂層。

優選的，所述防臟污涂層為水性環氧涂層、水性丙烯酸涂層、水性聚氨酯涂層或水性醇酸涂層中的一種。

優選的，所述前緣保護涂層為聚氨酯/聚脲彈性體涂層。

另一方面，提供一種風力發電機葉片，所述風力發電機葉片包括葉片本體，該葉片本體上具有常規涂裝層，其包括上述的前緣防護體系，該前緣防護體系設于常規涂裝層上。

優選的，所述風力發電機葉片的前緣防護體系中的防臟污涂層在風機運轉過程中自然脫落。

本方案通過在前緣保護層表面涂裝防臟污涂層，形成臨時性防污保護層，用于隔離前緣保護涂層表面受大氣中的灰塵、臟污附著，在不降低風力發電機葉片自有防護性能的前提下，可大幅改善葉片前緣的外觀質量。

據此構成的風力發電機葉片具有極佳的外觀質量。

附圖說明

以下結合附圖和具體實施方式來進一步說明本發明。

圖1為本發明實例中前緣防護體系的示意圖；

圖2為本發明實例中前緣防護體系涂裝流程圖。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。

本實例中針對風力發電機葉片前緣保護在防臟污方面所存在的問題，提供風力發電機葉片用的前緣防護體系，該前緣防護體系能夠在對風力發電機葉片形成優異前緣保護的同時，并具備良好的防臟污性能，有效保證風力發電機葉片的整體質量。

參見圖1，該前緣防護體系100由相互配套的前緣保護涂層110和防臟污涂層120組成。

其中，前緣保護涂層110涂裝在于風力發電機葉片本體210前緣待保護區域上常規涂裝層220的表面上，用于對于風力發電機葉片200的前緣區域形成防護。

為了能夠形成良好的前緣保護，該前緣保護涂層110優選聚氨酯彈性體涂層或聚氨酯彈性體涂層。

而前緣防護體系100中的防臟污涂層120則涂裝于前緣保護涂層110的表面，由此在前緣保護涂層110的表面形成臨時性防污保護層，避免前緣保護涂層110在未完全干燥前被污染。

該前緣防護體系100中，通過在前緣保護涂層110表面涂裝防臟污涂層120，形成臨時性防污保護層，用于在前緣保護涂層110未完全干燥前隔離前緣保護涂層110表面，使其免受大氣中的灰塵、臟污附著。該防臟污涂層120在前緣保護涂層110完全成型后(即完全干燥后)，自然脫落，實現對前緣保護涂層110的臨時保護。由此，該防臟污涂層120在不明顯影響前緣保護涂層110性能的情況下，實現防臟污，可大幅改善葉片前緣的外觀質量。

該防臟污涂層120用于對未完全干燥前的前緣保護涂層110進行臨時性保護，避免未完全干燥的前緣保護涂層110表面受大氣中的灰塵、臟污附著；并在前緣保護涂層110完全成型后(即完全干燥后)，隨風機運轉過程中，防臟污涂層從前緣保護涂層110表面自然脫落，脫落后葉片恢復光滑，并由前緣保護涂層110對葉片前緣部分形成防護，不會顯著影響前緣保護涂層110原有的防護性能。

在具體實現時，該防臟污涂層120可以為任何種類的水性涂層，包括但不局限于常見的水性環氧涂層、水性丙烯酸涂層、水性聚氨酯涂層以及水性醇酸涂層等。另外，根據需要該防臟污涂層120同樣也可為無溶劑型涂層。

本實例中，該防臟污涂層120在涂裝時，優選雙組分水性聚氨酯涂層，其無有機溶劑，不會溶解并損傷下層前緣保護涂層。

進一步的，該防臟污涂層120在具體涂裝時，形成一個爽滑的表面，即防臟污涂層120的表面平滑不黏手。

根據需要可提供啞光漆面和各種顏色，由此可解決風力發電機葉片200表面光污染的問題，進一步改善葉片前緣的外觀質量。

據上可知，將上述方案構成的前緣防護體系100應用到風力發電機葉片200上，能夠在不影響葉片前緣保護性能的前提下，極大的提高葉片前緣的外觀質量。具體的應用過程如下(參見圖1和圖2)

1.首先加工風力發電機葉片200的葉片本體210，并在本體表面進行常規涂裝層220的涂裝。

2.在葉片本體210前緣待保護區域的常規涂裝層220表面上涂裝一層前緣保護涂層110對于風力發電機葉片200的前緣區域形成防護。

3.在前緣保護涂層110完成涂裝后，即刻在前緣保護涂層110的表面涂裝一層防臟污涂層120，由此形成臨時性防污保護層，在前緣保護涂層110未完全干燥前隔離前緣保護涂層110表面，使其免受大氣中的灰塵、臟污附著，并在前緣保護涂層110完全干燥后可自然消失，實現在不顯著影響前緣保護涂層110性能的情況下，實現防臟污，可大幅改善葉片前緣的外觀質量。

通過該防臟污涂層120的涂裝，可提供一個較為爽滑的表面與外觀，做臨時性表觀防護。另外根據需要，該防臟污涂層120可提供啞光漆面和各種顏色。除此之外該防臟污涂層120不提供其它任何功能，常見涂層的性能指標，例如附著力、柔韌性、耐候性等在此均不作要求。

由此構成的風力發電機葉片200，相比于無防臟污涂層的前緣保護漆配套涂裝方案，本風力發電機葉片表面耐臟污性能提高，外觀質量很好。

以下通過具體的應用實例來進一步的說明。

實例1

本實例中采用5-100微米單組分水性丙烯酸涂層作為防臟污涂層，以對風力發電機葉片上的前緣保護涂層形成臨時性防污保護層。據此加工風力發電機葉片的過程如下：

1.首先加工風力發電機葉片的葉片本體，并在本體表面進行常規涂裝層的涂裝。

2.在葉片本體前緣待保護區域的常規涂裝層表面上涂裝一層前緣保護涂層對于風力發電機葉片的前緣區域形成防護。

3.在前緣保護涂層完成涂裝后，在前緣保護涂層的表面涂裝一層5-100微米單組分水性丙烯酸涂層，且表面平滑，由此形成臨時性防污保護層。

由此制成的風力發電機葉片，在加入5-100微米單組分水性丙烯酸涂層之后，表面滑爽，且暴露1月后，單組分水性丙烯酸涂層從前緣保護涂層表面自然脫落，本風力發電機葉片上的涂層與常規葉片涂層基本一致。

實例2

本實例中采用5-100微米雙組分水性聚氨酯涂層作為防臟污涂層，以對風力發電機葉片上的前緣保護涂層形成臨時性防污保護層。據此加工風力發電機葉片的過程如下：

1.首先加工風力發電機葉片的葉片本體，并在本體表面進行常規涂裝層的涂裝。

2.在葉片本體前緣待保護區域的常規涂裝層表面上涂裝一層前緣保護涂層對于風力發電機葉片的前緣區域形成防護。

3.在前緣保護涂層完成涂裝后，在前緣保護涂層的表面涂裝一層平滑的5-100微米雙組分水性聚氨酯涂層，且表面平滑，由此形成臨時性防污保護層。

由此制成的風力發電機葉片，在加入5-100微米雙組分水性聚氨酯涂層之后，表面滑爽，且暴露1月后，雙組分水性聚氨酯涂層從前緣保護涂層表面自然脫落，本風力發電機葉片上的涂層與常規葉片涂層基本一致。

實例3

本實例中采用5-100微米雙組分水性環氧涂層作為防臟污涂層，以對風力發電機葉片上的前緣保護涂層形成臨時性防污保護層。據此加工風力發電機葉片的過程如下：

1.首先加工風力發電機葉片的葉片本體，并在本體表面進行常規涂裝層的涂裝。

2.在葉片本體前緣待保護區域的常規涂裝層表面上涂裝一層前緣保護涂層對于風力發電機葉片的前緣區域形成防護。

3.在前緣保護涂層完成涂裝后，在前緣保護涂層的表面涂裝一層平滑的5-100微米雙組分水性環氧涂層，且表面平滑，由此形成臨時性防污保護層。

由此制成的風力發電機葉片，在加入5-100微米雙組分水性環氧涂層之后，表面滑爽，且暴露1月后，雙組分水性環氧涂層從前緣保護涂層表面自然脫落，本風力發電機葉片上的涂層與常規葉片涂層基本一致。

實例4

本實例中采用5-300微米色號為Ral3020、光澤為20度的單組分水性丙烯酸涂層作為防臟污涂層，以對風力發電機葉片上的前緣保護涂層形成臨時性防污保護層。據此加工風力發電機葉片的過程如下：

1.首先加工風力發電機葉片的葉片本體，并在本體表面進行常規涂裝層的涂裝。

2.在葉片本體前緣待保護區域的常規涂裝層表面上涂裝一層前緣保護涂層對于風力發電機葉片的前緣區域形成防護。

3.在前緣保護涂層完成涂裝后，在前緣保護涂層的表面涂裝一層5-300微米色號為Ral3020、光澤為20度的單組分水性丙烯酸涂層，且表面平滑，光澤啞光，顏色為Ral3020，由此形成臨時性防污保護層。

由此制成的風力發電機葉片，加入5-300微米色號為Ral3020、光澤為20度的單組分水性丙烯酸涂層之后，表面滑爽，光澤啞光，顏色為Ral3020。且暴露1月后，相應的單組分水性丙烯酸涂層從前緣保護涂層表面自然脫落，本風力發電機葉片上的涂層與色號為Ral3020的啞光常規葉片涂層外觀基本一致。

通過上述實例可知，本防臟污涂層方案能夠實現在不顯著影響前緣保護涂層110性能的情況下，實現防臟污，可大幅改善葉片前緣的外觀質量。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。