以聚酯改性羟基丙烯酸树脂为主要成膜物质研制了一种底面合一辊涂型风电叶片涂料，选用氟改性有机硅消泡剂和聚醚改性有机硅消泡剂复配能很好地消除辊涂时产生的气泡；选用有机硅流平剂和氟改性聚丙烯酸酯流平助剂复配可以达到优异的流平效果；采用气相二氧化硅和改性脲复配能消除风电叶片涂料的橘皮和立面流挂问题；消光粉和溶剂的选择对表面效果也有影响。

对风电叶片涂料来说，树脂的选择至关重要，聚氨酯树脂（包括丙烯酸聚氨酯）在高低温柔韧性、耐磨性、防风沙雨蚀方面表面优异，但是在耐候性及防覆冰性能方面不如有机氟硅树脂，而环氧树脂则可以提供优异的防腐性能及层间附着力。因此可以说，单独使用一种树脂所能达到的性能总是有限的，针对不同树脂的优缺点，合理搭配使用而制成的配套涂层体系往往可以达到更优异的防护效果，这仍是近期的主要研究思路。此外，颜填料助剂的合理筛选也是不可或缺的，弹性腻子、底漆及面漆组成的多涂层体系的配套性也有很大影响，这仍需要大量工作。

更强的耐候性、更优异的耐风沙雨蚀性、更好的耐湿热盐雾性、更方便的施工、更长的使用寿命及更环保将是未来风电叶片涂料的发展方向。随着对清洁能源的日益重视，风电产业将会持续稳定地发展，相关配套设施，包括风电叶片涂料体系不断完善，将会带来巨大的经济及社会效益。

1 聚氨酯树脂

聚氨酯树脂具有优异的耐磨性及高低温柔韧性，其中脂肪族的聚氨酯耐候性能优异，是目前风电叶片涂料中使用最多的树脂。目前较为成熟的叶片防护涂料一般为聚氨酯体系，主要由弹性聚氨酯修补腻子、聚氨酯底漆及聚氨酯面漆组成。

2 丙烯酸树脂

羟基丙烯酸树脂具有优异的耐候性及保光保色性，采用脂肪族异氰酸酯作为固化剂制成的双组分丙烯酸聚氨酯涂料在汽车、航空行业应用广泛，是一种非常优秀的户外用涂料。最近20 年，国内也对丙烯酸聚氨酯涂料做了很多工作，已开始将其用于风电叶片防护涂料。

羟基丙烯酸树脂制成的涂料往往具有优异的耐候性及硬度，但在柔韧性、抗冲击性及耐磨性方面不甚理想，目前一般采用聚酯树脂对其进行改性。

3 氟树脂

目前使用的氟树脂主要是由氟烯烃单元和烷基乙烯基醚（或烷基乙烯基酯）交替排列而成的共聚物，与异氰酸酯或氨基树脂可常温固化。氟树脂最优异的性能是超耐候性。

4 有机硅树脂

有机硅树脂最突出的是耐高温性，在耐高温涂料方面应用较多。同氟树脂类似，它还具有较低的表面能和耐候性，因而在防污涂料、自修复涂料及耐候涂料方面也有研究。但是，纯有机硅制备的涂层往往附着力及力学性能较差，成本很高，一般同氟树脂一起，需要与聚氨酯树脂或丙烯酸树脂搭配使用，可以得到具有综合性能优异的涂层。

5 环氧树脂

环氧树脂涂料具有优异的防腐性能及粘接性能，但是柔韧性及耐候性能较差，这限制了其在风电叶片涂料，尤其是面漆上的应用。

环氧树脂底漆与脂肪族聚氨酯面漆制备的配套涂层可以为海上风电叶片提供防护，但内陆用风电叶片涂层需要具有优异的耐风沙性能，这就要求底漆也要有优异的柔韧性及耐冲击性能。聚氨酯改性环氧树脂底漆不仅具有较好的防腐性能及附着力，还大大提高了涂层的柔韧性及低温固化性能，并且与聚氨酯面漆具有更优秀的配套相容性。

目前市场上的风机叶片材料主要是纤维增强的环氧树脂和不饱和聚酯。风力发电机组运行时会遭受诸多恶劣环境，如温差大、光照强、风砂磨损、酸雨腐蚀以及冰雪侵袭，而叶片在高速运转时，叶尖速度一般会超过100 m/s，未经防护的叶片长期暴露在自然环境中，会很快磨损、老化并产生粉化现象，直至发生断裂。另外，大型叶片的吊装耗时且昂贵，一般需要其运行10 年以上才进行一次维护。目前最简单有效的防护方法是采用涂料进行保护。不同环境对风电叶片防护涂料的要求也不一样，主要有两种：

1）内陆用防护涂料。目前90%以上的风电机组都是在陆上工作，所处的工作环境往往光照强，风沙及温差大，比如我国西部地区。这就要求叶片防护涂料必须具有优异的耐候性、耐冲击性、耐磨性及高低温柔韧性。此外，这些地方冬季往往比较寒冷，雨雪天气较多，叶片覆冰严重影响了发电效率，并且会大大缩短叶片的使用寿命，因此防覆冰性能也是一个很重要的指标。

2）海上用防护涂料。海洋拥有巨大的风力资源，欧洲国家在海上风电方面走在世界前列。 2011年，包括英国、丹麦、荷兰、比利时等在内9 个国家的49 个风电场总共1247 架海上风电机组发电3.294 GW。2014 年，海上累计装机容量已达到8.771 GW。预计到2020 年，海上风电装机总量将达到40~55 GW，占欧洲用电需求的10%，到2030年将增大至17%。未来的海上风电将会成为发展最为迅速的新能源技术。我国海上风电正在处于快速发展中，如在建的上海东海大桥和临港海上风电场将会引领我国海上风电的发展。因为受到海洋环境的影响，海上风电防护涂料除需具有优异的耐候性及高低温柔韧性外，还需要极佳的防腐性能。此外，优异的防覆冰性也是必不可少的。

无论是内陆用防护涂料，还是海上用防护涂料，与基材优异的附着力、耐化学介质及耐雨蚀性能必不可少。叶片前缘部位是叶片最薄的地方，通常为曲面，最容易受到风沙磨损及雨蚀损坏，大型叶片的前缘防护是一项非常重要的工作，直接决定了叶片的使用寿命及工作效率。传统上采用在叶片前缘贴膜的方法对其进行防护，但是在叶片运行中会产生空气湍流及许多噪音，且很容易遭受紫外线损伤，此外贴膜的二次维护也十分困难。国外对此部位的防护非常重视，目前均采用涂料进行保护，因此风电叶片的防护涂料需要具备诸多优异的性能，才能延长叶片的使用寿命并提高工作效率。树脂是影响叶片涂料的最主要因素，对于树脂的研究，国内外已经进行了许多工作，目前可应用于风电叶片的树脂主要有聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、氟碳树脂、有机硅树脂及环氧树脂。

随着社会对环境问题越来越重视，绿色能源的开发和利用会越来越广泛，风电等绿色能源行业也会保持现有的高速发展。风电设备的使用地域不再局限于内陆地区，在沿海等地区也有诸多的应用，潮湿高盐的使用环境对风电设备防腐的要求也越来越高。粉末涂料相比液体涂料具有绿色环保的特性，应用于风电设备防腐有其诸多的优势。粉末涂料应用于风电设备防腐工作的研究，近年来也越来越多。只有从基材、前处理、防腐结构设计、涂料选择、涂装工艺等各方面严格控制，才能保证风电设备在C4H和C5H高腐蚀环境下长效安全的运行。

要想实现风电设备安全运行15甚至25年以上，必须重视其钢结构件的防腐，根据其运行环境腐蚀等级的高低，需要使用不同的防腐结构和不同种类的涂料体系。粉末涂料是一种环保绿色涂料，涂装时可以很容易获得较厚的涂层，涂覆后的设备在运输及应用中涂层不易被破坏，对基材的保护具有长效性。另外粉末涂料还有利用率高，综合成本低等特点，应用于风电设备钢结构件有其天生优势。

1、案例（涂层附着力问题）

东北地区某塔筒厂，3月份施工完一批塔筒外表面涂层，涂层配套如下，施工完面漆2-3天后，采用塑料薄膜包装，并放置在室外的场地上。1个月后（4月份），检查发现面漆涂层与中间漆涂层存在层间附着力差，请分析产生该涂层质量问题的原因？

风塔涂层干燥后，用塑料薄膜包裹放置于室外， 1个月后，拆开塑料薄膜，涂层可以用粘附的胶带直接撕掉。

包裹在塑料薄膜内涂层表面存在较多的凝结水，涂层附着力较差，用胶带和刀片很容易去除面漆涂层。

2、原因分析：

1）在封闭的塑料薄膜包裹下，水汽可能会反透过涂层，进入涂层内部，聚集于涂层层间，导致涂层附着力问题。

2）东北地区3月份室外温度较低，在温度低的环境中，面漆涂层尚没有完全固化，抵抗水汽的能力较差，长期“浸泡”高湿度的水汽环境下，甚至导致涂层软化失败。

3）密闭的塑料薄膜内，如果涂层内残留有溶剂，溶剂不易挥发，导致涂层出现附着力不良。

3、预防措施

1）采用透气性较好的包装物进行包装。

2）待涂层固化较好时才用塑料薄膜包装（风险仍很大）

风电项目一般选址都是一些风力资源丰富的地方，如草原、荒漠、沿海等，也就意味着使用环境非常恶劣。 作为风电机组重要组成部分的塔筒一般是钢铁结构，必须要通过涂装重防腐涂料进行保护来达到比较长的防腐年限（10年以上）。这就需要涂料厂家提供合适的涂料产品和涂装配套。

风电塔筒部分用来支撑顶部的风力发电机和容纳控制系统和各种线路，所以保持其长期的结构强度和较好的密闭性是首要的要求，根据ISO12944标准要求，最高要达到15年以上的涂料耐久性保护标准。至少要达到规定年限内底材不生锈、油漆不脱落不龟裂。

防腐体系选用比较合理，环氧富锌底漆—环氧云铁厚浆中间漆---聚氨酯面漆配套性良好，对塔筒设备进行的防腐涂装达到设计要求。

风电涂料主要包括：

1、塔筒防护涂料

2、叶片涂料

3、风电基础防护涂料（海上风电所需量相对较大）

4、其它配套部件（电机、法兰等）防护涂料，量较少

风力发电系统的组成，包括风力发电系统的主要部件是塔架、发电机、齿轮增速器(一般为传动效率高的行星齿轮传动)、变桨偏航系统(按风力大小调整桨叶迎风面)、桨叶、联轴器、电控系统等。

风力发电技术采用空气洞力学原理，针对垂直轴旋转的风洞模拟，叶片选用了飞机翼。

风电分为陆上风电和海上风电，由于我国地域辽阔，地理环境差异较大，因此风电主要分布于内蒙古，内蒙古、河北、新疆、山西、山东、河南、甘肃、宁夏等省份。

由于我国东部临海，海岸线总长度达3.2万多千米，近年来，我国海上风电快速发展，装机规模继续保持世界第一。主要分布于江苏和广东。

随着海上风电项目布局的加快和对海域环境的不断探索，海上风电产业逐渐向大功率、深远海挺进，已形成了完整的具有领先水平和全球竞争力的风电产业链和供应链。目前全球市场上60%的风电设备都来自中国。

海上风电是可再生能源发展的重要领域，是推动风电技术进步和产业升级的重要力量，是促进能源结构调整的重要措施，海上风电的开发建设还要考虑海洋生态、海洋养殖、航运等，但是海面上风速高、风向稳、不占用土地，因此，海上风能资源丰富，对于转变能源结构具有重要作用，而陆上风电只需要进行风能资源观测。

未来海上风电的发展趋势比陆上发电更为迅速，这对于风电机组的研发、制造、以及安装等也提出了更高的要求，更好的掌握核心技术也有利于进一步发展。

日前，福建漳浦六鳌海上风电场二期项目开工建设。这是全国首个批量化采用16兆瓦及以上大容量海上风电机组的项目。