我国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,荒漠地区风沙和尘土大,现代化大型风力叶片,风机系统会遭遇到各种恶劣环境的侵蚀,近海地区长期受到水汽、盐雾侵蚀及海浪的冲击,容易发生腐蚀问题。
按照《中国风电发展路线图2050》的目标,到2020年、2030年和2050年,中国风电装机容量将分别达到2亿、4亿和10亿千瓦,届时分别满足5%、8%、17%的电力需求。据估算2013-2020年7年间,我国风电涂料缺口是13万吨,折算约为70亿美元的市场容量。这都需要依靠防腐涂料来保证设备的安全运行以及寿命的延续。这就需要对风电设备进行很好的保护,才能使风电设备生产更高的效益。但是,国内风电涂料基本被国外产品垄断,塔筒涂料被垄断80%以上,叶片涂料被垄断95%以上。国内虽有厂家进行国产化风电涂料的研发及应用,但主要原料仍需依赖于进口,核心技术国产化率很低。
在风电领域的全系列产品解决方案中,除了知名涂料商佐敦,丹麦海虹老人等涂料商在风电领域的应用解决方案,北京志盛威华科研团队一直积极参与研究和解决海上风电行业所面临的防腐问题,致力于为海上风电项目提供全方位的防护,覆盖桩基、塔筒、叶片、机舱、变电站和安装船,还包括变压器涂料、整流罩与机舱罩涂料、埋地基础环和钢筋涂料、电器柜涂料、发电机等舱内设备涂料等。北京志盛威华化工有限公司针对中国风电场对风机涂层的耐风沙、耐紫外线研发的ZS-711无机防腐涂料、防结冰的ZS-611防冰雪涂料具有很好的解决风电中塔筒、叶片腐蚀与防护的功能。
志盛威华科研团队研发的ZS-711无机防腐涂料采用了无机聚合物螯合成膜溶液,以硅氧基 —Si—O—Si— 键为基础,嫁接有机烷基侧链作为辅佐,再以羟基为端链螯合的防腐成膜物,该键对硅原子上连接螯合的羟基、烷基有很好的三元协同效应,溶液稳定性强,减轻了对高聚物内部的影响,成膜物更致密,附着力强,ZS-711无机防腐涂料防腐颜料是经过高度分散活化的钝化金属微粒、纳米石墨鳞片、纳米金属两性氧化物、超细稀土超微粉体等组成。经过活化的这些防腐颜料,在防腐是能够起到抗腐蚀增强极化的作用,耐酸耐碱抗腐蚀性高,起到很好的中和和防止基材电位升高的作用,也能避免涂层针孔的存在,涂层硬度高,耐磨抗冲击,耐酸碱老化时间长。经过无机聚合物螯合成膜溶液和高度活化的防腐颜料形成的涂料涂层能与物体表面材料原子或是离子快速反应结合,生成具有物理、化学、电子三重保护防护作用,通过化学键、离子键与基体表面牢固结合, 成功阻止了氯离子的腐蚀破坏,以及其他因素带来的腐蚀。志盛威华科研团队研发的ZS-611防冰雪涂料采用IPN技术,用含硅无机聚合物对有机聚合物改性得到交替排列组成的多嵌段共聚物,使涂层的附着力、硬度等力学性能得到改善。同时,涂层表面呈现低的表面能。加入特殊的表面活性物质以及纳米稀土氧化物,通过各组分的相互作用和协同效应,使涂层具有表面能低、耐腐蚀性高,与基体结合力大,减阻防结蜡等综合性能。
随着风电机组单机容量的不断扩大,对风电涂料的要求也在提高。例如风机叶片已由最初20米左右长度的小型叶片发展到如今70米甚至更大型的叶片,相应的叶片涂料也必须随之发展,北京志盛威华化工有限公司联合清华大学、航天部科研院所,对风电涂料的开发和应用取得了很好的解决方案。