首页 > 喷涂装置 专利正文
一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂及其制备方法与流程

时间:2022-02-03 阅读: 作者:专利查询


1.本发明属于风力发电技术领域,具体涉及一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂及其制备方法


背景技术:

2.风力发电机组通常位于高山或边疆等易凝冻地区,由于这些地区常年平均温度较低,室外温度低于零度的情况较为普遍,使得风力发电机组的叶片表面极易结冰,叶片表面一旦发生结冰的情况,不仅影响叶片的气动性能降低机组发电效率,尤其在覆冰严重的区域会造成约20%~50%的发电量损失,同时还会影响叶片的使用寿命,对运行机组和人员带来不良影响。
3.目前常见的叶片防冰/除冰技术包括:热力除冰、机械除冰、液体除冰等。热力除冰通常有内部设置空腔通入热溶液的方式,或者是在叶片内部布置电阻丝。叶片内部设置空腔的方式会造成风电叶片应力集中,且该方式并不能完全去除叶片的冰层;叶片内部布置电阻丝的方式工艺复杂,成本高,且电阻丝加热性能无法保障。热力除冰技术的缺点是能耗相对较高,需额外引入加热器消耗电能,降低风力发电效率。机械除冰是用力学方法把结冰层破碎,再使碎冰在叶片表面被气流冲击而滑落,或者利用叶片旋转时的离心力或叶片微震的形式去除冰层。但该方式需要在风力发电机组建成初始就固定安装在每个叶片上,使用时间较长后导致设备失灵维修困难,且长时间运行时,会有齿根折断的风险。液体抑冰主要是将除冰剂喷洒至叶片表面,以使风电叶片表面的结冰点降低或改变叶片表面与冰层的附着力,现有的除冰剂通常采用氯化钠、氯化钡和尿素作为降低凝固点的有效成分,由于氯化物会腐蚀叶片表面涂层,降低周围植物根部的吸水性,污染地表的水资源等,不可大面积喷涂在叶片表面。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂及其制备方法。以解决现有技术中除冰剂会腐蚀叶片表面涂层,除冰速度慢,难以大面积喷涂在叶片表面的技术问题。
5.为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
6.一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂,包括除冰成分、工业蜜糖、femncuo4浆体、聚乙烯醇和水;所述除冰成分为氯化钙与氯化镁混合物;
7.以质量分数计,所述除冰成分的含量为20~28%、工业蜜糖的含量为3~8%、femncuo4浆体和聚乙烯醇总和的含量为0.9~3%,余量为水。
8.本发明的进一步改进在于:
9.优选的,除冰成分中,氯化钙和氯化镁的摩尔比为3:2。
10.优选的,所述femncuo4浆体和聚乙烯醇的体积比为1:3。
11.一种上述的基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂的制备方法,步骤1,将cu
(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o和mn(no3)2·
6h2o按摩尔比为1:1:2在水中混合,形成混合盐溶液;
12.步骤2,在氨水溶液中加入乙二胺四乙酸粉末,搅拌后获得乙二胺四乙酸氨水溶液;
13.步骤3,将混合盐溶液加入至乙二胺四乙酸溶液中,搅拌加热后形成混合溶液;
14.步骤4,调整步骤3形成的混合溶液的ph值,目标ph值为6.5,获得femncuo4凝胶;
15.步骤5,将femncuo4凝胶煅烧后得到femncuo4粗颗粒;
16.步骤6,将femncuo4粗颗粒球磨后获得femncuo4浆体;
17.步骤7,在femncuo4浆体中加入聚乙烯醇,以10~15r/min的搅拌速度在60℃搅拌,搅拌后得到femncuo4浆体和聚乙烯醇的混合浆体;
18.步骤8,在femncuo4浆体和聚乙烯醇的混合浆体中加入氯化钙、氯化镁和工业蜜糖,在搅拌45~55℃下搅拌1~1.5h,搅拌速度为8~12r/min,获得除冰剂。
19.优选的,步骤2中,乙二胺四乙酸粉末和混合盐溶液中金属离子的摩尔数比为1:1。
20.优选的,步骤2中,氨水溶液和乙二胺四乙酸粉末的质量比为2.7:8.78。
21.优选的,步骤3中,搅拌速率为15~20r/min,搅拌温度为60℃。
22.优选的,步骤4中,通过添加氨水溶液调整ph值,加入过程中持续搅拌,搅拌速率为15~20r/min,搅拌温度为60℃,搅拌时间为0.5~1h,停止搅拌后静置3~4h,获得femncuo4凝胶。
23.优选的,步骤5中,煅烧温度为700℃,煅烧时间为2h。
24.优选的,步骤6的球磨过程中,磨料球、femncuo4粗颗粒和水的质量比为4:1:20,球磨转速为420r/min,球磨分为四组,每组球磨时间1h。
25.与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
26.本发明公开了一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂,该除冰剂包括氯化钙与氯化镁混合物、工业蜜糖、femncuo4和醇解度为90%的聚乙烯醇,本发明中氯化钙与氯化镁混合物具有降低冷冻点的特性,且价格便宜,但其具有较高腐蚀性,采用工业蜜糖作为缓蚀剂,可有效降低氯化钙与氯化镁混合物对风电叶片的腐蚀影响。femncuo4作为新型的一种三元半导体符合金属氧化物,具有正尖晶石结构特性,具有良好的热稳定性能,对紫外、可见、近红外具有良好的吸收能力,能把光能有效的转化热能,是一种备受青睐的太阳能吸热涂层材料。聚乙烯醇作为粘结剂可将除冰剂有效粘结再风电叶片表面,聚乙烯醇无毒、无味、对环境友好、易溶于水,其水溶液具有一定黏度。水温越高则溶解度越大,醇解度90%的聚乙烯醇,易溶解于60~70℃的水中。本发明的除冰剂具有良好的除冰吸热性能,并且耐水冲刷性强,耐酸性良好,不会对环境造成二次污染,且对风电叶片无腐蚀性,可在较低环境温度下工作。本发明可以使风电叶片温度相对恒定,保证风电叶片的发电效率;风电叶片专用除冰剂具有使用安全、环境友好、除冰速度快、对风电叶片无腐蚀等特点;本发明以氯化物为主要除冰成分,利用两种添加剂的协同效应,使抗腐蚀效果增强,除冰效率提高。
27.本发明还公开了一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂的制备方法,该制备方法将氯化钙与氯化镁混合物、工业蜜糖、femncuo4和醇解度为90%的聚乙烯醇,五种物质分批次按质量比例加入在水中,在60℃水浴锅中搅拌半小时后得到除冰液。该制备方法简单,可操作性强,易于大范围推广。
28.进一步的,本发明且采用溶胶凝胶法合成femncuo4,该方法合成的femncuo4粒径小,均匀度高,易于进行掺杂改性,可掺杂物质种类较多,工艺过程简单,产率高,成本低,操作简单;
29.进一步的,本发明采用工业蜜糖为缓蚀剂,既可降低氯化物对风电叶片表面的腐蚀作用,也不影响氯化物降低冷冻点的性能。
30.进一步的,本发明采用聚乙烯醇作为粘结剂,能够保证除冰液充分附着在风电叶片表面,不易脱落,且不影响风电叶片表面涂层和动力性能。
具体实施方式
31.一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂及其制备方法,除冰剂包括如下成分:除冰成分、缓蚀剂、辐射吸收剂、粘结剂和水;水优选的为去离子水。
32.所述的有效除冰成分为氯化钙与氯化镁混合物,二者摩尔比为3:2,氯化钙与氯化镁混合物在除冰剂中的质量含量为20~28%
33.所述的缓蚀剂为工业蜜糖,其在除冰剂中的质量含量为3~8%;
34.所述的辐射吸收剂为femncuo4,femncuo4由cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o、mn(no3)2·
6h2o和乙二胺四乙酸采用溶液凝胶法制备。对紫外、可见、近红外具有良好的吸收能力,能把光能有效的转化热能,使风电叶片表面温度升高,从而达到使雪快速融化的作用;制备过程中,cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o和mn(no3)2·
6h2o的摩尔比为1:1:2,cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o和mn(no3)2·
6h2o三者的金属离子总摩尔数和乙二胺四乙酸的摩尔数比为1:1。
35.所述的粘结剂为醇度90%聚乙烯醇,聚乙烯醇无毒、无味、对环境友好、易溶于水,其水溶液具有一定黏度;
36.进一步的,femncuo4和聚乙烯醇进行复配,得到femncuo4混合浆体,其在除冰剂中的质量含量为0.9~3%;其中,femncuo4和聚乙烯醇的混合体积比为1:3。
37.综合以上,以质量分数计,除冰剂中的除冰成分含量为20~28%、工业蜜糖的质量含量为3~8%、辐射吸收剂和聚乙烯醇的质量含量为0.9~3%,余量为水。
38.所述的一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂的制备方法,步骤如下:
39.(1)将cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o和mn(no3)2·
6h2o按摩尔比为1:1:2的比例称量静置,并溶解在去离子水中形成混合盐溶液;
40.(2)按照与上述金属离子总摩尔数1:1的比例称取一定量的乙二胺四乙酸;将氨水溶液通过蠕动泵加入至耐酸碱反应釜中,再将上述已称量的乙二胺四乙酸粉末加入氨水溶液中,全程开启反应釜搅拌桨叶,搅拌速度为10~15r/min,其中氨水溶液与乙二胺四乙酸的质量比为2.7:8.78;
41.(3)将混合盐溶液通过蠕动泵缓慢加入至步骤3中的乙二胺四乙酸氨水溶液中,全程开启搅拌桨叶,搅拌速度为15~20r/min,反应釜温度为60℃;
42.(4)混合盐溶液加入完成后,暂停搅拌,检测步骤4中溶液ph值,通过滴加氨水调整溶液ph值为6.5,滴加过程开启搅拌桨叶,搅拌速度为15~20r/min,反应釜温度为60℃,ph调节剂氨水滴加完成后,保持搅拌速度15~20r/min,反应釜温度60℃,搅拌0.5~1h后,停止搅拌并静置3-4h,得到femncuo4凝胶;
43.(5)将上述步骤6中得到的凝胶置于马弗炉中煅烧,马弗炉温度为700℃,煅烧2h后,关闭马弗炉,自然冷却至室温,得到femncuo4粗颗粒;
44.(6)采用湿法球磨,将上述步骤7中得到的femncuo4粗颗粒置于行星式球磨机中,磨料球、femncuo4粗颗粒和去离子水三者质量比为4:1:20,球磨转速为420r/min,球磨时间为1h/组,共四组,此时得到femncuo4均匀浆体;
45.(7)研磨后,将femncuo4均匀浆体置于反应釜中,通过蠕动泵加入粘结剂聚乙醇胺,其中femncuo4均匀浆体与聚乙烯醇的体积比为1:3,反应釜温度为60℃,搅拌速度为10~15r/min,此时得到femncuo4浆体和聚乙烯醇的混合浆体;
46.(8)将氯化钙与氯化镁混合物、工业蜜糖、步骤9中的混合浆体按上述所示配比混合,并在反应釜中充分均匀地搅拌,搅拌速度为8~12r/min,反应釜温度为45~55℃,搅拌时间为1~1.5h,即可得到一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂。
47.下面结合具体的实施例对本发明内容进一步的阐述:
48.实施例1
49.一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂,包括如下成分:有效除冰成分、缓蚀剂、辐射吸收剂、粘结剂和去离子水;
50.所述的辐射吸收剂为femncuo4,采用溶胶凝胶法制备。femncuo4包括cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o和mn(no3)2·
6h2o。
51.所述的有效除冰成分为氯化钙与氯化镁混合物,二者摩尔比为3:2,氯化钙与氯化镁混合物在除冰剂中的质量含量为20%
52.所述的缓蚀剂为工业蜜糖,其在除冰剂中的质量含量为3%;
53.所述的辐射吸收剂为femncuo4,对紫外、可见、近红外具有良好的吸收能力,能把光能有效的转化热能,使风电叶片表面温度升高,从而达到使雪快速融化的作用;
54.所述的粘结剂为醇度90%聚乙烯醇,聚乙烯醇无毒、无味、对环境友好、易溶于水,其水溶液具有一定黏度;
55.进一步的,femncuo4和聚乙烯醇进行复配,得到femncuo4混合浆体,其在除冰剂中的质量含量为0.9%;
56.所述的辐射吸收剂为femncuo4,采用溶胶凝胶法制备。femncuo4包括cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o、mn(no3)2·
6h2o、乙二胺四乙酸;
57.所述的一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂的制备方法,步骤如下:
58.(1)将cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o和mn(no3)2·
6h2o按摩尔比为1:1:2的比例称量静置,并溶解在去离子水中形成混合盐溶液;
59.(2)按照与上述金属离子总摩尔数1:1的比例称取一定量的乙二胺四乙酸;将氨水溶液通过蠕动泵加入至耐酸碱反应釜中,再将上述已称量的乙二胺四乙酸粉末加入氨水溶液中,全程开启反应釜搅拌桨叶,搅拌速度为10r/min,其中氨水溶液与乙二胺四乙酸的质量比为2.7:8.78;
60.(3)将混合盐溶液通过蠕动泵缓慢加入至步骤3中的乙二胺四乙酸氨水溶液中,全程开启搅拌桨叶,搅拌速度为15r/min,反应釜温度为60℃;
61.(4)混合盐溶液加入完成后,暂停搅拌,检测步骤4中溶液ph值,通过滴加氨水调整溶液ph值为6.5,滴加过程开启搅拌桨叶,搅拌速度为15r/min,反应釜温度为60℃,ph调节
剂氨水滴加完成后,保持搅拌速度15r/min,反应釜温度60℃,搅拌1h后,停止搅拌并静置4h,得到femncuo4凝胶;
62.(5)将上述步骤6中得到的凝胶置于马弗炉中煅烧,马弗炉温度为700℃,煅烧2h后,关闭马弗炉,自然冷却至室温,得到femncuo4粗颗粒;
63.(6)采用湿法球磨,将上述步骤7中得到的femncuo4粗颗粒置于行星式球磨机中,磨料球、femncuo4粗颗粒和去离子水水三者质量比为4:1:20,球磨转速为420r/min,球磨时间为1h/组,共四组,此时得到femncuo4均匀浆体;
64.(7)研磨后,将femncuo4均匀浆体置于反应釜中,通过蠕动泵加入粘结剂聚乙醇胺,其中femncuo4均匀浆体与聚乙烯醇的体积比为1:3,反应釜温度为60℃,搅拌速度为15r/min,此时得到femncuo4混合浆体;
65.(8)将氯化钙与氯化镁混合物、工业蜜糖、步骤9中的混合浆体按上述所示配比混合,并在反应釜中充分均匀地搅拌,搅拌速度为12r/min,反应釜温度为55℃,搅拌时间为1.5h,即可得到一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂。
66.实施例2
67.一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂,包括如下成分:有效除冰成分、缓蚀剂、辐射吸收剂、粘结剂和去离子水;
68.所述的辐射吸收剂为femncuo4,采用溶胶凝胶法制备。femncuo4包括cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o和mn(no3)2·
6h2o。
69.所述的有效除冰成分为氯化钙与氯化镁混合物,二者摩尔比为3:2,氯化钙与氯化镁混合物在除冰剂中的质量含量为28%
70.所述的缓蚀剂为工业蜜糖,其在除冰剂中的质量含量为8%;
71.所述的辐射吸收剂为femncuo4,对紫外、可见、近红外具有良好的吸收能力,能把光能有效的转化热能,使风电叶片表面温度升高,从而达到使雪快速融化的作用;
72.所述的粘结剂为醇度90%聚乙烯醇,聚乙烯醇无毒、无味、对环境友好、易溶于水,其水溶液具有一定黏度;
73.进一步的,femncuo4和聚乙烯醇进行复配,得到femncuo4混合浆体,其在除冰剂中的质量含量为3%;
74.所述的辐射吸收剂为femncuo4,采用溶胶凝胶法制备。femncuo4包括cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o、mn(no3)2·
6h2o、乙二胺四乙酸;
75.所述的一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂的制备方法,步骤如下:
76.(1)将cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o和mn(no3)2·
6h2o按摩尔比为1:1:2的比例称量静置,并溶解在去离子水中形成混合盐溶液;
77.(2)按照与上述金属离子总摩尔数1:1的比例称取一定量的乙二胺四乙酸;将氨水溶液通过蠕动泵加入至耐酸碱反应釜中,再将上述已称量的乙二胺四乙酸粉末加入氨水溶液中,全程开启反应釜搅拌桨叶,搅拌速度为10r/min,其中氨水溶液与乙二胺四乙酸的质量比为2.7:8.78;
78.(3)将混合盐溶液通过蠕动泵缓慢加入至步骤3中的乙二胺四乙酸氨水溶液中,全程开启搅拌桨叶,搅拌速度为15r/min,反应釜温度为60℃;
79.(4)混合盐溶液加入完成后,暂停搅拌,检测步骤4中溶液ph值,通过滴加氨水调整
溶液ph值为6.5,滴加过程开启搅拌桨叶,搅拌速度为15r/min,反应釜温度为60℃,ph调节剂氨水滴加完成后,保持搅拌速度15r/min,反应釜温度60℃,搅拌0.5h后,停止搅拌并静置3h,得到femncuo4凝胶;
80.(5)将上述步骤6中得到的凝胶置于马弗炉中煅烧,马弗炉温度为700℃,煅烧2h后,关闭马弗炉,自然冷却至室温,得到femncuo4粗颗粒;
81.(6)采用湿法球磨,将上述步骤7中得到的femncuo4粗颗粒置于行星式球磨机中,磨料球、femncuo4粗颗粒和去离子水水三者质量比为4:1:20,球磨转速为420r/min,球磨时间为1h/组,共四组,此时得到femncuo4均匀浆体;
82.(7)研磨后,将femncuo4均匀浆体置于反应釜中,通过蠕动泵加入粘结剂聚乙醇胺,其中femncuo4均匀浆体与聚乙烯醇的体积比为1:3,反应釜温度为60℃,搅拌速度为10r/min,此时得到femncuo4混合浆体;
83.(8)将氯化钙与氯化镁混合物、工业蜜糖、步骤9中的混合浆体按上述所示配比混合,并在反应釜中充分均匀地搅拌,搅拌速度为8r/min,反应釜温度为45℃,搅拌时间为1h,即可得到一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂。
84.实施例3
85.一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂,包括如下成分:有效除冰成分、缓蚀剂、辐射吸收剂、粘结剂和去离子水;
86.所述的辐射吸收剂为femncuo4,采用溶胶凝胶法制备。femncuo4包括cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o和mn(no3)2·
6h2o。
87.所述的有效除冰成分为氯化钙与氯化镁混合物,二者摩尔比为3:2,氯化钙与氯化镁混合物在除冰剂中的质量含量为25%
88.所述的缓蚀剂为工业蜜糖,其在除冰剂中的质量含量为6%;
89.所述的辐射吸收剂为femncuo4,对紫外、可见、近红外具有良好的吸收能力,能把光能有效的转化热能,使风电叶片表面温度升高,从而达到使雪快速融化的作用;
90.所述的粘结剂为醇度90%聚乙烯醇,聚乙烯醇无毒、无味、对环境友好、易溶于水,其水溶液具有一定黏度;
91.进一步的,femncuo4和聚乙烯醇进行复配,得到femncuo4混合浆体,其在除冰剂中的质量含量为1.7%;
92.所述的辐射吸收剂为femncuo4,采用溶胶凝胶法制备。femncuo4包括cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o、mn(no3)2·
6h2o、乙二胺四乙酸;
93.所述的一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂的制备方法,步骤如下:
94.(1)将cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o和mn(no3)2·
6h2o按摩尔比为1:1:2的比例称量静置,并溶解在去离子水中形成混合盐溶液;
95.(2)按照与上述金属离子总摩尔数1:1的比例称取一定量的乙二胺四乙酸;将氨水溶液通过蠕动泵加入至耐酸碱反应釜中,再将上述已称量的乙二胺四乙酸粉末加入氨水溶液中,全程开启反应釜搅拌桨叶,搅拌速度为12r/min,其中氨水溶液与乙二胺四乙酸的质量比为2.7:8.78;
96.(3)将混合盐溶液通过蠕动泵缓慢加入至步骤3中的乙二胺四乙酸氨水溶液中,全程开启搅拌桨叶,搅拌速度为17r/min,反应釜温度为60℃;
97.(4)混合盐溶液加入完成后,暂停搅拌,检测步骤4中溶液ph值,通过滴加氨水调整溶液ph值为6.5,滴加过程开启搅拌桨叶,搅拌速度为17r/min,反应釜温度为60℃,ph调节剂氨水滴加完成后,保持搅拌速度17r/min,反应釜温度60℃,搅拌40min后,停止搅拌并静置4h,得到femncuo4凝胶;
98.(5)将上述步骤6中得到的凝胶置于马弗炉中煅烧,马弗炉温度为700℃,煅烧2h后,关闭马弗炉,自然冷却至室温,得到femncuo4粗颗粒;
99.(6)采用湿法球磨,将上述步骤7中得到的femncuo4粗颗粒置于行星式球磨机中,磨料球、femncuo4粗颗粒和去离子水水三者质量比为4:1:20,球磨转速为420r/min,球磨时间为1h/组,共四组,此时得到femncuo4均匀浆体;
100.(7)研磨后,将femncuo4均匀浆体置于反应釜中,通过蠕动泵加入粘结剂聚乙醇胺,其中femncuo4均匀浆体与聚乙烯醇的体积比为1:3,反应釜温度为60℃,搅拌速度为11r/min,此时得到femncuo4混合浆体;
101.(8)将氯化钙与氯化镁混合物、工业蜜糖、步骤9中的混合浆体按上述所示配比混合,并在反应釜中充分均匀地搅拌,搅拌速度为10r/min,反应釜温度为50℃,搅拌时间为1h,即可得到一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂。
102.实施例4
103.一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂,包括如下成分:有效除冰成分、缓蚀剂、辐射吸收剂、粘结剂和去离子水;
104.所述的辐射吸收剂为femncuo4,采用溶胶凝胶法制备。femncuo4包括cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o和mn(no3)2·
6h2o。
105.所述的有效除冰成分为氯化钙与氯化镁混合物,二者摩尔比为3:2,氯化钙与氯化镁混合物在除冰剂中的质量含量为22%
106.所述的缓蚀剂为工业蜜糖,其在除冰剂中的质量含量为4%;
107.所述的辐射吸收剂为femncuo4,对紫外、可见、近红外具有良好的吸收能力,能把光能有效的转化热能,使风电叶片表面温度升高,从而达到使雪快速融化的作用;
108.所述的粘结剂为醇度90%聚乙烯醇,聚乙烯醇无毒、无味、对环境友好、易溶于水,其水溶液具有一定黏度;
109.进一步的,femncuo4和聚乙烯醇进行复配,得到femncuo4混合浆体,其在除冰剂中的质量含量为1%;
110.所述的辐射吸收剂为femncuo4,采用溶胶凝胶法制备。femncuo4包括cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o、mn(no3)2·
6h2o、乙二胺四乙酸;
111.所述的一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂的制备方法,步骤如下:
112.(1)将cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o和mn(no3)2·
6h2o按摩尔比为1:1:2的比例称量静置,并溶解在去离子水中形成混合盐溶液;
113.(2)按照与上述金属离子总摩尔数1:1的比例称取一定量的乙二胺四乙酸;将氨水溶液通过蠕动泵加入至耐酸碱反应釜中,再将上述已称量的乙二胺四乙酸粉末加入氨水溶液中,全程开启反应釜搅拌桨叶,搅拌速度为11r/min,其中氨水溶液与乙二胺四乙酸的质量比为2.7:8.78;
114.(3)将混合盐溶液通过蠕动泵缓慢加入至步骤3中的乙二胺四乙酸氨水溶液中,全
程开启搅拌桨叶,搅拌速度为16r/min,反应釜温度为60℃;
115.(4)混合盐溶液加入完成后,暂停搅拌,检测步骤4中溶液ph值,通过滴加氨水调整溶液ph值为6.5,滴加过程开启搅拌桨叶,搅拌速度为16r/min,反应釜温度为60℃,ph调节剂氨水滴加完成后,保持搅拌速度16r/min,反应釜温度60℃,搅拌50min后,停止搅拌并静置3.5h,得到femncuo4凝胶;
116.(5)将上述步骤6中得到的凝胶置于马弗炉中煅烧,马弗炉温度为700℃,煅烧2h后,关闭马弗炉,自然冷却至室温,得到femncuo4粗颗粒;
117.(6)采用湿法球磨,将上述步骤7中得到的femncuo4粗颗粒置于行星式球磨机中,磨料球、femncuo4粗颗粒和去离子水水三者质量比为4:1:20,球磨转速为420r/min,球磨时间为1h/组,共四组,此时得到femncuo4均匀浆体;
118.(7)研磨后,将femncuo4均匀浆体置于反应釜中,通过蠕动泵加入粘结剂聚乙醇胺,其中femncuo4均匀浆体与聚乙烯醇的体积比为1:3,反应釜温度为60℃,搅拌速度为11r/min,此时得到femncuo4混合浆体;
119.(8)将氯化钙与氯化镁混合物、工业蜜糖、步骤9中的混合浆体按上述所示配比混合,并在反应釜中充分均匀地搅拌,搅拌速度为9r/min,反应釜温度为46℃,搅拌时间为1.1h,即可得到一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂。
120.实施例5
121.一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂,包括如下成分:有效除冰成分、缓蚀剂、辐射吸收剂、粘结剂和去离子水;
122.所述的辐射吸收剂为femncuo4,采用溶胶凝胶法制备。femncuo4包括cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o和mn(no3)2·
6h2o。
123.所述的有效除冰成分为氯化钙与氯化镁混合物,二者摩尔比为3:2,氯化钙与氯化镁混合物在除冰剂中的质量含量为24%
124.所述的缓蚀剂为工业蜜糖,其在除冰剂中的质量含量为5%;
125.所述的辐射吸收剂为femncuo4,对紫外、可见、近红外具有良好的吸收能力,能把光能有效的转化热能,使风电叶片表面温度升高,从而达到使雪快速融化的作用;
126.所述的粘结剂为醇度90%聚乙烯醇,聚乙烯醇无毒、无味、对环境友好、易溶于水,其水溶液具有一定黏度;
127.进一步的,femncuo4和聚乙烯醇进行复配,得到femncuo4混合浆体,其在除冰剂中的质量含量为2%;
128.所述的辐射吸收剂为femncuo4,采用溶胶凝胶法制备。femncuo4包括cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o、mn(no3)2·
6h2o、乙二胺四乙酸;
129.所述的一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂的制备方法,步骤如下:
130.(1)将cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o和mn(no3)2·
6h2o按摩尔比为1:1:2的比例称量静置,并溶解在去离子水中形成混合盐溶液;
131.(2)按照与上述金属离子总摩尔数1:1的比例称取一定量的乙二胺四乙酸;将氨水溶液通过蠕动泵加入至耐酸碱反应釜中,再将上述已称量的乙二胺四乙酸粉末加入氨水溶液中,全程开启反应釜搅拌桨叶,搅拌速度为13r/min,其中氨水溶液与乙二胺四乙酸的质量比为2.7:8.78;
132.(3)将混合盐溶液通过蠕动泵缓慢加入至步骤3中的乙二胺四乙酸氨水溶液中,全程开启搅拌桨叶,搅拌速度为20r/min,反应釜温度为60℃;
133.(4)混合盐溶液加入完成后,暂停搅拌,检测步骤4中溶液ph值,通过滴加氨水调整溶液ph值为6.5,滴加过程开启搅拌桨叶,搅拌速度为20r/min,反应釜温度为60℃,ph调节剂氨水滴加完成后,保持搅拌速度20r/min,反应釜温度60℃,搅拌35min后,停止搅拌并静置3.5h,得到femncuo4凝胶;
134.(5)将上述步骤6中得到的凝胶置于马弗炉中煅烧,马弗炉温度为700℃,煅烧2h后,关闭马弗炉,自然冷却至室温,得到femncuo4粗颗粒;
135.(6)采用湿法球磨,将上述步骤7中得到的femncuo4粗颗粒置于行星式球磨机中,磨料球、femncuo4粗颗粒和去离子水水三者质量比为4:1:20,球磨转速为420r/min,球磨时间为1h/组,共四组,此时得到femncuo4均匀浆体;
136.(7)研磨后,将femncuo4均匀浆体置于反应釜中,通过蠕动泵加入粘结剂聚乙醇胺,其中femncuo4均匀浆体与聚乙烯醇的体积比为1:3,反应釜温度为60℃,搅拌速度为12r/min,此时得到femncuo4混合浆体;
137.(8)将氯化钙与氯化镁混合物、工业蜜糖、步骤9中的混合浆体按上述所示配比混合,并在反应釜中充分均匀地搅拌,搅拌速度为11r/min,反应釜温度为47℃,搅拌时间为1.2h,即可得到一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂。
138.实施例6
139.一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂,包括如下成分:有效除冰成分、缓蚀剂、辐射吸收剂、粘结剂和去离子水;
140.所述的辐射吸收剂为femncuo4,采用溶胶凝胶法制备。femncuo4包括cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o和mn(no3)2·
6h2o。
141.所述的有效除冰成分为氯化钙与氯化镁混合物,二者摩尔比为3:2,氯化钙与氯化镁混合物在除冰剂中的质量含量为26%
142.所述的缓蚀剂为工业蜜糖,其在除冰剂中的质量含量为7%;
143.所述的辐射吸收剂为femncuo4,对紫外、可见、近红外具有良好的吸收能力,能把光能有效的转化热能,使风电叶片表面温度升高,从而达到使雪快速融化的作用;
144.所述的粘结剂为醇度90%聚乙烯醇,聚乙烯醇无毒、无味、对环境友好、易溶于水,其水溶液具有一定黏度;
145.进一步的,femncuo4和聚乙烯醇进行复配,得到femncuo4混合浆体,其在除冰剂中的质量含量为1.5%;
146.所述的辐射吸收剂为femncuo4,采用溶胶凝胶法制备。femncuo4包括cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o、mn(no3)2·
6h2o、乙二胺四乙酸;
147.所述的一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂的制备方法,步骤如下:
148.(1)将cu(no3)2·
3h2o、fe(no3)3·
9h2o和mn(no3)2·
6h2o按摩尔比为1:1:2的比例称量静置,并溶解在去离子水中形成混合盐溶液;
149.(2)按照与上述金属离子总摩尔数1:1的比例称取一定量的乙二胺四乙酸;将氨水溶液通过蠕动泵加入至耐酸碱反应釜中,再将上述已称量的乙二胺四乙酸粉末加入氨水溶液中,全程开启反应釜搅拌桨叶,搅拌速度为14r/min,其中氨水溶液与乙二胺四乙酸的质
量比为2.7:8.78;
150.(3)将混合盐溶液通过蠕动泵缓慢加入至步骤3中的乙二胺四乙酸氨水溶液中,全程开启搅拌桨叶,搅拌速度为18r/min,反应釜温度为60℃;
151.(4)混合盐溶液加入完成后,暂停搅拌,检测步骤4中溶液ph值,通过滴加氨水调整溶液ph值为6.5,滴加过程开启搅拌桨叶,搅拌速度为18r/min,反应釜温度为60℃,ph调节剂氨水滴加完成后,保持搅拌速度18r/min,反应釜温度60℃,搅拌45min后,停止搅拌并静置4h,得到femncuo4凝胶;
152.(5)将上述步骤6中得到的凝胶置于马弗炉中煅烧,马弗炉温度为700℃,煅烧2h后,关闭马弗炉,自然冷却至室温,得到femncuo4粗颗粒;
153.(6)采用湿法球磨,将上述步骤7中得到的femncuo4粗颗粒置于行星式球磨机中,磨料球、femncuo4粗颗粒和去离子水水三者质量比为4:1:20,球磨转速为420r/min,球磨时间为1h/组,共四组,此时得到femncuo4均匀浆体;
154.(7)研磨后,将femncuo4均匀浆体置于反应釜中,通过蠕动泵加入粘结剂聚乙醇胺,其中femncuo4均匀浆体与聚乙烯醇的体积比为1:3,反应釜温度为60℃,搅拌速度为13r/min,此时得到femncuo4混合浆体;
155.(8)将氯化钙与氯化镁混合物、工业蜜糖、步骤9中的混合浆体按上述所示配比混合,并在反应釜中充分均匀地搅拌,搅拌速度为12r/min,反应釜温度为48℃,搅拌时间为1.4h,即可得到一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂。
156.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。