0 引言
风力是一种可再生、无污染的绿色能源，风力发电不产生CO2 及其他有害气体。与其他可再生能源，如太阳能发电、生物发电、海洋能发电或低热发电相比，风力发电效率位居首位。
近三年来，我国风力发电以100% 速度增长，预计到今年年底风力发电量可增加到30 GW中国机械网okmao.com。我国计划到2020 年再增加7 座风电场，每座风电场至少可发电10 GW，总共增加发电量 70 GW。预计到2020 年，我国风力发电将达到1 500 GW。
我国台湾西海岸有较好的风力发电条件，一年中有6 个月平均风力为5~6 m/s。台湾电力公司（简称台电）在2002~2010 年已增建了200 座风力发电机，计划在2010~2020 年在台湾西部沿海及澎湖岛再建546 座风力发电机。各国风力发电生产厂也纷纷来华投资或生产各种主机或配件。因此，我国涂料厂也应抓住风力发电所需要涂料带来的商机。
1 风机塔筒用防腐涂料的涂装设计与规范
风力发电装置主要为转子叶片、塔筒、发电设备及偏航设备。一般风力发电站要使用15~20 a，因此必须用涂层加以保护，来防止盐分、雨水的腐蚀，对其防腐涂料的涂装设计规范有：（1）GB/T 19292—2003 金属和合金的腐蚀，大气腐蚀性分类。（2）ISO 12944—1998 色漆和清漆防护涂料体系对钢结构的防腐保护。ISO 12944—2—1998 典型的腐蚀环境分类，见表1。
表1 ISO 12944—2—1998 典型的腐蚀环境分类
我国内陆地区（如内蒙古、新疆）应属于C2 环境，腐蚀性低，而大陆沿岸、台湾沿岸、离岛应属于C3 或C4 的腐蚀环境，再依据ISO 12944—1998 规定涂层的耐久性可分为低：2~5 a，中：5~15 a，高：>15 a，一般风力发电装置要求防护年限15 a 以上。以C3-C4 的腐蚀环境等级及15 年防腐要求，一般风机涂装设计膜厚可参考ISO 12944—5。C3 腐蚀环境采用涂料体系：富锌环氧底漆+ 环氧中涂漆+ 脂肪族环氧酯面漆。C4 腐蚀环境采用涂料体系：无机富锌环氧底漆+环氧中涂漆+ 脂肪族聚氨酯/ 氟碳/ 聚硅氧烷面漆。
2 涂料厂家推荐的涂装体系
2.1 内陆地区
南宝涂料公司对我国内陆地区（C2）设计的风机塔筒内外表面涂装体系，与世界国际大厂提出的设计方案类似。老人（Hempel）、式玛卡龙（Sigmakalon）、国际（International）及南宝（Nanpao）对内陆环境下风机塔筒涂装体系的设计分别见表2~ 表5。
表2 Hempel 对内陆地区设计的风机塔筒涂装体系
表3 Sigmakalon 对内陆地区设计的风机塔筒涂装体系
表4 International 对内陆地区设计的风机塔筒涂装体系
表5 Nanpao 对内陆地区设计的风机塔筒涂装体系
2.2 沿海湿热、含盐分高的地区
沿海湿热、含盐分高的地区，属于重防腐蚀环境（C3，C4），风机塔筒涂装体系的设计原则如下：
（1） 与内陆风机塔筒涂装体系相同，但总膜厚增加。
（2） 增加富锌环氧涂层及环氧中涂漆的干膜厚度。
（3） 有公司设计用无机锌粉漆取代富锌环氧漆。
Hempel、Sigmakalon、International 及Nanpao 对沿海湿热、含盐分气候条件下风机塔筒涂装体系的设计分别见表6~9。
表6 Hempel 对沿海湿热、含盐分气候条件下设计的风机塔筒涂装体系
表7 Sigmakalon 对沿海湿热、含盐分气候条件下设计的风机塔筒涂装体系
表8 International 对沿海湿热、含盐分气候条件下设计的风机塔筒涂装体系
表9 Nanpao 对沿海湿热、含盐分气候条件下设计的风机塔筒涂装体系
2.3 塔架底座防腐涂装设计
塔架底座防腐涂装设计，在内陆地区与塔筒防腐方案相同，若在近海及沿海湿热且含盐分高的重腐蚀环境下，则塔架底座上法兰面至以下500 mm 范围（不含法兰面）的防腐涂装设计如下：富锌环氧底漆，干膜厚60 μm；聚酰胺环氧中涂漆，干膜厚200 μm；聚氨酯面漆，干膜厚60 μm；总膜厚320 μm。内部表面防腐则按内陆沿海湿热、含盐分高的内部防腐涂装体系设计。
3 风机涂装设计方向
最近，风机涂装所用涂料体系的发展方向是改善面漆的性能，采用氟碳树脂、聚硅氧烷树脂或有机硅改性丙烯酸树脂来提高耐候性及一些基本特性，尤其是氟碳树脂及有机硅树脂可大大提高面漆的耐候性及耐磨性。
因此，在陆上、海上的风机叶片和风机塔筒的涂装推荐采用拜耳公司的水性聚氨酯树脂/ 聚天门冬氨酸酯面漆。Hempel 对塔筒涂装推出水性防腐、低VOC、二道涂装系列。AkzoNobel 推出加强型无锌底漆，改进无机锌粉底漆厚度薄的缺点，大大提高涂装速度。另外，近年聚脲新材料已逐渐用于国家重大工程，如高铁工程。聚脲除了保护混凝土，也可用于铁材（风机塔筒）的防腐保护。
3.1 面漆设计
用于户外的建筑钢结构、桥梁及风机塔筒大多采用传统重防腐涂装设计方案：富锌环氧底漆+ 环氧中涂漆+ 脂肪族聚氨酯面漆。现在许多涂料厂正逐步采用超高耐候、耐化学品、抗酸雨及抗盐雾氟碳面漆，其典型案例如“鸟巢”国家体育场及杭州湾大桥。也有推荐将氟碳面漆用于风机上。另据报道，中海油常州涂料化工研究院将聚硅氧烷面漆用于风机涂装。
实验表明：聚硅氧烷面漆综合性能优于氟碳面漆及脂肪族聚氨酯面漆。这是由于聚硅氧烷树脂是环氧树脂与有机硅树脂的混杂体，具有环氧树脂与脂肪族聚氨酯树脂的特性。聚硅氧烷面漆具有优异的耐候性，保光、保色性优于传统脂肪族聚氨酯，且一次喷涂可以形成较高的干膜厚度。
国际涂料（International）的Interfine979 是丙烯酸聚硅氧烷面漆，推荐用于船体面漆，也适用作海上/ 陆上风机塔筒防护面漆。国际涂料（International）推荐用于沿海高湿热环境的2 道涂装体系如下：2 道Intershield 300 耐磨铝粉环氧底漆（2×125 μm），1 道Interfine979（125 μm），总膜厚375 μm。考虑到抗紫外线、耐小砂石撞击及降低风力摩擦等因素，南宝涂料在新设计风机塔筒及风叶面漆时采用专用于高铁外车箱的丙烯酸面漆。
3.2 水性环保涂料设计
为降低VOC（挥发性有机化合物）含量，涂料水性化是有效途径。如PPG 推出的SigmaAquaCover 水性防护漆系列可用于风机塔筒上，而Hempel 针对风机塔筒推出了3 道水性涂料保护体系：1 道水性锌粉底漆HEMUDUR ZINC1856（1×50 μm）；2 道水性环氧中涂漆HEMUDUR 18500（2×75 μm）；1 道水性丙烯酸面漆HEMUDUR 58040（1×60 μm）。
4 结语
（1） 针对腐蚀环境及15 年使用期所需的膜厚，一般内陆及沿岸风机塔筒防腐蚀涂装设计体系为：有机/ 无机锌粉底漆、云母环氧中涂漆、聚氨酯面漆。
（2） 近来，风机塔筒涂装设计也向水性化、高固体分、高膜厚、2 道涂层甚至1 道涂层方向发展。另外，氟碳面漆或聚硅氧烷面漆也被广泛采用，使面漆更耐风力摩擦、抗撞击及抗紫外线保色泽。
（3） 聚脲/ 聚天门冬氨酸酯涂料也尝试使用于风机设备防护上。
陈耀财 （南宝树脂（中国）有限公司，江苏昆山 215334）
安贞基 （Spring Chem.，韩国）