[发明专利]一种用于制备风机叶片的环氧树脂的加热固化方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂的加工方法，具体涉及一种用于制备风机叶片的环氧树脂的加热固化方法。

背景技术

风能作为新能源的一个重要分支，以其清洁、安全、稳定的特点，受到广泛的关注。风电机组是将风能转化为电能的装置，其中叶片作为风电机组的核心部件之一，风机叶片制备过程中经常将环氧树脂材料涂覆在玻璃纤维布上，然后当环氧树脂固化后得到工件。但是环氧树脂在低温环境下，如低于10℃的环境，完全固化非常困难，常常出现固化不完全，结晶等严重影响风机叶片质量的问题。因此大大限制了在环境温度比较低的冬天风机叶片的制备加工效率。现有技术环氧树脂在低温下的加热方法一般有红外加热法，覆盖加热法，电吹风加热法、蒸汽加热法等，但这些加热法都是从外部向树脂的内部加热，具有内外热差较大；加热效率低，加热不均匀，常出现局部过热或者局部过冷，因此树脂固化不充分，给风机叶片制备和修补带来诸多不便。

同时在常温下，当用环氧树脂制作尺寸比较厚的工件时，固化也非常困难，使用普通的加热方法，热阻力较大，加热不均匀，固化时间很长，固化不测底，能耗高。

因此，很有必要在现有技术的基础上，研究开发一种适用于低温下加热固化环氧树脂的方法。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种环保、节能、能在低温环境下实现环氧树脂快速固化的方法。

技术方案：为了实现本发明的目的，本发明提供的用于制备风机叶片的环氧树脂的加热固化方法包括以下步骤：

(1)首先将碳纳米管分别分散到环氧树脂及其固化剂中；

(2)将步骤(1)得到的添加有碳纳米管的环氧树脂及其固化剂分别密封包装，然后在包装的两侧安装电极，进行通电加热，当环氧树脂及其固化剂分别融化后，在保温环境下将二者进行充分混合成胶液，备用；

(3)将步骤(2)制备得到的环氧树脂胶液按风机叶片制备工序要求进行施工，然后在施工好的环氧树脂工件上安装电极，然后通电进行加热，促使环氧树脂受热固化，然后取下电极。

作为优选方案，以上所述的用于制备风机叶片的环氧树脂的加热固化方法，步骤(1)所述的碳纳米管在环氧树脂及其固化剂中的重量百分比为3%至8%。

作为更优选的技术方案，步骤(1)所述的碳纳米管在环氧树脂及其固化剂中的重量百分比为5%。本发明通过大量筛选实验，在环氧树脂及其固化剂中添加优选重量百分比的碳纳米管，碳纳米管的比表面积可达500~700m²/g，导热系数可达4000W/m·k，在通直流电的情况下，环氧树脂具有良好的导电并发热的特性，从而可以从里到外使这个环氧树脂均匀受热固化，并且加入优选比例的碳纳米管后又不会影响环氧树脂的各种理化性能，从而不影响风机叶片对强度、耐候性等的性能要求（因为碳纳米管含量过低，导热性能差，环氧树脂不能实现均匀受热的目的，但是碳纳米管含量过高，会影响到环氧树脂的成型后的强度、耐腐蚀、耐候性等性能）。

作为优选方案，以上所述的用于制备风机叶片的环氧树脂的加热固化方法，本发明步骤(2)所述的通电电压为5至20伏，加热的温度为30至50℃。本发明通过大量实验，根据添加碳纳米管环氧树脂的导电性能，筛选通电电压，当电压在20伏以内即可实现在低温环境下对环氧树脂进行通电加热，使环氧树脂及其固化剂快速融化，而不会因为电压过大破坏树脂及其固化剂结构。

作为优选方案，以上所述的用于制备风机叶片的环氧树脂的加热固化方法，步骤(3)所述的通电加热的电压为10至25伏。本发明在环氧树脂与固化剂混合后，进行施工制备需要工件，施工后也采用通电进行加热，促进环氧树脂快速均匀固化，从而可以解决在低温环境下，树脂难以固化的技术难题，其中通电电压可以根据环氧树脂的类型、散热面积、放热峰，工件大小及其厚度要求等选择不同的电压，在加热固化的同时测量表面温度，按照环氧树脂的固化温度进行固化。

以上所述的用于制备风机叶片的环氧树脂的加热固化方法，确定固化剂为胺类固化剂，能实现环氧树脂的快速固化。

有益效果：本发明提供的用于制备风机叶片的环氧树脂的加热固化方法和现有技术相比具有以下优点：

(1)本发明提供的环氧树脂的加热固化方法，可操作性强，适用范围广泛，在环氧树脂中添加优选比例的碳纳米管，并在优选通电电压条件下，尤其能够在较低温度环境下，使环氧树脂的自身内部发热均匀，使环氧树脂快速均匀固化，有利的保证了产品质量；克服了现有技术中依靠外部加热方法导致的的加热不均匀的诸多缺点。