[发明专利]一种风力叶片手糊修补用的环氧树脂体系及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种风力叶片手糊修补用环氧树脂体系及其制备方法。 

背景技术

风能作为一种清洁的可再生资源，解决了当今世界的能源危机，并满足了人们对于环保的要求。因此，风力发电技术备受世人关注。风力发电机的关键动转部件是风机叶片，而风机叶片是用复合材料做成的，它的性能好坏直接影响着整个系统的发电性能。因此，叶片的设计和制造质量水平十分重要，被视为风力发电系统的关键技术。 

传统复合材料制作风力发电机叶片大多采用手糊工艺（Hand Lay-up）制造的方法。这种方法生产风机叶片的产品质量对工人的操作熟练程度及环境条件依赖性较大，开模成型、生产效率低、树脂固化程度往往偏低且产品质量均匀性波动较大。此外，手糊工艺往往还会伴有大量有害物质和溶剂的释放，有一定的环境污染问题。 

RTM工艺主要原理为首先在模腔中铺放好按性能和结构要求设计好的增强材料预成型体，采用注射设备将专用低粘度注射树脂体系注入闭合模腔，模具具有周边密封和紧固以及注射及排气系统以保证树脂流动顺畅并排出模腔中的全部气体和彻底浸润纤维，并且模具有加热系统可进行加热固化而成型复合材料构件。其主要特点有：闭模成型，产品尺寸和外型精度高，适合成型高质量的复合材料整体构件（整个叶片一次成型）；RTM工艺的技术含量高，无论是模具设计和制造、增强材料的设计和铺放、树脂类型的选择与改性、工艺参数(如注塑压力、温度、树脂粘度等)的确定与实施，都需要在产品生产之前通过计算机模拟分析和实验验证来确定。 

随着技术的发展，现已开发出多种较先进的工艺，如预浸料工艺、机械浸渍工艺及真空辅助灌注工艺(VARTM)。真空辅助灌注成型工艺是近几年发展起来的一种改进的RTM工艺。它多用于成型形状复杂的大型厚壁制品。真空辅助是在注射树脂的同时，在排气口接真空泵，一边注射一边抽真空，借助于铺放在结构层表面的高渗透率的介质引导将树脂注入到结构层中。且真空辅助都能大大改善模塑过程中纤维的浸润效果，显着减少最终制品中夹杂物和气泡的含量，从而提高制品的成品率和力学性能。 

但风机叶片由于其外形很大、铺层比较复杂，在制造和使用过程中，总会出现各种缺陷和损伤，不仅影响安全生产，而且会造成经济损失。因此，一方面需从源头上控制 工艺流程，减少缺陷；另一方面要完善缺陷修复体系，最大程度恢复其性能。而现在主要修补方法为挖补手糊工艺。 

发明内容

本发明的目的是提供一种符合手糊成型中等粘度、防流挂性好、操作环境要求低、固化后产品韧性、机械性能、耐热性能、耐水性能等综合性能优良的风力叶片手糊修补用的环氧树脂体系。 

本发明的另一个目的是提供一种上述环氧树脂体系的制备方法。 

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是： 

一种风力叶片手糊修补用的环氧树脂体系，其特征在于：由重量比100:28~32的树脂部分和固化剂部分混合而成；所述树脂部分，按重量份计算，配方由85~95份的双酚A环氧树脂或双酚F环氧树脂的一种或两者混合物、5~15份稀释剂组成；所述固化剂部分，按重量份计算，配方由40~70份脂肪胺、0~30份脂环胺、0~10份芳香胺、0~35份助剂、5~15份环氧化合物组成。 

上述风力叶片手糊修补用环氧树脂体系的制备方法包括三个步骤： 

（1）树脂部分的制备： 

a)将双酚A环氧树脂或双酚F环氧树脂或两者混合物加入反应釜中，升温至40~70℃，并恒温； 

b)按重量比加入稀释剂，在恒温40~70℃下持续搅拌，至混合均匀； 

c)将混合好的环氧树脂转入容器中密封，室温保存； 

（2）固化剂部分的制备： 

a)将脂肪胺、脂环胺、芳香胺、助剂、环氧化合物按重量比加入反应釜中，升温至60~100℃，并恒温，持续搅拌1~6h； 

b)将混合好的固化剂转入容器中密封，室温保存； 

（3）环氧树脂体系的制备： 

将上述制备的树脂和固化剂按重量比100:28~32的配比混合搅拌均匀，固化。