[发明专利]一种自修复智能风电叶片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种自修复智能风电叶片，叶片由玻璃纤维或碳纤维增强的环氧树脂复合材料通过真空灌注工艺浇注而成，环氧树脂复合材料中嵌设有并排设置的第一中空玻璃管和第二中空玻璃管，第一中空玻璃管中封装有经过脱泡的环氧树脂，第二中空玻璃管中封装有环氧树脂固化剂。该第一和第二中空玻璃管设置在叶片的大梁或后缘梁上；第一和第二中空玻璃管的铺设方向与环氧树脂复合材料中纤维的铺设方向相同。第一和第二中空玻璃管长度为0.5～1m，外径为0.8～1.2mm，内径为0.5～1.0mm。还公开了自修复智能风电叶片的制备方法。本发明叶片在其基体出现裂纹时两种中空玻璃管中的修复剂流出，混合，常温下固化，实现快速修复裂纹，减少叶片疲劳源头，提高叶片寿命。

技术领域

本发明涉及风电叶片技术领域，特别是涉及一种自修复智能风电叶片及其制备方法。

背景技术

风力机叶片是风机的重要组成部件，其长期在恶劣的自然环境中暴露运行，不仅需要承受大的风荷载，还要经受沙子石子冲击，以及强烈的紫外线照射，因此风电场经常会遇到叶片开裂等问题，这些问题导致风机停机，进而影响发电量，有些问题甚至会导致叶片损毁，造成更大的经济损失。因此研发一种可以模拟生物体自我愈合能力的智能化风力机叶片具有重大的研究价值和意义。

目前，大多数风电机叶片的材料是由玻璃纤维增强的环氧树脂(玻璃钢)复合材料通过真空灌注工艺浇筑而成，而这种复合材料在运行过程中会由于疲劳、冲击等各种原因在玻璃钢复合材料内部产生微裂纹，这种微裂纹会随着叶片的运行在材料内部继续扩展，进而会形成宏观裂纹，最终导致风力机叶片断裂。这些裂纹在扩展初期很难被检测出来，当裂纹扩展到肉眼可以检测到的时候，此时叶片已经不能再继续运行，需要立即停机，并在损伤区采用手糊的方式进行修复。

由此可见，上述现有的风电叶片显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的自修复智能风电叶片及其制备方法，使其能在裂纹扩展初始就能使得风电叶片自检到损伤，并自我实现修复，大大提升叶片的使用寿命及安全性，成为本领域急需改进的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种自修复智能风电叶片，使其能在裂纹扩展初始就能使得风电叶片自检到损伤，并自我实现修复，大大提升叶片的使用寿命及安全性，从而克服现有的风电叶片的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种自修复智能风电叶片，所述叶片由玻璃纤维或碳纤维增强的环氧树脂复合材料通过真空灌注工艺浇注而成，所述环氧树脂复合材料中嵌设有并排设置的第一中空玻璃管和第二中空玻璃管，所述第一中空玻璃管中封装有经过脱泡的环氧树脂，所述第二中空玻璃管中封装有环氧树脂固化剂。

作为本发明的一种改进，所述第一中空玻璃管和第二中空玻璃管设置在所述叶片的大梁或后缘梁上；

且所述第一中空玻璃管和第二中空玻璃管的铺设方向与所述环氧树脂复合材料中纤维的铺设方向相同。

进一步改进，所述第一中空玻璃管中的环氧树脂采用经过脱泡的LR235型号的树脂，所述第二中空玻璃管中的环氧树脂固化剂采用LH234型号的胺类固化剂。

进一步改进，所述第一中空玻璃管和第二中空玻璃管的两端均通过环氧树脂和其固化剂的混合物封口，所述混合物中环氧树脂和其固化剂的混合比为100:20～40。

进一步改进，所述第一中空玻璃管和第二中空玻璃管的长度为0.5m～1m，其外径为0.8mm～1.2mm，其内径为0.5mm～1.0mm。

进一步改进，所述第一中空玻璃管和第二中空玻璃管采用软玻璃管材质。

本发明还提供了一种自修复智能风电叶片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：