[发明专利]一种具有高玻璃化温度、快速成型的风电拉挤大梁用环氧树脂基复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有高玻璃化温度、快速成型的风电拉挤大梁用环氧树脂基复合材料及其制备方法，涉及复合材料的制备技术领域。包括以下步骤：(1)制备改性环氧树脂；(2)制备改性固化剂；(3)环氧树脂基复合材料的制备。本发明通过对双酚A环氧树脂进行改性，提高材料耐热性，同时使用增韧剂和复合促进剂改性甲基四氢苯酐，使得产品在拉挤过程中，能快速成型，极大提高生产效率，同时也提高了产品的抗疲劳特性，使得风电拉挤大梁寿命延长。

技术领域

本发明涉及复合材料的制备技术领域，具体涉及一种具有高玻璃化温度、快速成型的风电拉挤大梁用环氧树脂基复合材料及其制备方法。

背景技术

在风力发电中，风电叶片是一种关键部件，质量好的风电叶片，能给风电带来更好的效益。为了能够提高发电效率，叶片质量的提升成为了研究的重点，而大梁能给叶片带来强有力的支撑，大梁的质量越好，叶片的性能越佳，改进大梁的质量进而成为了研究中的重点。

传统的风电大梁大多采用真空导入工艺，但此工艺过程繁琐、成本高且制备出来的材料性能低，因此利用拉挤工艺生产风电大梁应运而生。现有技术中所研发的用于生产风电大梁复合材料的玻璃化温度只能做到120℃，拉挤速度只能做到0.5m/min，拉挤速度一旦提高，复合材料的耐温性能和力学性能均会下降。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种具有高玻璃化温度、快速成型的风电拉挤大梁用环氧树脂基复合材料，其玻璃化温度能达到137℃，拉挤速度可以达到0.9m/min，能满足风电大梁板所需的力学性能和抗疲劳性能。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种具有高玻璃化温度、快速成型的风电拉挤大梁用环氧树脂基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)改性环氧树脂的制备：将双酚A环氧树脂、1,4-丁二醇二缩水甘油醚和酚醛环氧树脂加入反应釜中，升温至80-90℃，以40-60r/min转速搅拌混合60-90min，然后降温至60-70℃，加入润湿剂继续搅拌30-50min后，真空脱泡得到改性环氧树脂；

(2)改性固化剂的制备：将甲基四氢苯酐加入到反应釜中，搅拌升温至80-90℃，再加入多元醇增韧剂，搅拌2-4h，然后降温至40-50℃，加入复合促进剂，以40-60r/min转速保温搅拌60-90min，待溶解完全后，得到改性固化剂；

(3)环氧树脂基复合材料的制备：在40-50℃下预热改性环氧树脂，改性固化剂无需预热，然后把改性环氧树脂和改性固化剂按照一定质量比混合均匀后吸入模具中，控制10％-30％含胶量与增强纤维拉挤固化成型制得环氧树脂基复合材料，模具温度设定：第一段150-160℃预固化，第二段190-200℃基本固化，第三段170-180℃后固化。

优选地，步骤(1)中，原料按照重量份数计如下：双酚A环氧树脂为50-100份，1,4-丁二醇二缩水甘油醚为4-10份，酚醛环氧树脂为5-15份，润湿剂为0.5-2份。

优选地，步骤(2)中，原料按照重量份数计如下：甲基四氢苯酐为80-100份，多元醇增韧剂为5-20份，复合促进剂为2-5份。

优选地，所述多元醇增韧剂为陶氏化工增韧剂F-100或聚醚多元醇。

优选地，步骤(3)中，所述改性环氧树脂和改性固化剂的质量比为100：(103-107)。

优选地，所述的双酚A环氧树脂为E51双酚A环氧树脂。

优选地，所述酚醛环氧树脂分子量为100-400。

优选地，所述复合促进剂为四乙基溴化胺、苄基三乙基氯化铵、咪唑中的一种或多种。

优选地，所述的增强纤维为碳纤维或玻璃纤维。