[发明专利]一种可降解复合材料、风叶机片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可降解复合材料、风叶机片及其制备方法。本发明的可降解复合材料，包含以质量百分比计的可降解环氧树脂组合物30‑40％、纤维原料45‑55％、芯材0‑20％；以及环氧结构胶0‑10％；所述的可降解环氧树脂组合物中含有可降解改性树脂。本发明采用可降解环氧树脂作为结构层，所制备之风电叶片具备优异力学性能，符合叶片设计要求与业界EHS规范；本发明采用可降解环氧树脂作为结构层，可降解环氧树脂能不改变现有工艺参数，使用人员用起来无需额外适应；由于采用可降解环氧树脂取代现行环氧树脂，所制成的复合材料部件在适当条件下可以降解分离，回收取得的树脂液与纤维原料能再利用，达到绿色循环经济。

技术领域

本发明涉及一种可降解复合材料、风叶机片及其制备方法，属于风电叶片技术领域。

背景技术

随着时代发展与环保意识抬头，从最早的火力发电、核能发电直到再生能源发电，其中风力发电在再生能源发电中占有重要地位，风机叶片作为风力发电中重要的部件，该部件包含主流叶型的50-60米长甚至到百米，叶片报废后的后续处理面临着严峻的环保问题。目前主流的处理方法不外乎把叶片切碎后直接高温烧解亦或是切碎后弃置，这两种方法对于生态环境的危害都非常大。

因此，开发一种可降解回收的复合材料叶片可以大幅改善此问题，叶片在报废后可以用适当的方式降解固化后的树脂，使其与辅材原料分离，分开后的树脂可以再投入配方中使用，纤维原料亦可重新整理再使用，达到碳中和效益，使环境迫害降到最低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的风电叶片报废后需要把叶片切碎后直接高温烧解亦或是切碎后弃置，难以回收利用，且对环境造成影响等技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可降解复合材料，包含以质量百分比计的以下组分：

可降解环氧树脂组合物30-40％；

纤维原料45-55％；

芯材0-20％；

以及环氧结构胶0-10％；

所述的可降解环氧树脂组合物中含有如式(I)所示的可降解改性树脂：

其中，式(I)中的n为自然数。

优选地，所述的可降解环氧树脂组合物包含以质量百分比计的环氧树脂组合物60～80％和胺类固化剂20～40％；其中，所述的环氧树脂组合物包括以质量百分比计的环氧树脂90～97.5％和如式(I)所示的可降解改性树脂2.5～10％；所述的可降解环氧树脂组合物于红外线光谱分析中具有1760-1710cm^-1特征峰。

优选地，所述的纤维原料选用玻璃纤维和碳纤维中的任意一种。

优选地，所述的芯材选用为PVC泡沫芯材、PET泡沫芯材和巴沙木芯材中的任意一种或多种混合物。

优选地，所述的可降解复合材料能够在碱性环境下与胺类化合物加热降解，分离纤维。

优选地，所述加热降解的温度区间为60-180℃，时间为1～48h。

本发明还提供了上述的可降解复合材料在风机叶片中的应用，包括在主梁、腹板、后缘梁和叶根预制件中的应用。

本发明还提供了一种可降解风电叶片，其制备原料包括权利要求上述的可降解复合材料。

本发明还提供了一种上述的可降解风电叶片的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将纤维原料放入叶片叶壳模具中，然后将主梁、后缘梁和叶根预制件放入叶片叶壳模具中，后放置芯材，得到层合结构；