[发明专利]风力发电机叶片用潜伏型环氧树脂体系及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环氧树脂体系，具体是一种风力发电机叶片用潜伏型环氧树脂体系，以及该环氧树脂体系的制备方法。本发明的环氧树脂体系特别适合在制造大功率风力发电机叶片时的真空灌注工艺应用。

背景技术

众所周知的，要获得较大的风力发电功率，关键在于要具有能轻快旋转的叶片。所以，叶片是风力发电机组的核心，叶片材料的性能是决定风力发电机组性能优劣的关键。长期以来，我国风力发电事业的关键技术及材料都受制于国外，这其中尤以叶片生产用的树脂体系最为突出，使得我国风力发电企业不得不依靠国外的相关大公司，花费高昂的价格从这些大公司进口树脂体系。进口树脂体系除了价格高昂外，供应链也相当吃紧，这在很大程度上影响了我国风力发电企业的正常生产和利润水平，从而影响和制约我国风电行业的发展。

近年来，部分国内公司和研究所努力突破国外公司的技术封锁，研发了用于风力发电机叶片的树脂体系。

例如，中国专利文献公开的“风力发电机叶片用的环氧树脂体系及其改性方法”（公开号：CN101735570，公开日：2010年6月16日），它包括树脂部分和固化剂部分，两部分分别制备，树脂部分的原料为双酚A环氧树脂、稀释剂、双酚F环氧树脂；固化剂部分的原料为脂肪胺、脂环胺、助剂，它能满足兆瓦级风机叶片配套用环氧树脂的应用要求。但是该技术的固化剂为复合胺类固化剂，其凝胶时间相对较短，并且在稍高温度下，凝胶时间还会大幅度缩短，因此它对操作环境的要求较高，要求操作环境温度为20～30℃。随着风力发电机向大功率的方向发展，叶片长度由30～40米向60米以上变化，对环氧树脂体系的凝胶时间灵活性有了更高要求。上述专利文献公开的技术由于凝胶时间短，不够灵活，在叶片真空灌注制造时存在不能灌透的风险，可操作性差，无法适用于大型叶片的真空灌注工艺使用。

又如，中国专利文献公开的“用于风力发电叶片浇铸工艺的环氧树脂体系”（公开号：CN101585956，公开日：2009年11月25日），它将环氧树脂体系与固化剂按照重量比例混合，用于风力发电叶片的浇铸体，固化剂是脂肪族胺、环脂族胺、芳香胺、吡咯类、咪唑类、内酰胺类中的一种或多种组合，它有相对较长的操作时间，适用于风力叶片的大型复合材料。但其组分之间配伍性和相互协同性不够理想，凝胶时间仍然较短，不够灵活，在叶片真空灌注制造时仍然存在不能灌透的风险，可操作性差，无法适用于大型叶片的真空灌注工艺使用。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对上述现有风力发电机叶片用的环氧树脂体系不足，自主开发一种凝胶时间灵活、可操作性强、能适合大型以及超大型风力发电机叶片真空灌注工艺使用的潜伏型环氧树脂体系。

本发明的目的之二在于：针对上述目的一的风力发电机叶片用潜伏型环氧树脂体系，提供一种简单易行、操作方便、针对性强的制备方法。

本发明的设计思路是：有机胍类化合物、咪唑类化合物、三氯化硼-胺复合物作为环氧树脂固化剂时既可作为固化促进剂，也可单独作为潜伏性固化剂。它们作为潜伏性固化剂的原理是，在低温下它们的反应活性很低，与环氧树脂的混合物在很长时间内不会发生凝胶；而在高温下它们具有较高的反应活性，能很快与环氧树脂发生反应。因此，本发明利用有机胍类化合物、咪唑类化合物和三氯化硼-胺复合物的这个特点，首次在风力发电机叶片用环氧树脂体系领域中引入了潜伏型环氧树脂体系的概念，将这些固化剂加入组合胺类固化剂中，并选择合适的、配伍的、相互协同的配比组成风电叶片用潜伏型环氧树脂体系，使环氧树脂体系在低温真空灌注时不会发生凝胶，而在高温后固化时能快速反应，大大提高了环氧树脂体系凝胶时间的灵活性，增强了环氧树脂体系在叶片（特别是大型、超大型）真空灌注工艺使用时的可操作性，有利于提高叶片的生产效率和产品合格率，降低企业生产成本。

本发明的目的之一通过下述具体技术方案实现：一种风力发电机叶片用潜伏型环氧树脂体系，所述潜伏型环氧树脂体系由树脂部分和固化剂部分组合而成，所述树脂部分包括双酚A型环氧树脂和稀释剂；所述固化剂部分包括聚醚胺类化合物、脂环胺类化合物和有机胍类化合物。

所述固化剂部分还包括咪唑类化合物和/或三氯化硼-胺复合物。

所述树脂部分还包括双酚F型环氧树脂。

所述潜伏型环氧树脂体系是将树脂部分和固化剂部分混合而成，两部分混合比例按以下重量份计：

树脂部分                    100份，

固化剂部分               10～30份；

所述树脂部分的原料配比按以下重量份计：