[发明专利]一种可应用于生产兆瓦级风力叶片的环氧树脂体系及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环氧树脂及其固化剂体系在风力叶片的应用领域，更进一步的，本发明涉及用于一种可应用于生产兆瓦（MW）级风力叶片的环氧树脂体系。

背景技术

当今世界正面临着石油、煤碳、天然气等不可再生能源逐渐枯竭的现状，而传统能源存在污染或破坏环境较严重及其利用率不足的问题，各国均大力倡导开发新能源，发展低碳电力．风能作为一种无污染、可再生、占地少、开发利用技术成熟的新能源，在世界各国得到了广泛发展和利用．

风能是由地球表面大量空气流动所产生的动能，风中蕴含着巨大的能量，据估算，全球风能约为2.74×10⁹MW，能够被人类利用的风能约为2×10⁷MW．

中国幅员辽阔，地域宽广，海岸线长，风能资源非常丰富．根据气象部门最新风能资源普查统计数据表明，10m高度可开发和利用的风能总储量约为7~12亿kW。其他最新评估报告提出的数据甚至可达25亿kW以上。因此，风电具有雄厚的资源基础，足以支撑其成为中国未来能源结构的重要组成部分。

到2020、2030和2050年，中国风电装机容量将分别达到2亿、4亿和10亿千瓦，成为中国的主要电源之一，到2050年，风电将满足国内17%的电力需求。

作为MW级风力发电机重要零部件的叶片，其主要组成成分为不饱和树脂或环氧树脂等基体树脂与增强玻璃纤维、碳纤维、巴萨木、PVC泡沫材料等增强材料复合而成的复合材料体，其中用环氧树脂用量8-12万吨/每年，而目前65-80%的风力发电机叶片用环氧树脂主要依赖进口。

所以，研发风力发电机用的环氧树脂体系制备方法成了近几年的研发热点，如中国专利文献公开的名称为“风力发电机叶片用的环氧树脂体系及其改性方法”（专利号：200910216288.5）、“风力发电机叶片用环氧树脂组成物”（专利号：200910201435.1），“一种风力发电机叶片用的快速固化环氧树脂体系及制备方法”（专利号:201010602588.x）均公布了风力发电机用的环氧树脂体系。本发明相比于公开的技术，具备可调的反应速度和较低的放热峰温度的优势，浇注体在具有相对较高的Tg值的同时具有优异的力学性能，且产品具有透明的外观、长期储存无沉降现象、且具有良好的抗流挂效果，在叶片生产时可节约树脂和避免弄脏操作环境，且初始混合粘度低，对纤维浸润性好，可缩短生产时灌注所需要时间，能有效提高生产效率；

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种具备可调的反应速度和较低的放热峰温度的优势，浇注体在具有相对较高的Tg值的同时具有优异的力学性能，且产品具有透明的外观、长期储存无沉降现象、具有良好的抗流挂效果且初始混合粘度低，对纤维浸润性好，本发明的第二目的在于可缩短生产时及灌注所需要时间，能有效提高生产效率的适用于兆瓦级风力发电机叶片生产用环氧树脂体系。

本发明为了实现第一目的，采用的技术方案是：

一种可应用于生产MW级风力叶片的环氧树脂体系，该环氧树脂体系含有树脂和固化剂。所述树脂部分组成比例（质量百分比）如下：

低粘度海因环氧树脂：5-50%

高纯度低粘度的双酚A型环氧树脂：40-75%

双酚F型环氧树脂：5-15%

缩水甘油胺型环氧树脂：0-8%

功能型助剂：0.5-10%

触变剂：0-3%。

环氧活性稀释剂：2~20%

所述固化剂部分组成比例（质量百分比）如下：

胺类固化剂：70~95%

功能性助剂：5~15%

颜填料：0~5%

触变剂：0~5%

所述的低粘度海因环氧树脂具有以下物性指标：粘度（25℃）：1500-4500mpa.s；环氧值：0.65-0.80；可水解率：100-4000ppm；挥发份：≤1%；外观：无色或浅黄色透明液体或结晶物。低粘度海因环氧树脂比双酚A型环氧树脂具有更低的粘度和更高的Tg值，所以其使用能有效的降低产品的初始粘度，同时也可减少体系中起降低粘度用的环氧活性稀释剂（使体系的Tg值大幅度的降低）使用量，所以其使用能保证体系具有较低的粘度的同时具有较高的Tg值；