[发明专利]一种风电叶片用高韧性真空慢速环氧树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及真空慢速环氧树脂及其制备方法，特别是一种风电叶片用高韧性真空慢速环氧树脂及其制备方法。

背景技术

现有技术中的风电叶片大多为环氧树脂与玻纤织物复合而成，其具有质量轻、机械性能好、成本低的优点。现有国内生产的普通环氧树脂组合物普遍存在粘度较大，操作时间短，固化后的产物存在力学性能较弱、冲击韧性较弱等问题，还不能满足制造风电叶片的各项性能要求，特别是凝胶时间的问题，通用型环氧树脂的凝胶时间在5h左右，但风电叶片的实际施工过程中的操作时间需要5.5h左右。

在一定浇铸温度下，适用于真空慢速的环氧树脂应具有较好的流动性和较少的挥发物，固化后的产物具有较小收缩率，较高的电气、机械和物化稳定性能。中国发明专利200910044563.X公开了一种风力发电叶片用真空灌注树脂及其制备方法，该真空灌注树脂为有机硅改性环氧树脂体系，但所述的树脂体系存在粘结性能差、固化物强度较低的缺点。中国发明专利201110123810.2的技术方案是采用液态环氧树脂和双酚类化合物反应扩链的同时引入端环氧基聚醚亲水链段，然后再和多元胺反应制得一种快干型室温固化水性环氧树脂固化剂，但该水性涂料存在耐水差和硬度低等缺点，不适合用于风电叶片领域。中国发明专利201210358376.0用反应型液体丁腈橡胶改性环氧树脂组合物，得到了一种导热性能和耐温性能较好的环氧树脂胶黏剂，但所需的丁腈橡胶的使用量较大，生产成本较高，不利于工业化大生产。基于以上，开发一种具有较好的流动性和较少的挥发物，固化后的产物具有较小收缩率、较高强度、较好的力学性能、较高的电气、机械和物化稳定性能的真空慢速环氧树脂组合物具有较为重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术中的环氧树脂存在的粘结性能差、固化物强度较低的问题，提供一种具有较好的流动性和较少的挥发物，固化后的产物具有较小收缩率、较高强度、较好的力学性能的风电叶片用高韧性真空慢速环氧树脂及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种风电叶片用高韧性真空慢速环氧树脂，该环氧树脂包括A组分和B组分，按重量份计，A组分和B组分的配比为100：28-34，A组分为：环氧树脂65-80份、乙烯基封端环氧聚醚6-22份、活性稀释剂10-17份、偶联剂0.5-1.5份、消泡剂0.5-2.0份；B组分为：脂肪族胺5-25份、脂环族胺5-30份、芳香族胺5-30份中的一种或两种的混合物。

所述的乙烯基封端环氧聚醚为增韧剂，乙烯基封端环氧聚醚为单乙烯基封端环氧聚醚或双乙烯基封端环氧聚醚或单乙烯基封端环氧聚醚和双乙烯基封端环氧聚醚的混合物；其中，单乙烯基封端环氧聚醚和双乙烯基封端环氧聚醚的比例为（2-10）：（6-12），单乙烯基封端环氧聚醚的结构式如下：

n=1-10，m=1-9；

双乙烯基封端环氧聚醚的结构式如下：

x=1-14，y=1-12。

环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的一种或两种的混合物；活性稀释剂为丁基缩水甘油醚、芳基缩水甘油醚、新戊二醇缩水甘油醚、三甲醇基丙烷三缩水甘油醚中的一种、两种或者多种的混合物；偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂或硼酸酯偶联剂中的一种或者两种；消泡剂为BYK-500、BYK-501、BYK-515或BYK-555，加入适量的消泡剂能抑制或消除环氧组合物中的泡沫物质，从而提高环氧树脂及其复合材料的力学性能。

所述脂肪族胺为三乙烯四胺、四乙烯五胺、聚醚胺中的一种、两种或三种的混合物，脂环族胺为异佛尔酮二胺，芳香族胺为间苯二胺、二氨基二苯砜中的一种或两种的混合物。

一种风电叶片用高韧性真空慢速环氧树脂的制备方法，具有如下步骤：

（1）A组分的制备

将环氧树脂65-80份、乙烯基封端环氧聚醚6-22份、活性稀释剂10-17份、偶联剂0.5-1.5份、消泡剂0.5-2.0份投入反应釜内，加温至50-80℃，以400-550r/min的搅拌速度搅拌1.5-2h，抽真空30-60min后停止搅拌，继续抽真空5-30min后冷却，将树脂装入包装桶一内；

（2）B组分的制备