[发明专利]一种智能化三维编织混杂纤维复合材料风电叶片及其制备方法

权利要求书

1.一种智能化三维编织混杂纤维复合材料风电叶片，其特征在于：包括叶片主体、叶片加强部分以及光纤模块组件，其中，所述叶片加强部分设置于叶片主体的边缘处，所述光纤模块组件嵌合在叶片本体的内部，光纤模块与三维立体编织结构之间采用纱线锁定牢固，做到无缝结合状态；所述叶片主体包括三维立体编织结构、沿三维立体编织结构厚度方向的二次缝合结构以及浸渍固化在三维立体编织结构和二次缝合结构上的树脂层，风电叶片叶的热固性树脂胶液含量为30-60％，三维立体编织结构、沿三维立体编织结构厚度方向的二次缝合结构采用碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玄武岩纤维中的两种或几种制成的混杂纤维进行编制；

所述三维立体编织结构的主体部分采用三维四向或三维五向编织结构，所述三维立体编织结构的边缘加强部分采用三维五向或三维六向编织结构，所述三维立体编织结构中嵌入光纤模块的部位采用三维六向或三维七向编织结构；

厚度方向二次缝合所用混杂纤维的重量为三维立体编织结构重量的5-40％。

2.一种智能化三维编织混杂纤维复合材料风电叶片的制备方法，包括如下步骤：

(1)根据风电场工况设计风电叶片的主体模具，并根据力学特性要求确定光纤模块嵌入部位的具体排布方案；

(2)根据力学要求选择所需高性能纤维制备混杂纱线，利用混杂纤维纱线进行风电叶片纤维预制体的多部位组合立体编织，得到三维立体编织结构；

(3)在三维立体编织结构中嵌入光纤模块；光纤模块与三维立体编织结构之间采用纱线锁定牢固，做到无缝结合状态；

(4)对上述风电叶片三维立体编织结构进行混杂纤维厚度方向二次缝合强化处理，提高整体结构的强度；

(5)以热固性树脂胶液为基体，采用真空导入与热固化结合的工艺完成树脂与三维立体编织结构和二次缝合结构的浸渍以及固化成型工序。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，风电叶片的主体模具长度为1-15m，宽度为0.3-3m。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，混杂纱线由碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维以及玄武岩纤维中的一种或几种制成。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，厚度方向二次缝合过程中所用的混杂纤维由碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维以及玄武岩纤维中的一种或多种组合而成。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，真空导入的真空度为0.06-0.1MPa，所述热固化的温度为80-120℃，热固化时间为3-6小时。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：浸渍树脂后的风电叶片的含胶量为30-60％。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述真空度为0.08MPa，浸渍树脂后的风电叶片于80℃固化3小时后成型，含胶量为36％。