[发明专利]一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶及其制备方法。该环氧结构胶主要由膏状环氧树脂混合物(主剂)和膏状胺类混合物(固化剂)组成。主剂主要组成包括：环氧树脂、稀释剂、增韧剂、功能填充料、疏水性触变剂、助剂组成；固化剂主要组成包括：胺类固化剂(聚醚胺、脂肪胺、芳香胺、聚酰胺)、增韧剂、功能填充料、疏水型触变剂、助剂组成。本发明产品具有操作时间长、刚性和韧性合理设计、粘结强度在耐海水和湿热性能方面优异，满足用于海洋环境大型环氧基风力发电叶片制造的合模粘接。

技术领域

本发明涉及环氧结构胶制备技术领域，特别涉及一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶及其制备方法。

背景技术

海上风电因其具有风资源持续稳定、风速高、发电量大、不占用土地资源等优点，且海上风电靠近经济发达地区，风电并网和消纳容易。通过近几年的快速发展，海上风电已从当初的实验和验证阶段，正在快速跨入规模化发展阶段。

随着海上风电机组单台功率的不断提高，风电叶片也越来越大，风电叶片最长长度已超过80米，重量超过35吨，环氧基风电叶片作为海上风电系统的关键部件之一，在海洋环境下，对材料、工艺水平和质量可靠性要求也越来越高。从风电叶片的应用来分析，叶片的使用寿命内拥有持续、稳定的机械性能是关键，风电叶片必须承载在海洋环境下的周期性负荷，发明一种适用于海洋环境下，耐盐雾、耐湿热、抗疲劳的满足环氧基风电叶片合模粘接的环氧结构胶粘剂具有重要意义。

风电叶片大多是采用玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制成的空心体结构，一般由根部、蒙皮、腹板三部分组成，图1为风电叶片截面示意图。叶片成型工艺一般是先在各专用模具上分别成型蒙皮1、腹板2、2a和梁帽等部件，然后采用结构胶3、3a、3b、3c将其粘接组装在一起，合模加压固化后制成叶片。

与陆地风电相比，海上风电机组所处的环境与陆地条件截然不同，在设计和建设海上风电场过程中，必须考虑海上严酷恶劣的自然环境条件：盐雾、高温高湿、台风等因素，否则可能直接导致结构胶粘接失效，造成叶片开裂损毁现象。

国际标准《IEC61400-23风力发电机组转子叶片的全尺寸比例结构试验》和国家标准《GB/T 25383-2010风力发电机组风轮叶片》均明确提出了对叶片设计使用寿命不少于20年的耐久性要求。综合考虑严酷恶劣的海上风电场环境，且海上主流风电机组功率大都在3MW以上叶片用环氧结构胶粘剂的技术要求，结构胶应具有以下主要技术要求，见表1：

表1海上风电叶片用环氧结构胶粘剂技术要求

具有操作时间长、刚性和韧性合理设计、粘结强度及本体性能在耐海水、耐湿热和抗疲劳性能方面优异，满足用于海洋环境下大型环氧基风力发电叶片制造的合模粘接。

发明内容：

本发明的目的之一是提供一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶，该结构胶具有操作时间长、刚性和韧性合理设计、粘结强度及本体性能在耐海水、湿热性能和疲劳方面性能优异，满足用于海洋环境下大型环氧基风力发电叶片制造的合模粘接。

本发明的目的之二是提供一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶的制备方法。

作为本发明第一方面的一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶，由主剂和固化剂组成，其中所述主剂与固化剂之间的体积为2:1。其中，所述主剂由以下重量份的原料制备而成：

所述固化剂由以下重量份的原料制备而成：

在本发明的一个优选实施例中，所述主剂为黄色膏状体，固化剂为蓝色膏状体，通过体积比2:1混合后为深绿色膏状体，固化条件为70℃下固化5小时。