[发明专利]防护壳体及其制备方法、风电叶片的制造方法

说明书

本发明提供一种防护壳体及其制备方法、风电叶片的制造方法，在真空条件下，存在于第一纤维材料层、第一树脂材料的空气被排出，第一树脂材料渗入第一纤维材料层内部，待第一树脂材料固化后形成纤维增强材料层，在提高了防护壳体强度的同时，有效增强了第一树脂材料与第一纤维材料层的界面结合力；通过在防护壳体内进行风电叶片蒙皮基体的制造，增强了叶片蒙皮基体与防护壳体的界面结合力，且防护壳体内部不存在内应力，从而降低了风电叶片发生剥离的可能性；防护壳体不仅可用于风电叶片的整体防护，还可用于风电叶片的局部防护以实现局部防护加强，从而提高了风电叶片的防护效果。

技术领域

本发明涉及风电叶片技术领域，具体涉及一种防护壳体及其制备方法、风电叶片的制造方法。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，已越来越受到世界各国的关注，对风能的有效利用有助于实现能源结构多元化，减少环境污染。风电叶片设计使用寿命为20年，一旦风电叶片开始运行，将受到雨水、风沙以及大气的腐蚀，同时还要经受强紫外的老化。在叶片的高速运行过程中，风沙和雨滴对风电叶片的侵蚀相当于等离子切割，叶片表面容易形成空洞。研究表明，叶片表面粗糙度的增加以及缺陷的积累将导致发电效率降低5％-30％，还可能导致叶片运行失稳造成齿轮箱的故障。因此如何在叶片20年的使用周期内保持其高效运行至关重要。

中国专利文献CN108223264A提出在叶片表面直接粘贴多条防护胶带且相邻防护胶带之间零距离对接以构成防护基层，并在防护基层上涂覆树脂防护涂层，其中防护胶带由玻璃纤维织物和压敏粘接剂构成。由于玻璃纤维织物通过压敏胶粘在叶片表面，导致界面结合力相对较弱；树脂防护涂层在防护基层上的涂覆导致玻璃纤维织物与树脂防护涂层间的界面结合力不足；同时，在叶片曲率变化较大的区域粘贴防护胶带时，防护胶带内部会发生拉扯，从而导致其内部存在内应力；综上所述，该叶片防护壳体及其施工方法存在一定的剥离隐患，影响叶片的防护效果。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有叶片防护壳体存在剥离隐患的缺陷，从而提供一种防护壳体及其制备方法、风电叶片的制造方法。

本发明提供一种防护壳体的制备方法，包括如下步骤：

(1)在防护壳体模具内表面形成第一脱模剂层；

(2)在所述第一脱模剂层上形成防护涂层，并对其进行干燥；

(3)在干燥后的所述防护涂层上形成第一纤维材料层；

(4)在真空条件下，在所述第一纤维材料层内形成第一树脂材料，并对其进行固化，得到纤维增强材料层；

(5)待所述第一树脂材料固化后脱模，得到所述防护壳体。

进一步地，所述在干燥后的所述防护涂层上形成第一纤维材料层后，还包括在所述第一纤维材料层上形成脱模布的步骤，并于脱模后撕除所述脱模布。

进一步地，在所述第一纤维材料层内形成第一树脂材料的步骤中，真空度为不大于40mbar。

进一步地，在所述防护壳体模具内表面形成第一脱模剂层的步骤，包括在防护壳体模具内涂覆第一脱模剂，并将第一脱模剂于20-60℃下固化形成第一脱模剂层；

在所述第一脱模剂层上形成防护涂层的步骤，包括在第一脱模剂层上涂覆涂料，并将涂料于5-80℃下干燥形成厚度为100-500μm的防护涂层，优选地，所述防护涂层的厚度为150-300μm。

进一步地，所述纤维增强材料层的厚度不超过3mm，优选地，所述纤维增强材料层的厚度与防护涂层的厚度相同。

进一步地，所述第一树脂材料为环氧树脂、乙烯基树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂中的至少一种；

所述第一纤维材料层所采用的纤维材料为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维中的至少一种；