[发明专利]风电叶片用聚氨酯组合物

说明书

本发明涉及风电叶片用聚氨酯组合物，属于风电技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种风电叶片用聚氨酯组合物，该聚氨酯组合物可以适用于大型风电叶片灌注的聚氨酯体系。本发明风电叶片用聚氨酯组合物，包括A组分和B组分，其中，A组分包括：多异氰酸酯、自由基引发剂和抑制剂；B组分包括：多元醇、(甲基)丙烯酸羟烷酯、不饱和稀释剂、螯合剂和促进剂。本发明风电叶片灌注聚氨酯体系，具有初期反应慢，凝胶时间长，放热峰低等突出特点，解决了当前聚氨酯反应快，适用期短、放热剧烈等问题，本发明的凝胶时间比市售同类产品常温凝胶时间长50％以上，放热峰低50％，具有良好工艺适应性，尤其适用于大叶型风电叶片的灌注。

技术领域

本发明涉及风电叶片用聚氨酯组合物，属于风电技术领域。

背景技术

当前用于制作风电叶片主流灌注树脂仍然是环氧树脂，但随着国内原材料价格暴涨，环氧树脂价格长期居高不下，风机总体价格却又持续探底，这就给原材料供应商、叶片制造厂家、主机厂，甚至整个风电产业链带来巨大挑战。采用性能优异、成本只有环氧树脂1/3的聚氨酯树脂制造风电叶片逐渐受到人们的重视，但是聚氨酯树脂普遍存在反应速度快、对湿度敏感、适用期短等突出问题。当前主流的叶片长度在80-90米左右，长达100米以上的叶片也正逐步推向市场，完全灌透如此长的叶片，至少需要树脂的凝胶时间在4-5h以上，并且具有足够长的流动性持续时间不低于180min，虽然有新闻报道采用聚氨酯成功灌注出风机叶片，但是因为树脂本身的缺陷，一直以来未能实现量产，正是这些缺陷也聚氨酯的应用长期受到限制。

专利CN201410268427.X公开了一种风车叶片用改性聚氨酯及其制备方法，该改性树脂是由聚酯树脂、含羟基的丙烯酸酯、异氰酸酯反应后经不饱和单体稀释得到。先用羧酸和多元醇反应制得聚酯树脂，再加入带有羟基的丙烯酸酯和异氰酸酯在催化剂条件下升温聚合反应，最后用不饱和单体稀释，但树脂的粘度高，凝胶时间极短，完全不能用于风电叶片灌注。

CN201810060673.4公开了一种紫外光固化高强度聚氨酯丙烯酸酯树脂及其制备方法，主要将异氰酸酯、羟基丙烯酸酯、催化剂、阻聚剂等升温反应，再将产物进一步与聚酯多元醇升温反应，加入活性稀释剂和光引发剂等，但其粘度大，凝胶时间非常短，放热剧烈，无法用于风电叶片的灌注的制作。

CN201280015008.4公开了一种由真空灌注法生产的聚氨酯复合物，主要采用低粘度的聚合异氰酸酯，以不同粘度和羟值的聚醚多元醇组合作为反应组分，加入适量催化剂和流动添加剂组成聚氨酯组合物，但是其凝胶时间太短，无法用于大型风电叶片的制作。

综上，现有聚氨酯体系的主要缺陷是反应速度过快，凝胶时间短，无法满足风电叶片的灌注要求，且现有改性用于风电叶片灌注聚氨酯存在固化时放热峰高，反应放热剧烈，剧烈的放热导致叶片中的泡沫以及塑料、巴沙木等型材出现发白、甚至局部烧毁，引发叶片性能降低，造成叶片报废和质量损失。

发明内容

针对以上缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种风电叶片用聚氨酯组合物，该聚氨酯组合物可以适用于大型风电叶片灌注的聚氨酯体系。

本发明风电叶片用聚氨酯组合物，包括A组分和B组分，其中，

A组分包括：多异氰酸酯、自由基引发剂和抑制剂；

B组分包括：多元醇、(甲基)丙烯酸羟烷酯、不饱和稀释剂、螯合剂和促进剂。

在本发明的一个实施方式中，所述抑制剂为三氯氧磷、苯甲酰氯、磺酰氯、三氯氧磷、三乙基氧磷、磷酸和乙酸中的至少一种。

在本发明的一个实施方式中，抑制剂占比为A组分重量的0.001～0.05％。在一个优选的实施例中，抑制剂占比为A组分重量的0.01％。

在本发明的一个实施方式中，引发剂为过氧化苯甲酰和过氧化-2-乙基已酸叔丁酯。