CN102260425A

CN102260425A - 高性能兆瓦级风电叶片用环氧大灰及制备方法

Info

Publication number: CN102260425A
Application number: CN 201110163430
Authority: CN
Inventors: 薛芳; 王小龙; 陈军; 许涛; 祁玲玲
Original assignee: JIANGSU PLANNA PAINT CO Ltd
Current assignee: JIANGSU PLANNA PAINT CO Ltd
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2011-11-30

Abstract

本发明公开了一种高性能兆瓦级风电叶片用环氧大灰及制备方法，该环氧大灰由腻子部分和固化剂部分混合组配而成，其中所述腻子部分的质量组成为：环氧树脂20～65％、活性稀释剂5～20％、颜填料40～70％、润湿分散剂1～5％、流平剂0.1～5％、消泡剂1～4％、触变剂0.5～10％；所述固化剂部分由胺类物质和触变剂混合而成。本发明产品具有固化方便，粘附力强，收缩性低，力学性能优良，电性能好，化学稳定性等优点。

Description

高性能兆瓦级风电叶片用环氧大灰及制备方法

技术领域

本发明属于环氧大灰大领域，具体涉及一种兆瓦级风力发电设备的风力发电叶片用环氧大灰及其制备方法。

背景技术

作为风电发点机中最为重要的部件之一，风力发电叶片的结构的设计和材料的选择至关重要。风力发电叶片用复合材料根据叶片长度不同而选择不同，发电功率在1.5MW以下、叶片长度在33米以下的风力发电机一般选用成本较低的聚酯玻璃钢为原材料，发电功率在1.5MW以上、叶片长度在33米以上的风力发电机一般采用强度等综合性能优异的环氧玻璃钢材料做主材。

目前，全世界在大力发展兆瓦级大功率风力发电技术，环氧玻璃钢因其综合性能优异成为了叶片首选材料。虽然环氧玻璃钢可满足了风电叶片各方面的力学性能要求，但是其耐光性差，而风力发电机组都设在沿海和荒漠地区，面临着高强度盐雾腐蚀、紫外线辐射和风沙侵蚀等，风电叶片的表面涂装是必不可少。但在叶片浇注成型时表面难免会有凹坑等缺陷，这就需要叶片用大灰对其表面进行修补，以使叶片获得完美的叶型。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种高性能兆瓦级风电叶片用环氧大灰。

本发明的另一目的是提供一种上述环氧大灰的制备方法。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种高性能兆瓦级风电叶片用环氧大灰，该环氧大灰由腻子部分A和固化剂部分B混合组配而成，其中：

所述腻子部分A的质量组成为：环氧树脂20～65％、活性稀释剂5～20％、颜填料40～70％、润湿分散剂1～5％、流平剂0.1～5％、消泡剂1～4％、触变剂0.5～10％，前述各组分之和为100％。

所述固化剂部分B由胺类物质和触变剂混合而成；以固化剂部分的总质量为100％计所述胺类物质和触变剂的含量分别为70～95％和5～30％。

其中腻子部分与固化剂部分的质量比为10∶1～3。

本发明的环氧树脂可选择多种类型，本发明优选采用双酚A型环氧树脂(或称改性双酚A型环氧树脂)，其具体可选择聚氨酯改性E-52D环氧树脂、SM-828、E-44，E-51、纳米橡胶改性E-44中的一种或几种。腻子部分中环氧树脂的含量优选为30～40％。

所述稀释剂采用活性稀释剂，进一步采用环氧活性稀释剂，其具体可选择十二至十四烷基缩水甘油醚、环氧丙烷丁基醚或腰果酚缩水甘油醚。腻子部分中活性稀释剂的含量优选为5～10％。

所述颜填料优选为填充性优异的体质填料，或/和具有高着色力的钛白颜料；其中所述的体质填料是指起填充作用的颜料，可优选碳酸钙、硫酸钡、高岭土、硅酸盐、云母粉、氢氧化铝中的一种或几种。腻子部分中颜填料的含量优选为50～60％。

所述润湿分散剂可选择高分散性润湿分散剂，如高分子型润湿分散剂，其进一步可选自EFKA4010(埃夫卡公司，主要成分：改性聚氨酯)、EFKA4009(埃夫卡公司，主要成分：氟碳改性聚丙烯酸)、AFCONA5044(主要成分：高分子羧酸的有机胺盐)、BYK110(德国毕克，主要成分：含酸性基团的高分子聚合物)中的一种或几种。腻子部分中润湿分散剂的含量优选为1～3％。

所述流平剂为市售常用的聚丙烯酸酯类流平剂、有机硅类流平剂、聚酯类流平剂中的一种或几种。腻子部分中流平剂的含量优选为1～3％。

所述消泡剂为有机硅类消泡剂，具体可以为AFCONA-2020(主要成分：改性的乙烯基聚合物)、AFCONA-3239(主要成分：有机改性的聚硅氧烷)、AFCONA-2720(主要成分：不含有机硅的聚合物型消泡剂)、AFCONA-2018(主要成分：不含有机硅的消泡物质)中的一种或几种。

所述腻子部分的触变剂选用为蓖麻油衍生物类触变剂或/和聚酰胺类高效触变剂，具体可以选自氢化蓖麻油触变剂、氧化蓖麻油触变剂、BYK-100中的一种或几种。腻子部分中触变剂的含量优选为0.5～5％。

所述胺类物质选用腰果酚改性酚醛胺，脂肪胺，聚酰胺，硫醇中的一种或几种；

所述固化剂部分的触变剂选用聚酰胺类高效触变剂，气相二氧化硅，膨润土，BYK-100中的一种或几种。

一种上述高性能兆瓦级风电叶片用环氧大灰的制备方法，包括如下步骤：

(1)将环氧树脂、活性稀释剂、润湿分散剂和触变剂加热至50℃～100℃搅拌均匀，再加入颜填料、消泡剂和流平剂并分散混合均匀，冷却制得腻子部分A。一种更进一步的方法为：在容器中分别加入配方量的环氧树脂、稀释剂、润湿分散剂、触变剂，将物料加热至50℃-100℃(控制温度范围)高速分散均匀；再加入配方量的颜填料、消泡剂、流平剂并高速分散至粉料无团聚体为止，保持温度在70℃-100℃，分散30～60分钟，使物料混合均匀，冷却至室温即得本发明产品的腻子部分A。

(2)将胺类物质和触变剂加热至50℃～100℃后高速分散均匀，冷却得固化剂部分B。一种更进一步的方法为：在容器中分别加入配方量的酚醛胺、触变剂加热后搅拌20～60分钟，使物料混合均匀，冷却至室温即得本发明产品的固化剂部分B。

(3)将腻子部分和固化剂部分混合均匀，即制得本发明的产品。

本制备方法中的所采用的各组分的具体物质及其用量如上所述。

本发明产品具有以下特点：

1、固化方便。按配方量将A、B组分混合后，可以在0～180℃温度范围内固化。

2、粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。

3、收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的，没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性(小于2％)。

4、力学性能。固化后的高性能兆瓦级风电叶片用环氧大灰具有优良的力学性能。

5、电性能。固化后的高性能兆瓦级风电叶片用环氧大灰是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。

6、化学稳定性。通常，固化后的高性能兆瓦级风电叶片用环氧大灰具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性以及特殊的化学稳定性能。

7、尺寸稳定性。上述的许多性能的综合，使高性能兆瓦级风电叶片用环氧大灰具有突出的尺寸稳定性和耐久性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

A组分：在1.5L不锈钢罐中加入33份(重量份，下同)环氧树脂(聚氨酯改性E-52D环氧树脂，该环氧树脂的环氧值为0.5、固含量大于等于98％)，以及1份触变剂(氢化蓖麻油触变剂)，1.5份润湿分散剂助剂(EFKA4010和EFKA4009)，6份活性稀释剂(环氧丙烷丁基醚)，经加温至85℃～100℃后搅拌均匀，于高速分散机下加入55份颜填料(碳酸钙)，并加入有机硅类消泡剂(AFCONA-2020)2份、聚丙烯酸酯类流平剂1.5份，同时高速搅拌至粉料基本打开无团聚体，既制备获得高性能兆瓦级风电叶片环氧腻子的A组分。

B组分：在1.5L不锈钢罐中加入胺类物质85份(腰果酚改性酚醛胺，胺值为275mgKOH/g，固含量大于98％)，触变剂15份(聚酰胺类高效触变剂)，加热至85℃-100℃，即制得高性能兆瓦级风电叶片环氧腻子的B组分。

取10份A组分与2份B组分混合均匀后，刮涂制取标准板检测性能。

实施例2

A组分：在1.5L不锈钢罐中加入38份环氧树脂(SM-828，该环氧树脂的环氧值为0.5、固含量大于等于98％)，以及触变剂1.2份(氧化蓖麻油触变剂)，润湿分散剂助剂1.3份(EFKA4009)，活性稀释剂6份(十四烷基缩水甘油醚)，经加温至85℃～100℃后高速分散均匀，于高速分散机下加入颜填料51份(高岭土)，并加入有机硅类消泡剂2份(AFCONA-3239)、聚丙烯酸酯类流平剂1.5份，同时高速搅拌至粉料基本打开无团聚体，即得高性能兆瓦级风电叶片环氧腻子的A组分。

B组分：在1.5L不锈钢罐中加入胺类物质95份(脂肪胺，胺值为220mgKOH/g，固含量为80％)，触变剂5份(气相二氧化硅)，加热至85℃-100℃再将物料搅拌均匀即得高性能兆瓦级风电叶片环氧腻子的B组分。

取10份A组分与3份B组分混合均匀后，刮涂制取标准板检测性能。

对上述实施例的高性能兆瓦级风电叶片用环氧腻子进行性能测试，数据如下：

Claims

1.一种高性能兆瓦级风电叶片用环氧大灰，其特征在于：该环氧大灰由腻子部分和固化剂部分混合组配而成，其中所述腻子部分的质量组成为：环氧树脂20～65％、活性稀释剂5～20％、颜填料40～70％、润湿分散剂1～5％、流平剂0.1～5％、消泡剂1～4％、触变剂0.5～10％；所述固化剂部分由胺类物质和触变剂混合而成。

2.根据权利要求1所述的高性能兆瓦级风电叶片用环氧大灰，其特征在于：以固化剂部分的总质量为100％计所述胺类物质和触变剂的含量分别为70～95％和5～30％。

3.根据权利要求1所述的高性能兆瓦级风电叶片用环氧大灰，其特征在于：所述腻子部分与固化剂部分的质量比为10∶1～3。

4.根据权利要求1所述的高性能兆瓦级风电叶片用环氧大灰，其特征在于：所述环氧树脂选自聚氨酯改性E-52D环氧树脂、SM-828环氧树脂、E-44环氧树脂、E-51环氧树脂、纳米橡胶改性E-44环氧树脂中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的高性能兆瓦级风电叶片用环氧大灰，其特征在于：所述活性稀释剂为环氧活性稀释剂；所述颜填料为体质填料和/或钛白颜料；所述润湿分散剂为高分子型润湿分散剂；所述流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂、有机硅类流平剂、聚酯类流平剂中的一种或几种；所述消泡剂为有机硅类消泡剂；所述腻子部分的触变剂为蓖麻油衍生物类触变剂或/和聚酰胺类高效触变剂。

6.根据权利要求5所述的高性能兆瓦级风电叶片用环氧大灰，其特征在于：所述活性稀释剂为十二至十四烷基缩水甘油醚、环氧丙烷丁基醚或腰果酚缩水甘油醚；所述体质填料选自碳酸钙、硫酸钡、高岭土、硅酸盐、云母粉、氢氧化铝中的一种或几种；所述润湿分散剂选自EFKA4010、EFKA4009、AFCONA 5044、BYK110中的一种或几种；所述消泡剂选自AFCONA-2020、AFCONA-3239、AFCONA-2720、AFCONA-2018中的一种或几种；所述蓖麻油衍生物类触变剂为氢化蓖麻油触变剂和/或氧化蓖麻油触变剂。

7.根据权利要求1或2所述的高性能兆瓦级风电叶片用环氧大灰，其特征在于：所述胺类物质选用腰果酚改性酚醛胺、脂肪胺、聚酰胺、硫醇中的一种或几种；所述固化剂部分的触变剂选用聚酰胺类高效触变剂、气相二氧化硅、膨润土、BYK-100中的一种或几种。

8.一种权利要求1所述的高性能兆瓦级风电叶片用环氧大灰的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将环氧树脂、活性稀释剂、润湿分散剂和触变剂加热至50℃～100℃搅拌均匀，再加入颜填料、消泡剂和流平剂并分散混合均匀，冷却制得腻子部分；

(2)将胺类物质和触变剂加热至50℃～100℃后搅拌混合均匀，冷却得固化剂部分；

(3)将腻子部分和固化剂部分混合均匀。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：以固化剂部分的总质量为100％计所述酚醛胺和触变剂的含量分别为70～95％和5～30％；所述腻子部分与固化剂部分的质量比为10∶1～3。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述环氧树脂选自聚氨酯改性E-52D环氧树脂、SM-828环氧树脂、E-44环氧树脂、E-51环氧树脂、纳米橡胶改性E-44环氧树脂中的一种或几种；所述活性稀释剂为环氧活性稀释剂；所述颜填料为体质填料和/或钛白颜料；所述润湿分散剂为高分子型润湿分散剂；所述流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂、有机硅类流平剂、聚酯类流平剂中的一种或几种；所述消泡剂为有机硅类消泡剂；所述腻子部分的触变剂为蓖麻油衍生物类触变剂或/和聚酰胺类高效触变剂；所述胺类物质选用腰果酚改性酚醛胺、脂肪胺、聚酰胺、硫醇中的一种或几种；所述固化剂部分的触变剂选用聚酰胺类高效触变剂、气相二氧化硅、膨润土、BYK-100中的一种或几种。