一种风电叶片用真空导流环氧树脂组合物
技术领域
本发明涉及风力发电机叶片,尤其涉及一种风电叶片用的环氧树脂组合物。
背景技术
风电,作为一种相对的洁净能源在我国乃至全球得到广泛的发展。风力发电机的叶片体积巨大,以前都采用金属制作,但是由于风力发电系统需要在风吹雨淋等恶劣气候下工作,金属材料容易发生锈蚀等情况,影响整个风力发电系统的工作,更换叶片将导致设备维护成本过高。
为了解决上述问题,人们把目光投向高分子材料。环氧树脂作为一种高强度的工程材料,有着优良的耐候性因而被人们选用来制作风电系统的叶片。其中双酚A型环氧树脂(如环氧树脂128)加BGDE稀释剂稀释后,采用胺类固化剂固化得到的叶片在全球范围内被大量运用。但是由于双酚A型环氧树脂128粘度大于10000cps,(25℃,全文同),为了提高其加工性能,需要加入大量的稀释剂,这将导致固化后产品体积收缩率的增大,同时稀释剂添加量越大,固化后的树脂力学性能变差,玻璃化温度Tg降低,同样将影响叶片的寿命。
发明内容
本发明旨在解决上述问题,提供一种风电叶片用真空导流环氧树脂组合物。本发明在保证固化树脂的各种理化性能,特别是力学性能的前提下,降低了环氧树脂的粘度,提高其加工性能。
为解决上述问题,本发明一种风电叶片用真空导流环氧树脂组合物,它包括甲乙两个组分,所述甲组分包括:
双酚A型环氧树脂128 45-65%
双酚F型环氧树脂170 5-15%
低粘度双酚A环氧树脂332 15-25%
环氧稀释剂BDGE 10-20%;
所述乙组分包括:
聚醚胺固化剂D230 50-70%
异佛尔酮二胺IPDA 30-50%;
叔胺促进剂K54 2-10%;该百分比按照聚醚胺固化剂D230和异佛尔酮二胺IPDA的总量为100%计算;
所述各组分百分含量为重量百分比;
所述甲乙组分按照重量份100:29-31的比例混合后即得所述组合物。
所述的一种风电叶片用真空导流环氧树脂组合物,,所述甲组分的外观无色或微黄粘稠体,其粘度是1100-1700cps,密度1.1-1.2/cm3,环氧当量为165-175 g/eq。
所述的一种风电叶片用真空导流环氧树脂组合物,所述甲乙组分混合后的组合物粘度为200-300cps,可操作时间为30-100min,1mm厚度的组合物在23℃下拉丝时间4-15小时。
根据权利要求1所述的一种风电叶片用真空导流环氧树脂组合物的制备方法,其特征在于,它包括所述比例的各组分和下列步骤:
步骤一,制备甲组分
a,将双酚A型环氧树脂128、环氧稀释剂BDGE,预热到60℃-65℃;
b,将经步骤一预热的双酚A型环氧树脂128、部分环氧稀释剂BDGE加入反应釜;
c,将双酚F型环氧树脂170和低粘度双酚A环氧树脂332依次加入反应釜;
d,开启搅拌器,以24-28rpm的速度搅拌30-40min后停止;
e,加入剩余的环氧稀释剂BDGE,
f,在抽真空的环境下,启动搅拌程序,控制高速28 rpm、低速24rpm ,持续搅拌60-90min,关闭搅拌程序;
g,停止抽真空,将反应釜内恢复常压即得所述甲组分;
步骤二,制备乙组分;
h,将各助剂准确称量,并添加到另一个反应釜中;
I,搅拌,高速28 rpm 、低速24rmp ,持续搅拌50-60min,关闭搅拌;
j,加入固化剂聚醚胺固化剂D230 和异佛尔酮二胺IPDA ;并混合均匀;即得所述乙组分;
所述的一种风电叶片用真空导流环氧树脂组合物的制备方法,其所述步骤二,制备乙组分还包括
k,按标称罐桶,灌桶时冲氮气保护气体。
本发明将双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂并用能降低环氧树脂的粘度,减少稀释剂用量;而低粘度双酚A环氧树脂332,是高纯度环氧树脂,其性能和双酚A环氧树脂128一致,但粘度低至3000-5000cps,可进一步减少稀释剂用量,有助于在不降低树脂性能的前提下,改善其加工性能。本发明的组合物,混合粘度低,特别适合真空工艺;对玻纤和碳纤维表现出较好的浸润性,保证制品品质。本发明的树脂组合物操作适用期灵活,根据不同固化剂的选择适用期在1h至4h范围,比较适中。
具体实施方式
下面,结合具体实施例,对本发明作进一步的说明:
一种风电叶片用真空导流环氧树脂组合物,它包括甲乙两个组分, 所述甲组分包括:
双酚A型环氧树脂128 45-65%
双酚F型环氧树脂170 5-15%
低粘度双酚A环氧树脂332 15-25%
环氧稀释剂BDGE 10-20%;
所述乙组分包括:
聚醚胺固化剂D230 50-70%
异佛尔酮二胺IPDA 30-50%;
叔胺促进剂K54 2-10%,该百分比按照聚醚胺固化剂D230和异佛尔酮二胺IPDA的总量为100%计算;
所述各组分百分含量为重量百分比;
所述甲乙组分按照重量份100:29-31的比例混合后即得所述组合物。
所述甲组分的外观为无色或微黄粘稠体,其粘度是1100-1700cps,密度1.1-1.2/cm3,环氧当量为165-175 g/eq。
所述甲乙组分混合后的组合物粘度为200-300cps,可操作时间为30-100min,1mm厚度的组合物在23℃下拉丝时间4-15小时。
所述的一种风电叶片用真空导流环氧树脂组合物的制备方法,它包括所述比例的各组分和下列步骤:
步骤一,制备甲组分
a,将双酚A型环氧树脂128、环氧稀释剂BDGE,预热到60℃-65℃;
b,将经步骤一预热的双酚A型环氧树脂128、部分环氧稀释剂BDGE加入反应釜;
c,将双酚F型环氧树脂170和低粘度双酚A环氧树脂332依次加入反应釜;
d,开启搅拌器,以24-28rpm的速度搅拌30-40min后停止;
e,加入剩余的环氧稀释剂BDGE,
f,在抽真空的环境下,启动搅拌程序,控制高速28 rpm、低速24rpm ,持续搅拌60-90min,关闭搅拌程序;
g,停止抽真空,将反应釜内恢复常压即得所述甲组分;
步骤二,制备乙组分;
h,将各助剂准确称量,并添加到另一个反应釜中;
I,搅拌,高速28 rpm 、低速24rmp ,持续搅拌50-60min,关闭搅拌;
j,加入固化剂聚醚胺固化剂D230 和异佛尔酮二胺IPDA ;叔胺促进剂K54 并混合均匀;即得所述乙组分;
k,按标称罐桶,灌桶时冲氮气保护气体。
实施例1(固化体系5708B)
制备甲组分
a,将双酚A型环氧树脂128、环氧稀释剂BDGE,预热到60℃-65℃;
b,将经步骤一预热的双酚A型环氧树脂128、部分环氧稀释剂BDGE加入反应釜;
c,将双酚F型环氧树脂170和低粘度双酚A环氧树脂332依次加入反应釜;
d,开启搅拌器,以24-28rpm的速度搅拌30-40min后停止;
e,加入剩余的环氧稀释剂BDGE,
f,在抽真空的环境下,启动搅拌程序,控制高速28 rpm、低速24rpm ,持续搅拌60-90min,关闭搅拌程序;
g,停止抽真空,将反应釜内恢复常压即得所述甲组分;
步骤二,制备乙组分;
h,将各助剂准确称量,并添加到另一个反应釜中;
I,搅拌,高速28 rpm 、低速24rmp ,持续搅拌50-60min,关闭搅拌;
j,加入固化剂聚醚胺固化剂D230 和异佛尔酮二胺IPDA ;叔胺促进剂K54 10%并混合均匀;即得所述乙组分;
k,按标称罐桶,灌桶时冲氮气保护气体。
实施例2 固化体系5708B1
a,将双酚A型环氧树脂128、环氧稀释剂BDGE,预热到60℃-65℃;
b,将经步骤一预热的双酚A型环氧树脂128、部分环氧稀释剂BDGE加入反应釜;
c,将双酚F型环氧树脂170和低粘度双酚A环氧树脂332依次加入反应釜;
d,开启搅拌器,以24-28rpm的速度搅拌30-40min后停止;
e,加入剩余的环氧稀释剂BDGE,
f,在抽真空的环境下,启动搅拌程序,控制高速28 rpm、低速24rpm ,持续搅拌60-90min,关闭搅拌程序;
g,停止抽真空,将反应釜内恢复常压即得所述甲组分;
步骤二,制备乙组分;
h,将各助剂准确称量,并添加到另一个反应釜中;
I,搅拌,高速28 rpm 、低速24rmp ,持续搅拌50-60min,关闭搅拌;
j,加入固化剂聚醚胺固化剂D230 和异佛尔酮二胺IPDA ;叔胺促进剂K54 6%并混合均匀;即得所述乙组分;
k,按标称罐桶,灌桶时冲氮气保护气体。
实施例3固化体系5708B2
a,将双酚A型环氧树脂128、环氧稀释剂BDGE,预热到60℃-65℃;
b,将经步骤一预热的双酚A型环氧树脂128、部分环氧稀释剂BDGE加入反应釜;
c,将双酚F型环氧树脂170和低粘度双酚A环氧树脂332依次加入反应釜;
d,开启搅拌器,以24-28rpm的速度搅拌30-40min后停止;
e,加入剩余的环氧稀释剂BDGE,
f,在抽真空的环境下,启动搅拌程序,控制高速28 rpm、低速24rpm ,持续搅拌60-90min,关闭搅拌程序;
g,停止抽真空,将反应釜内恢复常压即得所述甲组分;
步骤二,制备乙组分;
h,将各助剂准确称量,并添加到另一个反应釜中;
I,搅拌,高速28 rpm 、低速24rmp ,持续搅拌50-60min,关闭搅拌;
j,加入固化剂聚醚胺固化剂D230 和异佛尔酮二胺IPDA ;叔胺促进剂K54 5%并混合均匀;即得所述乙组分;
k,按标称罐桶,灌桶时冲氮气保护气体。
实施例4固化体系5708B3
a,将双酚A型环氧树脂128、环氧稀释剂BDGE,预热到60℃-65℃;
b,将经步骤一预热的双酚A型环氧树脂128、部分环氧稀释剂BDGE加入反应釜;
c,将双酚F型环氧树脂170和低粘度双酚A环氧树脂332依次加入反应釜;
d,开启搅拌器,以24-28rpm的速度搅拌30-40min后停止;
e,加入剩余的环氧稀释剂BDGE,
f,在抽真空的环境下,启动搅拌程序,控制高速28 rpm、低速24rpm ,持续搅拌60-90min,关闭搅拌程序;
g,停止抽真空,将反应釜内恢复常压即得所述甲组分;
步骤二,制备乙组分;
h,将各助剂准确称量,并添加到另一个反应釜中;
I,搅拌,高速28 rpm 、低速24rmp ,持续搅拌50-60min,关闭搅拌;
j,加入固化剂聚醚胺固化剂D230 和异佛尔酮二胺IPDA ;叔胺促进剂K54 2% 并混合均匀;即得所述乙组分;
k,按标称罐桶,灌桶时冲氮气保护气体。
四个实施例测试结果见下列各表