CN115304886A - 用于vartm法成型的环氧树脂预聚体及制备方法和纤维增强环氧树脂复合材料及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体及制备方法和纤维增强环氧树脂复合材料及应用，涉及复合材料技术领域。本发明提供的用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体包括以下质量份数的制备原料：环氧树脂80～120份，聚醚胺固化剂30～100份，单环氧基活性稀释剂10～100份，偶联剂表面改性赤泥10～100份，硅油类消泡剂0.5～1.5份。本发明通过各组分共同作用并严格控制各组分用量，使提供的环氧树脂预聚体粘度较低，可室温固化，适用于VARTM成型；且以所述环氧树脂预聚体作为环氧树脂基体，采用VARTM法得到的纤维增强环氧树脂复合材料在具有优异的力学性能的同时具备高硬度，可用于风电叶片领域应用。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，特别涉及一种用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体及制备方法和纤维增强环氧树脂复合材料及应用。
背景技术
真空辅助树脂传递模塑法(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding，即VARTM法)是一种应用广泛的纤维增强热固性树脂复合材料成型工艺，其原理为通过真空负压将树脂基体引入预制真空模具，并将纤维织物均匀且致密地完全浸渍。与其他纤维复合材料成型方法相比，真空辅助树脂传递模塑法具备生产成本低、制备产品结构复杂度高、可制备体积较大单体产品的优势。现今该种成型方式已被广泛应用于风电叶片、玻璃钢船体、车辆零部件等大体积复杂产品的成型加工。
然而，由于真空负压引导法的天然限制，VARTM成型法对复合材料使用的树脂预聚体粘度有着苛刻的要求，室温下其粘度需小于800cps。并且，成型较大尺寸产品时，也要求树脂基体可室温固化。上述要求极大的增加了环氧树脂预聚体的设计难度。尤其是对于成型风电叶片这类材料还要重点关注其硬度指标，硬度是影响该类材料耐冲蚀性能、耐刮擦性能与耐磨性能的重要因素。目前，还难以通过VARTM成型法获得高硬度的纤维增强热固性树脂复合材料。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体及制备方法和纤维增强环氧树脂复合材料及应用。本发明提供的环氧树脂预聚体适用于VARTM法室温成型，且获得的纤维增强环氧树脂复合材料具有高硬度。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体，包括以下质量份数的制备原料：
优选地，所述环氧树脂包括环氧树脂E-54、环氧树脂E-51和环氧树脂E-44中的一种或几种；所述聚醚胺固化剂包括聚醚胺固化剂ZD-123、聚醚胺固化剂ZD-140和聚醚胺固化剂ZT-143中的一种或几种。
优选地，所述单环氧基活性稀释剂包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯基缩水甘油醚和正丁基缩水甘油醚中的一种或几种。
优选地，所述偶联剂表面改性赤泥的制备方法包括以下步骤：
将赤泥、有机酸与水混合，依次进行脱碱处理和沉降分离处理，得到脱碱赤泥；
将所述脱碱赤泥、第一偶联剂、第二偶联剂与有机溶剂混合，进行改性处理，得到偶联剂表面改性赤泥；所述第一偶联剂为硅烷类偶联剂、铝酸酯类偶联剂和钛酸酯类偶联剂中的至少一种，所述第二偶联剂为氨基偶联剂。
优选地，所述环氧树脂预聚体的25℃粘度为400～600cps。
本发明提供了以上技术方案所述用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体的制备方法，包括以下步骤：
将环氧树脂、聚醚胺固化剂、单环氧基活性稀释剂、偶联剂表面改性赤泥和硅油类消泡剂混合，得到所述用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体。
本发明还提供了一种纤维增强环氧树脂复合材料，采用VARTM法将玻璃纤维织物浸渍环氧树脂预聚体后经室温固化而得；所述环氧树脂预聚体为以上技术方案所述环氧树脂预聚体或以上技术方案所述制备方法制备得到的环氧树脂预聚体。
优选地，所述VARTM法的真空度为0.05～0.2MPa；所述室温固化的时间为72～168h。
优选地，所述纤维增强环氧树脂复合材料的维氏硬度为25.9～105.6HV5。
本发明提供了以上技术方案所述纤维增强环氧树脂复合材料在风电叶片领域中的应用。
本发明提供了一种用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体，包括以下质量份数的制备原料：环氧树脂80～120份，聚醚胺固化剂30～100份，单环氧基活性稀释剂10～100份，偶联剂表面改性赤泥10～100份，硅油类消泡剂0.5～1.5份。本发明采用环氧树脂和聚醚胺固化剂组成的固化体系，可在室温固化，且粘度较低，适宜用于VARTM成型工艺；但聚醚胺固化剂因其柔性长链结构致使以该固化剂体系制备的复合材料硬度较低，本发明采用偶联剂表面改性赤泥作为填料，依靠偶联剂表面改性赤泥自身的高模量以及其对环氧树脂与玻璃纤维作用力的增强来提高复合材料的硬度。然而改性赤泥的加入会导致树脂预聚体粘度的升高和基体脆性的增加，本发明采用稀释效果较佳的单环氧基团稀释剂来有效降低环氧树脂预聚体的粘度，并且可以起到降低交联密度，达到增韧平衡的作用，以保证复合材料具有较好的力学性能。本发明通过各组分共同作用并严格控制各组分的用量，使提供的环氧树脂预聚体粘度较低，可室温固化，适用于VARTM成型法；且以所述环氧树脂预聚体作为环氧树脂基体，采用VARTM法得到的纤维增强环氧树脂复合材料在具有优异的力学性能的同时具备高硬度。
实施例结果表明，本发明提供的环氧树脂预聚体的粘度为456.8～529.5cps(25℃)，以本发明提供的环氧树脂预聚体作为环氧树脂基体，采用VARTM法得到的纤维增强环氧树脂复合材料的拉伸强度为443.9～482.9MPa，弯曲强度为362.5～399.7MPa，维氏硬度为25.9～105.6HV5。
附图说明
图1为常用的VARTM法模具结构示意图；
图2为实施例1制备的纤维增强环氧树脂复合材料的拉伸测试断面SEM图；
图3为实施例1制备的纤维增强环氧树脂复合材料的弯曲测试断面SEM图，图3中(a)为复合材料弯曲失效面的小放大倍数扫描电镜图，(b)为玻璃纤维断裂的大放大倍数扫描电镜图，(c)为复合材料弯曲失效面的层间断裂位置扫描电镜图。
具体实施方式
本发明提供了一种用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体，包括以下质量份数的制备原料：
在本发明中，若无特别说明，所涉及原材料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
下面先对偶联剂表面改性赤泥进行说明。
在本发明中，所述偶联剂表面改性赤泥材料的制备方法优选包括以下步骤：
将赤泥、有机酸与水混合，依次进行脱碱处理和沉降分离处理，得到脱碱赤泥；
将所述脱碱赤泥、第一偶联剂、第二偶联剂与有机溶剂混合，进行改性处理，得到偶联剂表面改性赤泥；所述第一偶联剂为硅烷类偶联剂、铝酸酯类偶联剂和钛酸酯类偶联剂中的至少一种，所述第二偶联剂为氨基偶联剂。
本发明将赤泥、有机酸与水混合，依次进行脱碱处理和沉降分离处理，得到脱碱赤泥。赤泥是一种具有强碱性的矿渣，其是铝矿冶炼过程中的主要副产物，主要由SiO2、CaO、Al2O3、TiO2、Na2O、Fe2O3组成。本发明对所述赤泥(RM)的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知来源的赤泥即可，在本发明的实施例中，具体可以为联合法冶铝工艺中产生的赤泥。在本发明中，联合法冶铝工艺中产生的赤泥多为黄赤泥与黑赤泥混合形成的棕赤泥，其中，黄赤泥中S2-的含量较低(<0.1wt％)，颗粒尺寸较小，亲水性较强，在水中分散性能更佳；黑赤泥中S2-含量较高(>0.25wt％)，S2-的存在极大程度上促进了FeO与FeS的结晶与晶体生长，进而使赤泥颗粒较大，表面亲水基团较少，且多呈电中性，在水中分散性差；当赤泥中S2+含量处于0.1～0.25wt％范围内时，赤泥多为黄赤泥与黑赤泥的混合物，其颜色呈棕色，即为棕赤泥。本发明首先通过有机酸脱碱与沉降分离法对棕赤泥进行脱碱与粒径分离，得到脱碱赤泥(即脱碱的黄赤泥)。随后通过共价键表面改性法，在脱碱赤泥的基础上制备了具有氨基结构的高分散性赤泥。
在本发明中，所述赤泥在使用前优选进行粉碎处理，然后过100目筛网，将筛下所得赤泥进行脱碱处理；本发明对所述粉碎处理的具体操作方法没有特殊限定，能够得到所需粒度的赤泥即可，在本发明的实施例中，具体是将赤泥加入固体粉碎机中，在23000rpm转速条件下进行高速粉碎处理。
在本发明中，所述有机酸优选包括乙酸、草酸、马来酸或硬脂酸；所述赤泥与有机酸的质量比优选为(50～300)：20，更优选为(100～250)：20，进一步优选为(130～230)：20，更进一步优选为(150～200)：20。在本发明中，所述水优选为蒸馏水，所述赤泥与水的用量比优选为(50～300)g：(200～800)mL，更优选为(100～250)g：(300～700)mL，进一步优选为(130～230)g：(400～600)mL，更进一步优选为(150～200)g：(450～550)mL。本发明对所述赤泥、有机酸与水混合的方式没有特殊限定，能够将各组分混合均匀即可。
在本发明中，所述脱碱处理的温度优选为50～130℃，更优选为60～120℃，进一步优选为70～100℃；本发明优选通过油浴锅提供脱碱处理的温度。在本发明中，所述脱碱处理的时间优选为120min。在本发明中，所述脱碱处理优选在机械搅拌条件下进行，所述搅拌的速率优选为100～1000rpm，更优选为200～600rpm，进一步优选为300～500rpm。在本发明中，所述脱碱处理的过程中，赤泥中Na2O与水反应：Na2O+H2O＝2NaOH，这是造成赤泥碱污染的主要原因；同时，NaOH的浓度进一步影响了反应的进程，抑制了Na2O在水中的溶解，这导致单纯的H2O洗涤很难去除Na2O。本发明在有机酸作用下进行脱碱处理，以草酸为例，草酸与Na2O产生的NaOH反应：HOOC-COOH+2NaOH＝NaOOC-COONa+2H2O，可以促进Na2O与水反应，进而增加Na2O溶解性，达到除去Na2O的效果。未经过脱碱处理的赤泥中存在大量Na2O组分，作为改性填料应用于环氧树脂基体时较高的碱性会起到促进剂的作用，促进固化时间的缩短，从而导致环氧树脂基体适用期的缩短；另一方面Na2O吸潮性较强，且在湿润环境下会分解为NaOH，这也严重限制了存在赤泥组分的复合材料在湿度较高的使用环境下的应用；因此当赤泥作为填料应用于环氧树脂材料时需要首先进行脱碱处理。
在本发明中，所述沉降分离处理优选包括：将脱碱处理后所得体系依次进行分散和静置，将静置后所得上层分散液进行固液分离，所得固体物料为脱碱赤泥。在本发明中，所述分散的温度优选为50～90℃，更优选为60～80℃，进一步优选为65～75℃；在本发明中，所述分散的温度优选低于所述脱碱处理的温度，具体的，所述脱碱处理与分散的温度差值优选为5～30℃，更优选为10～20℃；所述分散的时间优选为2～5min；所述分散优选在玻璃棒搅拌条件下进行。在本发明中，所述分散优选是将脱碱处理后所得体系降温5～30℃，在玻璃棒搅拌条件下进行分散2～5min。本发明优选在上述条件下进行分散，能够调控脱碱处理后所得体系的粘度，有利于控制大颗粒赤泥与小颗粒赤泥的沉降速率，进而选择合适的沉降时间将以上两种赤泥分离。在本发明中，所述静置的时间优选为1～10min，更优选为2～5min，更优选为3min；本发明通过静置使体系分层，其中上层分散液呈黄色，即分散有小颗粒的黄赤泥；下层固液混合料含有大颗粒赤泥。
在本发明中，所述沉降分离处理的次数优选为1～10次，更优选为3～7次，进一步优选为5～6次。当所述沉降分离处理的次数≥2次时，本发明优选按照上述方式将脱碱处理后所得体系依次进行分散和静置后，将下层固液混合料加水稀释，之后按照上述方式将所得体系依次进行分散和静置，以此循环，实现多次沉降分离处理。
最后一次静置后，本发明将所得上层分散液进行固液分离，所得固体物料为脱碱赤泥。在本发明中，可以将每次静置后所得上层分散液分别进行固液分离，也可以将每次静置后所得上层分散液合并后再进行固液分离，本发明对此不作特殊限定。本发明对所述固液分离的方式没有特殊限定，具体可以为过滤。
本发明优选将固液分离后所得固体物料依次进行干燥和粉碎，得到脱碱赤泥。在本发明中，所述干燥的温度优选为100～200℃，更优选为120～150℃；时间优选为10～15h，更优选为12h。
得到脱碱赤泥后，本发明将所述脱碱赤泥、第一偶联剂、第二偶联剂与有机溶剂混合，进行改性处理，得到偶联剂表面改性赤泥材料；所述第一偶联剂为硅烷类偶联剂、铝酸酯类偶联剂和钛酸酯类偶联剂中的至少一种，所述第二偶联剂为氨基偶联剂。在本发明中，所述硅烷类偶联剂优选包括正辛基三乙氧基硅烷(SCA-K08E)，所述铝酸酯类偶联剂优选包括异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯(ACA-K30)，所述钛酸酯类偶联剂优选包括异丙氧基三硬脂酸酰氧基钛酸酯(TCA-KTTT)或异丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯(TCA-K44)；所述氨基偶联剂优选包括3-氨丙基三乙氧基硅烷(SCA-A10E)、3-脲丙基三甲氧基硅烷(SCA-U60M)或异丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯(TCA-K44)；所述脱碱赤泥与第一偶联剂、第二偶联剂的质量比优选为(50～300)：(0.2～2)：(0.2～2)。在本发明中，所述有机溶剂优选包括乙醇、异丙醇、四氢呋喃或N,N-二甲基甲酰胺。在本发明中，所述第一偶联剂和第二偶联剂之和与有机溶剂的质量比优选为1：(1～4)。在本发明中，所述脱碱赤泥、第一偶联剂、第二偶联剂与有机溶剂混合的方式优选为将第一偶联剂与部分有机溶剂混合，得到第一偶联剂溶液；将第二偶联剂与剩余有机溶剂混合，得到第二偶联剂溶液；将所述第一偶联剂溶液与第二偶联剂溶液分别喷洒于脱碱赤泥上进行搅拌混合；所述搅拌混合时搅拌的速率优选为20000～30000rpm，更优选为25000rpm，搅拌的时间优选为1～20min，更优选为10～15min。
在本发明中，所述改性处理的温度优选为90～150℃，更优选为100～130℃；时间优选为2h。在本发明中，所述改性处理过程中，第一偶联剂与第二偶联剂在有机溶剂的作用下均匀分散在脱碱赤泥的表面，并与脱碱赤泥实现偶联，最终得到氨基化脱碱赤泥材料，即偶联剂表面改性赤泥；具体的，硅烷类偶联剂更有利于偶联在SiO2表面，钛酸酯类偶联剂与铝酸酯类偶联剂更有利于偶联在Fe2O3、TiO2、ZnO以及Al2O3表面。
下面对本发明提供的用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体进行说明。
以质量分数计，本发明提供的用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体的制备原料包括环氧树脂80～120份，优选为100份。在本发明中，所述环氧树脂优选包括环氧树脂E-54、环氧树脂E-51和环氧树脂E-44中的一种或几种；所述环氧树脂为低粘度双酚A型环氧树脂，力学性能优异。
以所述环氧树脂的质量份数为基准，本发明提供的用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体的制备原料包括聚醚胺固化剂30～100份，优选为30～65份，更优选为40～65份，进一步优选为40.5份。在本发明中，所述聚醚胺固化剂优选包括聚醚胺固化剂ZD-123、聚醚胺固化剂ZD-140和聚醚胺固化剂ZT-143中的一种或几种；所述聚醚胺固化剂均由淄博正大聚氨酯有限公司提供。本发明采用环氧树脂和聚醚胺固化剂组成固化体系，该固化体系可在室温固化，且粘度较低，适宜用于VARTM成型工艺。
以所述环氧树脂的质量份数为基准，本发明提供的用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体的制备原料包括偶联剂表面改性赤泥10～100份，优选为15～50份，更优选为25～35份，进一步优选为28.3份。环氧树脂和聚醚胺固化剂组成的固化体系制备的复合材料硬度较低，本发明采用偶联剂表面改性赤泥作为填料，依靠偶联剂表面改性赤泥自身的高模量以及其对环氧树脂与玻璃纤维间作用力的增强来提高复合材料的硬度。
以所述环氧树脂的质量份数为基准，本发明提供的用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体的制备原料包括单环氧基活性稀释剂10～100份，优选为15～50份，更优选为25～30份，进一步优选为25份。在本发明中，所述单环氧基活性稀释剂优选包括甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、苯基缩水甘油醚(PGE)和正丁基缩水甘油醚(BGE)中的一种或几种。在本发明中，所述赤泥的加入会导致复合材料基体脆性增加，进而导致复合材料力学性能的下降；本发明采用稀释效果较佳的单环氧基团稀释剂来有效降低环氧树脂预聚体的粘度，并且可以起到降低交联密度，达到增韧平衡的作用，以保证复合材料具有较好的力学性能。
以所述环氧树脂的质量份数为基准，本发明提供的用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体的制备原料包括硅油类消泡剂0.5～1.5份，优选为0.9份。在本发明实施例中，所述硅油类消泡剂优选为硅油类消泡剂W-0506，由海明斯德谦公司提供。
在本发明中，所述环氧树脂预聚体的25℃粘度优选为400～600cps。
本发明通过各组分共同作用并严格控制各组分的用量，使提供的环氧树脂预聚体粘度较低，可室温固化，适用于VARTM成型法；且在具有优异的力学性能的同时具备高硬度。
本发明提供了以上技术方案所述用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体的制备方法，包括以下步骤：
将环氧树脂、聚醚胺固化剂、单环氧基活性稀释剂、偶联剂表面改性赤泥和硅油类消泡剂混合，得到所述用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体。
在所述混合前，优选将所述环氧树脂在100℃、真空条件下进行干燥，所述干燥的时间优选为12h；通过所述干燥将环氧树脂中的水分除去。在本发明中，所述混合优选采用高速分散机进行高速分散混合，所述高速分散机的转速优选为3000rpm，高速分散混合的时间优选为5min。所述混合后，本发明还优选将所得混合物料依次进行研磨和脱泡。在本发明中，所述研磨优选在三辊研磨机中进行，包括依次进行的第一研磨和第二研磨，所述第一研磨优选将混合物料研磨至粒径30μm以下，具体是将三辊研磨机的辊距调整为30μm；所述第二研磨优选将第一次研磨后的混合物料研磨至粒径15μm以下，具体是将三辊研磨机的辊距调整为15μm。本发明通过所述研磨避免环氧树脂预聚体体系中存在较大的偶联剂表面改性赤泥颗粒，从而避免在VARTM法成型的过程中堵塞导流通道，导致树脂浸渍过程缓慢，进而影响环氧树脂预聚体的工艺性能。在本发明中，所述脱泡优选为真空脱泡，例如可以在真空烘箱中进行，本发明对所述真空脱泡的真空度没有特别的要求；所述脱泡在室温下进行即可。
本发明还提供了一种纤维增强环氧树脂复合材料，采用VARTM法将玻璃纤维织物浸渍环氧树脂预聚体后经室温固化而得；所述环氧树脂预聚体为以上技术方案所述环氧树脂预聚体或以上技术方案所述制备方法制备得到的环氧树脂预聚体。本发明对所述玻璃纤维织物没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的玻璃纤维织物即可，在本发明实施例中，优选为S系玻璃纤维布，具体为0°方向的平纹S系玻璃纤维SW210A-92a布。在使用前，本发明优选将所述玻璃纤维织物依次进行煅烧、洗涤和干燥；所述煅烧的温度优选为300～380℃，更优选为350～375℃，时间优选为20～60min，更优选为20～50min，所述煅烧优选在烧结炉中进行；所述洗涤优选将煅烧后的玻璃纤维织物冷却至室温后浸泡于乙醇中进行超声洗涤，所述超声洗涤的时间优选为20min；所述干燥的温度优选为120℃，时间优选为2h，以除去玻璃纤维织物中吸附的溶剂；干燥后的玻璃纤维织物置于装有干燥剂的干燥器中备用。玻璃纤维在生产过程中会使用浸润剂，以达到在纺丝过程中降低摩擦力的作用，而浸润剂的存在会提高或降低特定树脂基体在玻璃纤维表面的浸润性，同时不同厂家的浸润剂与工艺不同，这导致不同厂家生产的玻璃纤维织物对不同树脂的浸润性存在一定差异；本发明使用煅烧工艺通过高温分解-碳化浸润剂，消除浸润剂所带来的影响。
本发明对所述VARTM法采用的模具没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的VARTM法模具即可，图1为常用的VARTM法模具结构示意图。图1中，真空布一般为尼龙薄膜，通过真空密封胶带将真空布与玻璃板粘结能够形成真空袋模具，构建真空空间；树脂注入管一般为PP管材，其入口为树脂注入口，通过树脂注入口经树脂注入管导入树脂；真空管一般为PP管材，其入口为真空导流口，所述真空导流口与隔膜真空泵相连接，为模具提供真空度；树脂注入螺旋导流管和真空螺旋导流管为具备螺旋孔洞的PP管材，在浸渍过程中分别促进树脂均匀流动和真空度均匀分散；导流网一般为高密度聚乙烯编制的网状结构物，起到为树脂创造流动通道，促进树脂浸润的作用；玻璃纤维置于玻璃板上、表面覆有脱模布，脱模布一般为聚酯织物，用于降低环氧树脂与模具之间的粘结性，方便复合材料的脱模。使用该模具时，包括真空预处理阶段和真空浸渍阶段。在本发明中，所述真空预处理阶段的操作具体为：将真空布、脱模布、导流网裁剪至与玻璃纤维织物匹配的大小，按照图1所示结构将真空布、脱模布、导流网和玻璃纤维织物通过真空密封胶带粘结密封于玻璃板上方；随后，将树脂注入管阀门关闭，打开真空管阀门，并将真空导流口与隔膜真空泵通过橡胶管相连接，打开隔膜真空泵，将真空负压控制在目标值，同时通过超声真空捡漏器寻找气体泄露点，并将模具气体泄露点用真空胶带封堵；之后依次关闭真空管阀门和隔膜真空泵。通过所述真空预处理能够保证后续树脂浸渍玻璃纤维织物的均匀性。在本发明中，所述真空浸渍阶段的具体操作为：将完成真空预处理的VARTM模具的真空管的真空导流口端接通隔膜真空泵，树脂注入口端接通环氧树脂预聚体，开启隔膜真空泵后打开真空管与树脂导流管阀门，环氧树脂预聚体在真空负压引导下由树脂注入管导引至模具腔内浸渍置于腔内的玻璃纤维织物，直至玻璃纤维织物完全被环氧树脂预聚体浸渍；然后关闭树脂注入管及真空管的阀门与隔膜真空泵，保持模具腔内负压将模具置于室温环境固化。
在本发明中，所述VARTM法的真空度优选为0.05～0.2MPa，更优选为0.08MPa；所述室温固化的时间优选为72～168h，更优选为120h。
在本发明中，所述纤维增强环氧树脂复合材料的维氏硬度优选为25.9～105.6HV5。
本发明提供了以上技术方案所述纤维增强环氧树脂复合材料在风电叶片领域中的应用。本发明提供的纤维增强环氧树脂复合材料在具有优异的力学性能的同时具备高硬度，能够在风电叶片领域中应用。
下面结合实施例对本发明提供的用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体及制备方法和纤维增强环氧树脂复合材料及应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
各个实施例中，环氧树脂E-54由南通星辰合成材料有限公司提供，甲基丙烯酸缩水甘油酯由上海麦克林生化科技有限公司提供，聚醚胺固化剂ZD-123由淄博正大聚氨酯有限公司提供，硅油类消泡剂W-0506由海明斯德谦公司提供。
实施例1
一种用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体，制备方法如下：
(1)赤泥(RM)的脱碱与沉降分离
将160g赤泥(RM)加入固体粉碎机中，在23000rpm转数下高速粉碎，随后将粉碎后RM过100目筛网；将过筛后RM转移入圆底烧瓶中，加入600mL蒸馏水与20g草酸，在1000rpm机械搅拌条件下，控制油浴锅反应温度为80℃，反应120min；随后，将所得赤泥分散液温度降至60℃，通过玻璃棒搅拌使赤泥再一次分散；最后将赤泥分散液静置3min，取上层黄色分散液，通过抽滤得到RM滤饼，以完成沉降分离。反复重复以上沉降分离步骤5次。最后将得到的RM滤饼于120℃烘箱中干燥过夜，经粉碎机再次粉碎，制得小颗粒脱碱赤泥。
(2)偶联剂表面改性RM的制备
将100g经步骤(1)处理过后的脱碱RM于粉碎机中，通过喷壶将1.9g钛酸酯类偶联剂(同时作为氨基偶联剂)异丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯(TCA-K44)的异丙醇溶液(按质量比，TCA-K44:异丙醇＝1：4)与3.8g铝酸酯类偶联剂异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯(ACA-K30)的异丙醇溶液(按质量比，ACA-K30:异丙醇＝1：4)喷洒进入粉碎机中，并不断搅拌RM，将其初步混合均匀，再通过粉碎机以25000rpm的速度高速搅拌15min，以确保偶联剂充分分散于RM表面。随后将混合均匀的反应体系放入烘箱中120℃反应2h，得到油溶性小颗粒赤泥，即偶联剂表面改性赤泥。
(3)环氧树脂预聚体的制备
通过电子天平将100g 100℃真空干燥过夜的环氧树脂E-54、25g活性稀释剂甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、40.5g聚醚胺固化剂ZD-123、28.3g偶联剂表面改性赤泥、0.9g硅油类消泡剂W-0506称量于烧杯中，使用高速分散机3000rpm高速分散5min，随后使用三辊研磨机调整辊距为30μm、15μm，进行两次研磨分散。将研磨分散后的混合物料于真空烘箱中室温脱泡5min，得到环氧树脂预聚体，将其存放于低温环境以备后用。
一种纤维增强环氧树脂复合材料，制备方法如下：
(1)玻璃纤维预处理
首先，通过裁刀将平纹S系玻纤SW210A-92a布裁剪为300mm*200mm尺寸，并通过烧结炉将裁剪后玻璃纤维布在350℃下煅烧30min，并将冷却至室温后的玻璃纤维布浸泡于乙醇中，超声洗涤20min。将洗涤后的玻璃纤维布在120℃的烘箱中干燥2h，以除去玻璃纤维中吸附的溶剂，将烘干后的玻璃纤维存放于备有干燥剂的干燥器中，以备后用。
(2)VARTM成型模具准备
取10张处理后玻璃纤维布，并将所需60μm厚尼龙薄膜(真空布)、聚酯脱模布、导流网裁剪至与玻璃纤维布匹配大小，按照图1所示结构将上述材料通过真空胶带密封于玻璃板上方。随后，将树脂注入管阀门关闭，打开真空管阀门，并将真空导流口与隔膜真空泵通过橡胶管相连接。打开隔膜真空泵，将真空度控制在0.08MPa，同时通过超声真空捡漏器寻找气体泄露点，并将模具气体泄露点用真空胶带封堵。最后，先关闭真空管阀门，后关闭隔膜真空泵。通过上述方法组装VARTM模具以备后用。
(3)通过VARTM法成型纤维增强环氧树脂复合材料
将准备好的VARTM模具真空管端接通隔膜真空泵，树脂注入口端接通环氧树脂预聚体，开启隔膜真空泵后打开真空管与树脂注入管阀门，观察环氧树脂预聚体在真空负压(真空度0.08MPa)引导下浸渍玻璃纤维布，直至玻璃纤维布完全被预聚体浸渍，关闭阀门与隔膜真空泵，将模具置于室温环境固化120h。最后，将得到的2mm厚纤维增强环氧树脂复合材料片从模具中脱出，并通过台面锯切割为250mm*12.5mm*2mm的拉伸样条、80mm*15mm*2mm的弯曲样条以及60mm*15mm*2mm的维氏硬度样条。将拉伸样条通过504环氧树脂胶粘贴垫片、维氏硬度样条通过1000目砂纸抛光，依照国家标准GB/T 3354-2014、GB/T 1449-2005、GB/T 4340.1-2009对复合材料的抗拉性能、抗弯曲性能与维氏硬度进行测试，测试结果见表1：
表1实施例1制备的纤维增强环氧树脂复合材料的性能
图2是实施例1制备的纤维增强环氧树脂复合材料的拉伸测试断面SEM图，显示该复合材料拉伸断裂中拔出玻璃纤维的微观形貌，通过观察纤维表面结构，发现玻璃纤维表面粘附有碎裂的树脂基体，这说明在赤泥的作用下玻璃纤维与树脂基体间的相互作用力得到了一定增强，同时拉伸断裂时较高的模量导致树脂基体更易断裂。
图3是实施例1制备的纤维增强环氧树脂复合材料的弯曲测试断面SEM图，显示该复合材料弯曲失效面玻璃纤维的微观形貌。通过图3中(a)(尺度500μm)为复合材料弯曲失效面的小放大倍数扫描电镜图，可看出该复合材料弯曲失效时玻璃纤维布断裂与环氧树脂基体层间断裂均有发生，这说明赤泥的加入有效的增强了环氧树脂基体与玻璃纤维间的界面相互作用力，同时赤泥的加入在提高树脂基体模量的同时也导致层间基体的韧性降低，进而导致层间裂纹的增长。图3中(b)(尺度50μm)为玻璃纤维断裂的大放大倍数扫描电镜图，从中可看出树脂与纤维界面结合作用良好。图3中(c)(尺度50μm)为复合材料弯曲失效面的层间断裂位置扫描电镜图，也表明树脂基体的撕裂失效。
实施例2
一种用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体，制备方法如下：
(1)赤泥(RM)的脱碱与沉降分离同实施例1。
(2)偶联联剂表面改性RM的制备同实施例1。
(3)环氧树脂预聚体的制备
通过电子天平将100g 100℃真空干燥过夜的环氧树脂E-51、30g活性稀释剂苯基缩水甘油醚(PGE)、63.2g聚醚胺固化剂ZD-140、16.5g偶联剂表面改性赤泥、0.9g硅油类消泡剂W-0506称量于烧杯中，使用高速分散机3000rpm高速分散5min，随后使用三辊研磨机调整辊距为30μm、15μm，进行两次研磨分散。将研磨分散后的混合物料于真空烘箱中室温脱泡5min，得到环氧树脂预聚体，将其存放于低温环境以备后用。
一种纤维增强环氧树脂复合材料，制备方法如下：
(1)玻璃纤维预处理
首先，通过裁刀将平纹S系玻纤SW210A-92a布裁剪为300mm*200mm尺寸，并通过烧结炉将裁剪后玻璃纤维布在350℃下煅烧30min，并将冷却至室温后的玻璃纤维布浸泡于乙醇中，超声洗涤20min。将洗涤后的玻璃纤维布在120℃的烘箱中干燥2h，以除去玻璃纤维中吸附的溶剂，将烘干后的玻璃纤维存放于备有干燥剂的干燥器中，以备后用。
(2)VARTM成型模具准备
取10张处理后玻璃纤维布，并将所需60μm厚尼龙薄膜、聚酯脱模布、导流网裁剪至与玻璃纤维布匹配大小，并按照图1所示结构将上述材料通过真空胶带密封于玻璃板上方。随后，将树脂注入管阀门关闭，打开真空管阀门，并将真空导流口与隔膜真空泵通过橡胶管相连接。打开隔膜真空泵，将真空度控制在0.08MPa，同时通过超声真空捡漏器寻找气体泄露点，并将模具气体泄露点用真空胶带封堵。最后，先关闭真空管阀门，后关闭隔膜真空泵。通过上述方法准备VARTM模具以备后用。
(3)通过VARTM法成型纤维增强环氧树脂复合材料
将准备好的VARTM模具真空管端接通隔膜真空泵，树脂注入口端接通环氧树脂预聚体，开启隔膜真空泵后打开真空管与树脂注入管阀门，观察树脂在真空负压(真空度0.08MPa)引导下浸渍玻璃纤维布，直至玻璃纤维布完全被预聚体浸渍，关闭阀门与隔膜真空泵，将模具置于室温环境固化120h。最后，将得到的2mm厚复纤维增强环氧树脂复合材料片从模具中脱出，并通过台面锯切割为250mm*12.5mm*2mm的拉伸样条、80mm*15mm*2mm的弯曲样条以及60mm*15mm*2mm的维氏硬度样条。将拉伸样条通过504环氧树脂胶粘贴垫片、维氏硬度样条通过1000目砂纸抛光，依照国家标准GB/T 3354-2014、GB/T 1449-2005、GB/T4340.1-2009对复合材料的抗拉性能、抗弯曲性能与维氏硬度进行测试，测试结果见表2：
表2实施例2制备的纤维增强环氧树脂复合材料的性能
实施例3
一种用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体，制备方法如下：
(1)赤泥(RM)的脱碱与沉降分离同实施例1。
(2)偶联联剂表面改性RM的制备同实施例1。
(3)环氧树脂预聚体的制备
通过电子天平将100g 100℃真空干燥过夜的环氧树脂E-51、15g活性稀释剂甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、30.5g聚醚胺固化剂ZD-123、33.3g偶联剂表面改性赤泥、0.9g硅油类消泡剂W-0506称量于烧杯中，使用高速分散机3000rpm高速分散5min，随后使用三辊研磨机调整辊距为30μm、15μm，进行两次研磨分散。将研磨分散后的混合物料于真空烘箱中室温脱泡5min，得到环氧树脂预聚体，将其存放于低温环境以备后用。
一种纤维增强环氧树脂复合材料，制备方法如下：
(1)玻璃纤维预处理
首先，通过裁刀将平纹S系玻纤SW210A-92a布裁剪为300mm*200mm尺寸，并通过烧结炉将裁剪后玻璃纤维布在350℃下煅烧30min，并将冷却至室温后的玻璃纤维布浸泡于乙醇中，超声洗涤20min。将洗涤后的玻璃纤维布在120℃的烘箱中干燥2h，以除去玻璃纤维中吸附的溶剂，将烘干后的玻璃纤维存放于备有干燥剂的干燥器中，以备后用。
(2)VARTM成型模具准备
取10张处理后玻璃纤维布，并将所需60μm厚尼龙薄膜、聚酯脱模布、导流网裁剪至与玻璃纤维布匹配大小，并按照图1所示结构将上述材料通过真空胶带密封于玻璃板上方。随后，将树脂注入管阀门关闭，打开真空管阀门，并将真空导流口与隔膜真空泵通过橡胶管相连接。打开隔膜真空泵，将真空度控制在0.08MPa，同时通过超声真空捡漏器寻找气体泄露点，并将模具气体泄露点用真空胶带封堵。最后，先关闭真空管阀门，后关闭隔膜真空泵。通过上述方法准备VARTM模具以备后用。
(3)通过VARTM法成型纤维增强环氧树脂复合材料
将准备好的VARTM模具真空管端接通隔膜真空泵，树脂注入口端接通环氧树脂预聚体，开启隔膜真空泵后打开真空管与树脂注入管阀门，观察树脂在真空负压(真空度0.08MPa)引导下浸渍玻璃纤维布，直至玻璃纤维布完全被预聚体浸渍，关闭阀门与隔膜真空泵，将模具置于室温环境固化120h。最后，将得到的2mm厚纤维增强环氧树脂复合材料片从模具中脱出，并通过台面锯切割为250mm*12.5mm*2mm的拉伸样条、80mm*15mm*2mm的弯曲样条以及60mm*15mm*2mm的维氏硬度样条。将拉伸样条通过504环氧树脂胶粘贴垫片、维氏硬度样条通过1000目砂纸抛光，依照国家标准GB/T 3354-2014、GB/T 1449-2005、GB/T4340.1-2009对复合材料的抗拉性能、抗弯曲性能与维氏硬度进行测试，测试结果见表3：
表3实施例3制备的纤维增强环氧树脂复合材料的性能
实施例4
一种用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体，制备方法如下：
(1)赤泥(RM)的脱碱与沉降分离同实施例1。
(2)偶联联剂表面改性RM的制备同实施例1。
(3)环氧树脂预聚体的制备
通过电子天平将100g 100℃真空干燥过夜的环氧树脂E-44、50g活性稀释剂正丁基缩水甘油醚(BGE)、40.5g聚醚胺固化剂ZT-143、18.3g偶联剂表面改性赤泥、0.9g硅油类消泡剂W-0506称量于烧杯中，使用高速分散机3000rpm高速分散5min，随后使用三辊研磨机调整辊距为30μm、15μm，进行两次研磨分散。将研磨分散后的混合物料于真空烘箱中室温脱泡5min，得到环氧树脂预聚体，将其存放于低温环境以备后用。
一种纤维增强环氧树脂复合材料，制备方法如下：
(1)玻璃纤维预处理
首先，通过裁刀将平纹S系玻纤SW210A-92a布裁剪为300mm*200mm尺寸，并通过烧结炉将裁剪后玻璃纤维布在350℃下煅烧30min，并将冷却至室温后的玻璃纤维布浸泡于乙醇中，超声洗涤20min。将洗涤后的玻璃纤维布在120℃的烘箱中干燥2h，以除去玻璃纤维中吸附的溶剂，将烘干后的玻璃纤维存放于备有干燥剂的干燥器中，以备后用。
(2)VARTM成型模具准备
取10张处理后玻璃纤维布，并将所需60μm厚尼龙薄膜、聚酯脱模布、导流网裁剪至与玻璃纤维布匹配大小，并按照图1所示结构将上述材料通过真空胶带密封于玻璃板上方。随后，将树脂注入管阀门关闭，打开真空管阀门，并将真空导流口与隔膜真空泵通过橡胶管相连接。打开隔膜真空泵，将真空度控制在0.08MPa，同时通过超声真空捡漏器寻找气体泄露点，并将模具气体泄露点用真空胶带封堵。最后，先关闭真空管阀门，后关闭隔膜真空泵。通过上述方法准备VARTM模具以备后用。
(3)通过VARTM法成型纤维增强环氧树脂复合材料
将准备好的VARTM模具真空管端接通隔膜真空泵，树脂注入口端接通环氧树脂预聚体，开启隔膜真空泵后打开真空管与树脂注入管阀门，观察树脂在真空负压(真空度0.08MPa)引导下浸渍玻璃纤维布，直至玻璃纤维布完全被预聚体浸渍，关闭阀门与隔膜真空泵，将模具置于室温环境固化120h。最后，将得到的2mm厚纤维增强环氧树脂复合材料片从模具中脱出，并通过台面锯切割为250mm*12.5mm*2mm的拉伸样条、80mm*15mm*2mm的弯曲样条以及60mm*15mm*2mm的维氏硬度样条。将拉伸样条通过504环氧树脂胶粘贴垫片、维氏硬度样条通过1000目砂纸抛光，依照国家标准GB/T 3354-2014、GB/T 1449-2005、GB/T4340.1-2009对复合材料的抗拉性能、抗弯曲性能与维氏硬度进行测试。测试结果见表4：
表4实施例4制备的纤维增强环氧树脂复合材料的性能
对比例1
一种环氧树脂预聚体，制备方法如下：
通过电子天平将100g 100℃真空干燥过夜的环氧树脂预聚体E-54、25g活性稀释剂甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、40.5g聚醚胺固化剂ZD-123、0.9g硅油类消泡剂W-0506称量于烧杯中，使用高速分散机3000rpm高速分散5min，随后将分散后的混合物料于真空烘箱中室温脱泡5min，得到环氧树脂预聚体，将其存放于低温环境以备后用。
一种纤维增强环氧树脂复合材料，制备方法如下：
(1)玻璃纤维预处理
首先，通过裁刀将平纹S系玻纤SW210A-92a布裁剪为300mm*200mm尺寸，并通过烧结炉将裁剪后玻璃纤维布在350℃下煅烧30min，并将冷却至室温后的玻璃纤维布浸泡于乙醇中，超声洗涤20min。将洗涤后的玻璃纤维布在120℃的烘箱中干燥2h，以除去玻璃纤维中吸附的溶剂，将烘干后的玻璃纤维存放于备有干燥剂的干燥器中，以备后用。
(2)VARTM成型模具准备
取10张处理后玻璃纤维布，并将所需60μm厚尼龙薄膜、聚酯脱模布、导流网裁剪至与玻璃纤维布匹配大小，并按照图1所示结构将上述材料通过真空胶带密封于玻璃板上方。随后，将树脂注入管阀门关闭，打开真空管阀门，并将真空导流口与隔膜真空泵通过橡胶管相连接。打开隔膜真空泵，将真空度控制在0.08MPa，同时通过超声真空捡漏器寻找气体泄露点，并将模具气体泄露点用真空胶带封堵。最后，先关闭真空管阀门，后关闭隔膜真空泵。通过上述方法准备VARTM模具以备后用。
(3)通过VARTM法成型环氧树脂复合材料
将准备好的VARTM模具真空管端接通隔膜真空泵，树脂注入口管端接通环氧树脂预聚体，开启隔膜真空泵后打开真空管与树脂注入管阀门，观察树脂在真空负压(真空度0.08MPa)引导下浸渍玻璃纤维布，直至玻璃纤维布完全被预聚体浸渍，关闭阀门与隔膜真空泵，将模具置于室温环境固化120h。最后，将得到的2mm厚纤维增强环氧树脂复合材料片从模具中脱出，并通过台面锯切割为250mm*12.5mm*2mm的拉伸样条、80mm*15mm*2mm的弯曲样条以及60mm*15mm*2mm的维氏硬度样条。将拉伸样条通过504环氧树脂胶粘贴垫片、维氏硬度样条通过1000目砂纸抛光，依照国家标准GB/T 3354-2014、GB/T 1449-2005、GB/T4340.1-2009对复合材料的抗拉性能、抗弯曲性能与维氏硬度进行测试。测试结果见表5：
表5对比例1制备的纤维增强环氧树脂复合材料的性能
对比例2
一种环氧树脂预聚体，制备方法如下：
(1)赤泥(RM)的脱碱与沉降分离同实施例1。
(2)偶联联剂表面改性RM的制备同实施例1。
(3)环氧树脂预聚体的制备
通过电子天平将100g 100℃真空干燥过夜的环氧树脂E-54、40.5g聚醚胺固化剂ZD-123、28.3g偶联剂表面改性赤泥、0.9g硅油类消泡剂W-0506称量于烧杯中，使用高速分散机3000rpm高速分散5min，随后使用三辊研磨机调整辊距为30μm、15μm，进行两次研磨分散。将研磨分散后的混合物料于真空烘箱中室温脱泡5min，得到环氧树脂预聚体，其粘度为1683.7cps(25℃)，粘度过高，VARTM成型过程中树脂难以浸透纤维布，导致复合材料无法无法通过VARTM成型。
对比例3
一种环氧树脂预聚体，制备方法如下：
通过电子天平将100g 100℃真空干燥过夜的环氧树脂E-54、40.5g聚醚胺固化剂ZD-123、0.9g硅油类消泡剂W-0506称量于烧杯中，使用高速分散机3000rpm高速分散5min。将分散后的混合物料于真空烘箱中室温脱泡5min，得到环氧树脂预聚体，将其存放于低温环境以备后用。
一种纤维增强环氧树脂复合材料，制备方法如下：
(1)玻璃纤维预处理
首先，通过裁刀将平纹S系玻纤SW210A-92a布裁剪为300mm*200mm尺寸，并通过烧结炉将裁剪后玻璃纤维布在350℃下煅烧30min，并将冷却至室温后的玻璃纤维布浸泡于乙醇中，超声洗涤20min。将洗涤后的玻璃纤维布在120℃的烘箱中干燥2h，以除去玻璃纤维中吸附的溶剂，将烘干后的玻璃纤维存放于备有干燥剂的干燥器中，以备后用。
(2)VARTM成型模具准备
取10张处理后玻璃纤维布，并将所需60μm厚尼龙薄膜、聚酯脱模布、导流网裁剪至与玻璃纤维布匹配大小，并按照图1所示结构将上述材料通过真空胶带密封于玻璃板上方。随后，将树脂注入管阀门关闭，打开真空管阀门，并将真空导流口与隔膜真空泵通过橡胶管相连接。打开隔膜真空泵，将真空度控制在0.08MPa，同时通过超声真空捡漏器寻找气体泄露点，并将模具气体泄露点用真空胶带封堵。最后，先关闭真空管阀门，后关闭隔膜真空泵。通过上述方法准备VARTM模具以备后用。
(3)通过VARTM法成型纤维增强环氧树脂复合材料
将准备好的VARTM模具真空管端接通隔膜真空泵，树脂注入口端接通环氧树脂预聚体，开启隔膜真空泵后打开真空管与树脂注入管阀门，观察树脂在真空负压(真空度0.08MPa)引导下浸渍玻璃纤维布，直至玻璃纤维布完全被预聚体浸渍，关闭阀门与隔膜真空泵，将模具置于室温环境固化120h。最后，将得到的2mm厚纤维增强环氧树脂复合材料片从模具中脱出，并通过台面锯切割为250mm*12.5mm*2mm的拉伸样条、80mm*15mm*2mm的弯曲样条以及60mm*15mm*2mm的维氏硬度样条。将拉伸样条通过504环氧树脂胶粘贴垫片、维氏硬度样条通过1000目砂纸抛光，依照国家标准GB/T 3354-2014、GB/T 1449-2005、GB/T4340.1-2009对复合材料的抗拉性能、抗弯曲性能与维氏硬度进行测试。测试结果见表6：
表6对比例3制备的纤维增强环氧树脂复合材料的性能
表1～表6说明，改性赤泥的加入可有效提高复合材料的维氏硬度；但同时也导致树脂预聚体粘度显著升高，导致预聚体难以满足复合材料成型工艺性能。并且，改性赤泥的加入也会导致树脂基体的脆韧转变，进而影响复合材料的弯曲与拉伸性能，本发明引用单环氧基团活性稀释剂可降低树脂预聚体粘度，增韧树脂基体，以抵消改性赤泥的加入对复合材料性能与工艺的不利影响。本发明体系各组分选择与配比对复合材料性能与工艺均存在显著影响。
由以上实施例可以看出，本发明通过各组分共同作用并严格控制各组分的用量，使提供的环氧树脂预聚体粘度较低，可室温固化，适用于VARTM成型法；且以所述环氧树脂预聚体作为环氧树脂基体，采用VARTM法得到的纤维增强环氧树脂复合材料在具有优异的力学性能的同时具备高硬度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体，其特征在于，包括以下质量份数的制备原料：
2.根据权利要求1所述的环氧树脂预聚体，其特征在于，所述环氧树脂包括环氧树脂E-54、环氧树脂E-51和环氧树脂E-44中的一种或几种；所述聚醚胺固化剂包括聚醚胺固化剂ZD-123、聚醚胺固化剂ZD-140和聚醚胺固化剂ZT-143中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的环氧树脂预聚体，其特征在于，所述单环氧基活性稀释剂包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯基缩水甘油醚和正丁基缩水甘油醚中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的环氧树脂预聚体，其特征在于，所述偶联剂表面改性赤泥的制备方法包括以下步骤：
将赤泥、有机酸与水混合，依次进行脱碱处理和沉降分离处理，得到脱碱赤泥；
将所述脱碱赤泥、第一偶联剂、第二偶联剂与有机溶剂混合，进行改性处理，得到偶联剂表面改性赤泥；所述第一偶联剂为硅烷类偶联剂、铝酸酯类偶联剂和钛酸酯类偶联剂中的至少一种，所述第二偶联剂为氨基偶联剂。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的环氧树脂预聚体，其特征在于，所述环氧树脂预聚体的25℃粘度为400～600cps。
6.权利要求1～5任意一项所述用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将环氧树脂、聚醚胺固化剂、单环氧基活性稀释剂、偶联剂表面改性赤泥和硅油类消泡剂混合，得到所述用于VARTM法成型的环氧树脂预聚体。
7.一种纤维增强环氧树脂复合材料，其特征在于，采用VARTM法将玻璃纤维织物浸渍环氧树脂预聚体后经室温固化而得；所述环氧树脂预聚体为权利要求1～5任意一项所述环氧树脂预聚体或权利要求6所述制备方法制备得到的环氧树脂预聚体。
8.根据权利要求7所述的纤维增强环氧树脂复合材料，其特征在于，所述VARTM法的真空度为0.05～0.2MPa；所述室温固化的时间为72～168h。
9.根据权利要求7或8所述的纤维增强环氧树脂复合材料，其特征在于，所述纤维增强环氧树脂复合材料的维氏硬度为25.9～105.6HV5。
10.权利要求7～9任意一项所述纤维增强环氧树脂复合材料在风电叶片领域中的应用。
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