CN116535820B - 一种拉挤用环氧酸酐树脂系统料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及拉挤树脂领域,本发明提供了一种去脱模布、去内脱模剂的拉挤用环氧酸酐树脂系统料及制备方法、成型拉挤板与应用。本发明的系统料包括树脂混合物和硬化剂混合物,二者重量混合比为100:(80‑120);以重量份数计,树脂混合物包括:环氧树脂50‑100份;稀释剂0‑30份;硬化剂混合物包括:酸酐固化剂50‑98份;增韧剂3‑30份;增韧剂包括多元醇M和多元醇N,所述多元醇M与所述多元醇N的重量份数比为(4‑9):(6‑11)。本发明提供的系统料能够在去内脱模剂、去脱模布的情况下达到多项性能指标,实现降本。
Description
技术领域
本发明涉及拉挤环氧树脂的技术领域,尤其涉及一种去脱模布、去内脱模剂的拉挤环氧酸酐树脂及制备方法、成型拉挤板与应用。
背景技术
拉挤工艺制备风电叶片主梁时,是先拉挤成型一定长度的拉挤板,然后把多根拉挤板拼在一起,并在中间铺设一定规格要求的玻璃纤维布层,再捆绑放入叶片中与叶片一起灌注成型,这样做的好处是,假若在生产过程中,某根拉挤板出现问题或缺陷,可以把这根拉挤板报废并替换上新的拉挤板,而不用对整个主梁进行处理,而且拉挤工艺制成的板材纤维含量更高,强度更大,可以给予风电叶片主梁更强的结构;且拉挤树脂系统料相较于通过真空灌注工艺制备风电叶片主梁的灌注树脂系统料更加便宜。
近年来,随着拉挤板材在风电叶片上的大量应用,拉挤树脂的需求大幅度上升。目前常用的拉挤树脂系统料主要是环氧酸酐体系,在拉挤大梁板材成型的过程中,需要用到脱模布,并在拉挤树脂系统料中加入内脱模剂来进行辅助脱模。此外,脱模布除了能够提高拉挤树脂系统料的脱模性能,还由于脱模布表面的不平整性,可以给予成型板材更高的表面能,使得成型板材即使有内脱模剂的存在,依旧能够在后续与灌注树脂有很好的结合性能,最终成型出性能优异的叶片主梁。
然而,脱模布与内脱模剂是拉挤大梁板材成型过程中价格最高的两种原料,并且,一旦不使用脱模布,成型后的板材表面就会变得非常光滑,比表面积下降,再加上板材内脱模剂的存在,会导致成型板材与灌注树脂的结合性能大幅度降低,影响叶片主梁的性能。
故而亟需一种新的拉挤树脂系统料,可以在拉挤过程中去脱模布、去内脱模剂(即过程中无需另外加内脱模剂以及脱模布),降低成本,同时能够保障拉挤工艺脱模性能、成型板材与灌注树脂的结合性能以及最终成型的叶片主梁力学性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种去脱模布、去内脱模剂的拉挤用环氧酸酐树脂,包括树脂系统料及制备方法、成型拉挤板与应用,克服了在拿掉内脱模布和内脱模剂后,拉挤工艺脱模性能变差,难以拉挤脱模的问题,以及拿掉脱模布得到拉挤板材表面能降低,与灌注树脂的结合力降低,成型叶片主梁性能降低的问题,实现降本。
第一方面,本发明提供的一种去脱模布、去内脱模剂的拉挤用环氧酸酐树脂系统料,采用如下的技术方案:
包括树脂混合物和硬化剂混合物,所述树脂混合物和所述硬化剂混合物的重量混合比为100:(80-120);
以重量份数计,所述树脂混合物包括:
环氧树脂50-100份;
稀释剂0-30份;
以重量份数计,所述硬化剂混合物包括:
酸酐固化剂50-98份;
增韧剂3-30份;
所述增韧剂包括多元醇M和多元醇N, 所述多元醇M为环氧乙烷单体聚合的多元醇,所述多元醇N为环氧丙烷单体聚合的多元醇;所述多元醇M与所述多元醇N的重量份数比为(4-9):(6-11)。
本发明提供的去脱模布、去内脱模剂的拉挤用环氧酸酐树脂系统料的有益效果在于:通过选取调配环氧酸酐系统的硬化剂混合物部分,其中多元醇M与环氧酸酐体系具有良好的相容性,多元醇N与环氧酸酐体系的相容性较差,多元醇M与多元醇N进行复配,可以很好的满足拉挤工艺的需求,所制备的型材性能也与使用内脱模剂和脱模布的性能相当,能够在降低板材成本的前提下依旧保持优异的工艺性、优异的成型板材性能、良好的成型板材与灌注树脂的结合性能。
选定多元醇M为环氧乙烷单体聚合的多元醇,多元醇N为环氧丙烷单体聚合的多元醇时,将二者的重量份数比控制在(4-9):(6-11)内,具有更好的脱模性能。
可选的,所述多元醇M为环氧乙烷单体聚合的多元醇、环氧乙烷单体与环氧丙烷单体和/或环氧丁烷单体嵌段共聚的多元醇中的一种或多种;所述多元醇N为环氧丙烷单体聚合的多元醇、环氧丁烷单体聚合的多元醇、环氧丙烷单体与环氧丁烷单体嵌段共聚的多元醇中的一种或多种。
可选的,以重量份数计,所述硬化剂混合物还包括1-10份催化剂;所述催化剂包括季磷盐、季铵盐、叔胺类化合物、杂环胺类化合物、咪唑类化合物、路易斯酸类化合物和有机金属络合物中的一种或多种组合物。
可选的,以重量份数计,所述树脂混合物与所述硬化剂混合物中还包括0.2-5份助剂;所述助剂选自消泡剂、偶联剂、浸润剂和增塑剂中的一种或多种。
可选的,所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酯环族环氧树脂、多官能团环氧树脂、溴化型环氧树脂、酚醛环氧树脂和腰果酚环氧树脂中的一种或多种组合物。
可选的,所述稀释剂包括单官能团环氧稀释剂、双官能团环氧稀释剂、多官能团环氧稀释剂、低分子量聚丙二醇、低分子量聚乙二醇、低分子量多元醇和低分子量酯类化合物中的一种或多种组合物;所述低分子量指的是分子量小于1000。
可选的,所述增韧剂包括丁腈橡胶、嵌段共聚物、大分子量多元醇、聚氨酯改性环氧树脂、核壳粒子、纳米二氧化硅粒子、聚醚扩链双酚A型环氧树脂、苯氧树脂、有机硅改性环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂中的一种或多种组合;所述大分子量指的是分子量大于1000。
可选的,所述酸酐固化剂包括甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、甲基纳迪克酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐、桐油酸酐、琥珀酸酐、十二烯基琥珀酸酐、戊二酸酐、聚壬二酸酐、顺丁二烯酸酐和二顺丁烯二酸酐基甲乙苯中的一种或多种组合物。
第二方面,本发明提供一种去脱模布、去内脱模剂的拉挤用环氧酸酐树脂系统料的制备方法,采用如下的技术方案,包括以下步骤:
制备所述树脂混合物;
制备所述硬化剂混合物;
将所述树脂混合物与所述硬化剂混合物以重量比100:(80-120)进行混合。
上述系统料可用于成型拉挤板,且能够在拉挤成型过程中,去脱模布、去内脱模剂。
因此,第三方面,本发明提供一种用于成型拉挤板的方法,采用如下的技术方案:
一种用于成型拉挤板的方法,由上述去脱模布、去内脱模剂的拉挤用环氧酸酐树脂系统料或通过上述制备方法制备的拉挤环氧酸酐树脂系统料,制备拉挤板的方法。
进一步地,所述用于成型拉挤板的方法,拉挤速度大于等于60cm/分钟。
第四方面,本发明提供一种成型拉挤板,由上述方法制备获得。
第五方面,本发明提供一种上述成型拉挤板在风电叶片中的应用。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请做进一步详细说明。
实施例:去脱模布、去内脱模剂的拉挤用环氧酸酐树脂系统料;
实施例1:
一种去脱模布、去内脱模剂的拉挤用环氧酸酐树脂系统料,其制备步骤包括:
S1:制备树脂混合物:按重量份计,树脂混合物包含100份的双酚A型环氧树脂,在50℃的条件下以60rpm的转速搅拌1h,制得树脂混合物;
S2:制备硬化剂混合物:按重量份计,硬化剂混合物包含80份的甲基四氢苯酐酸酐固化剂,6份的环氧乙烷单体聚合的多元醇(多元醇M),10份的环氧丙烷单体聚合的多元醇(多元醇N),3份的季铵盐催化剂,1份的消泡剂,在80℃的条件下以60rpm的转速搅拌3h,制得硬化剂混合物;
S3:将制得的树脂混合物和硬化剂混合物按100:100的配比进行混合,得到拉挤环氧酸酐树脂系统料。
实施例2:
一种去脱模布、去内脱模剂的拉挤用环氧酸酐树脂系统料,与实施例1的不同之处在于:步骤S1中,树脂混合物为99份的双酚A 型环氧树脂和1份的硅烷偶联剂;步骤S2中,硬化剂混合物为80份的甲基四氢苯酐酸酐固化剂,6份的环氧乙烷单体聚合的多元醇,10份的环氧丙烷单体聚合的多元醇,3份的季胺盐催化剂,1份的消泡剂。
实施例3:
一种去脱模布、去内脱模剂的拉挤用环氧酸酐树脂系统料,与实施例1的不同之处在于:步骤S1中,树脂混合物为96份的双酚A 型环氧树脂和4份的活性环氧稀释剂;步骤S2中,硬化剂混合物为81份的甲基四氢苯酐酸酐固化剂,6份的环氧乙烷单体聚合的多元醇,10份的环氧丙烷单体聚合的多元醇,2份的季胺盐催化剂,1份的消泡剂。
实施例4:
一种去脱模布、去内脱模剂的拉挤用环氧酸酐树脂系统料,与实施例1的不同之处在于:步骤S1中,树脂混合物为95份的双酚A 型环氧树脂,4份的活性环氧稀释剂,1份的硅烷偶联剂;步骤S2中,硬化剂混合物为81份的甲基四氢苯酐酸酐固化剂,6份的环氧乙烷单体聚合的多元醇,10份的环氧丙烷单体聚合的多元醇,2份的季胺盐催化剂,1份的消泡剂。
实施例5:
一种去脱模布、去内脱模剂的拉挤用环氧酸酐树脂系统料,与实施例1的不同之处在于:步骤S1中,树脂混合物为96份的双酚A 型环氧树脂和4份的活性环氧稀释剂;步骤S2中,硬化剂混合物为81份的甲基四氢苯酐酸酐固化剂,6份的环氧乙烷单体聚合的多元醇,10份的环氧丙烷单体聚合的多元醇,3份的季胺盐催化剂,1份的消泡剂。
值得说明的是,上述实施例仅是本申请技术方案众多实施方式中的具体一种,并不应认为是对本申请保护范围的限制。
比如,在其他的实施方式中,步骤S1中的环氧树脂还可以是双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酯环族环氧树脂、多官能团环氧树脂、溴化型环氧树脂、酚醛环氧树脂和腰果酚环氧树脂中的一种或两种及以上的组合。
在其他实施方式中,步骤S1中的环氧树脂、稀释剂用量,步骤S2中的增韧剂可以是本申请技术方案所提及的范围内的任意用量。
在其他实施方式中,步骤2中的多元醇M可以是环氧乙烷单体聚合的多元醇,环氧乙烷单体和环氧丙烷单体共聚的多元醇、环氧乙烷单体和环氧丁烷单体嵌段共聚的多元醇、环氧乙烷单体和环氧丙烷单体以及环氧丁烷单体嵌段共聚的多元醇中的一种或多种混合使用,均与环氧酸酐体系有良好的相容性;多元醇N可以是环氧丙烷单体聚合的多元醇、环氧丁烷单体聚合的多元醇、环氧丙烷单体与环氧丁烷单体嵌段共聚的多元醇中的一种或多种混合使用。上述选择的多元醇M与环氧酸酐体系有良好的相容性,多元醇N与环氧酸酐体系相容性较差,用以复配环氧酸酐体系的硬化剂混合物部分,可以在拿掉内脱模布和内脱模剂后,改进拉挤环氧酸酐树脂的脱模性能。
选用上述不同单体嵌段共聚的所述多元醇时,设计所述多元醇中嵌段的“环氧乙烷单体”与“环氧丙烷单体和/或环氧丁烷单体”的占比在(4-9):(6-11)内,均在可接受范围。
在选定多元醇M为环氧乙烷单体聚合的多元醇,多元醇N为环氧丙烷单体聚合的多元醇时,多元醇M与多元醇N可以是(4-9):(6-11)内的任意重量份数比,步骤S3中的树脂混合物和硬化剂混合物可以是100:(80-120)中的任意配比混合,在本申请技术方案所提及的范围内进行调整,均在可接受范围。
一些实施例中,树脂混合物中:环氧树脂可以为95-100份,更有利地为95-100份的双酚A型环氧树脂;稀释剂可以为2-10份,更有利地为2-10份份活性环氧稀释剂(即反应型稀释剂);助剂可以为偶联剂,更有利地为0.2-2份的硅烷偶联剂;固化剂混合物中:酸酐固化剂可以为80-90份,更有利地为80-90份的甲基四氢苯酐;多元醇M可以为4-9份的环氧乙烷单体聚合的多元醇;多元醇N可以为6-11份的环氧丙烷单体聚合的多元醇;催化剂可以为1.5-3.5份,更有利地为2.5-3.5份的季铵盐催化剂;助剂可以为消泡剂,更有利地为0.1-1份消泡剂,在上述所提及的范围内进行调整的实施方式,均在可接受范围。
一些实施例中,步骤S3中的树脂混合物和硬化剂混合物可以按100:(100-106)内的任意重量比进行配比混合,并不会对系统料的拉挤脱模性能产生影响。
一些实施例中,步骤S1中的树脂混合物在40-80摄氏度,以50-80rpm的转速搅拌1-3h,温度条件、搅拌转速和搅拌时间是针对原料初始粘度不同做出的,在范围内的任意取值均是可行的。
一些实施例中,步骤S2中硬化剂混合物的生产在80度条件下以60rpm的转速搅拌3h,温度条件、搅拌转速和搅拌时间的调整,在保证其中的催化剂等充分溶解于体系中时,上下浮动也是可行的。
在其他实施方式中,步骤S1中的树脂混合物和步骤S2中的硬化剂混合物均还可以包含0.5-5份的助剂,助剂的选用包含但不限于消泡剂、偶联剂、浸润剂、增塑剂以及上述产品的组合使用。
在其他实施方式中,所述酸酐固化剂还可以是甲基六氢苯酐、甲基纳迪克酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐、桐油酸酐、琥珀酸酐、十二烯基琥珀酸酐、戊二酸酐、聚壬二酸酐、顺丁二烯酸酐和二顺丁烯二酸酐基甲乙苯中的一种或两种及以上的组合。
在其他实施方式中,所述稀释剂可以是单官能团环氧稀释剂、双官能团环氧稀释剂、多官能团环氧稀释剂、低分子量聚丙二醇(小于1000)、低分子量聚乙二醇(小于1000)、低分子量多元醇(小于1000)和低分子量酯类化合物(小于1000)中的一种或两种及以上的组合。
在其他实施方式中,所述增韧剂可以是丁腈橡胶、嵌段共聚物、大分子量多元醇(大于1000)、聚氨酯改性环氧树脂、核壳粒子、纳米二氧化硅粒子、聚醚扩链双酚A型环氧树脂、苯氧树脂、有机硅改性环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂中的一种或两种及以上的组合。
在其他实施方式中,所述催化剂可以是季磷盐、季铵盐、叔胺类化合物、杂环胺类化合物、咪唑类化合物、路易斯酸类化合物和有机金属络合物中的一种或两种及以上的组合。
在其他实施方式中,所述系统料还包含交联反应促进剂,交联反应促进剂包含但不限于季磷盐、季胺盐、叔胺类,杂环胺类,咪唑类,路易斯酸类,路易斯碱类,有机金属络合物类以及上述化合物的混合物,交联反应促进剂作为独立于树脂混合物和硬化剂混合物之外的部分,在树脂混合物和硬化剂混合物相混合时或混合后加入。
更具体地,所述交联反应促进剂包含咪唑类促进剂,作为独立于树脂混合物和硬化剂混合物之外的部分,在树脂混合物和硬化剂混合物相混合时加入。
本申请实施例1-5中,采用的双酚A型环氧树脂,购自亚电子材料(昆山)有限公司,牌号为NPEL-128;采用的活性环氧稀释剂,具体为1,4-丁二醇二缩水甘油醚,采用的环氧乙烷单体聚合的多元醇,购自辽宁奥克股份有限公司,牌号为PEG2000;采用的环氧丙烷单体聚合的多元醇,购自武汉奥克化学有限公司,牌号为PPG12000;采用的季铵盐,具体为四丁基溴化铵。
本申请中的硅烷偶联剂、消泡剂以及浸润剂和增塑剂等作为功能助剂,选用市售常规即可,具体选择不作为对本申请技术方案的限制。
应用例:去脱模布、去内脱模剂的拉挤用环氧酸酐树脂系统料成型拉挤板;
应用例1:
一种成型拉挤板,将实施例1得到的拉挤环氧酸酐系统料,不加内脱模剂投料进拉挤设备,经过纤维浸胶、预成型、模具加入固化、后固化、冷却、牵引、切割制得成型拉挤板。其中所用模具截面大小为150×5mm,所用纤维为CPIC的TMII玻璃纤维,纤维根数为580根,不加脱模布,板材纤维体积含量约为70%,拉挤速度(牵引速度)为60cm/min。
值得说明的是,在拉挤速度小于60 cm/min的应用方式中,无疑是适用的,在60-70cm/min的拉挤工艺,成型拉挤板性能也在可接受范围内。
对于模具大小、纤维选用和根数,不作为对本申请应用方式的限制。
对比例:
对比例1:
选自目前市面上大量使用的拉挤系统料,由环氧酸酐组合物双组分构成(即树脂混合物和硬化剂混合物),其中树脂混合物为100份双酚A环氧树脂,硬化剂混合物为97份甲基四氢苯酐和3份季铵盐。树脂混合物和硬化剂混合物配比为100:85。
对比例2:
一种拉挤环氧酸酐树脂系统料,与实施例1的不同之处在于:步骤S1中,树脂混合物为100份的双酚A 型环氧树脂;步骤S2中,硬化剂混合物为80份的甲基四氢苯酐酸酐固化剂,16份的环氧丙烷单体聚合的多元醇,3份的季胺盐催化剂,1份的消泡剂。
对比例3
一种拉挤环氧酸酐树脂系统料,与实施例1的不同之处在于:步骤S1中,树脂混合物为100份的双酚A 型环氧树脂;步骤S2中,硬化剂混合物为80份的甲基四氢苯酐酸酐固化剂,16份的环氧乙烷单体聚合的多元醇,3份的季胺盐催化剂,1份的消泡剂。
本申请对比例1-3中,采用的双酚A型环氧树脂、环氧乙烷单体聚合的多元醇、环氧丙烷单体聚合的多元醇、季铵盐催化剂与实施例1-5所使用的厂家牌号相同。
性能测试:
将实施例1-5和对比例1-3得到的拉挤环氧酸酐树脂系统料,在25℃的环境中,使用锥板粘度计测量初始混合粘度,单位:mPa·s,其测试结果如表1所示;
将实施例1-5和对比例1-3得到的拉挤环氧酸酐树脂系统料,倒入同一规格的浇铸体模具中,放入烘箱内以80℃、120℃和140℃的顺序依次固化2h后,取出部分浇铸体置于差示扫描量热仪(DSC)中测试浇铸体Tg,其中Tg为玻璃化转变温度,单位:℃,其测试结果如表1所示。
将剩余浇铸体使用CNC裁切成拉伸样条进行以下测试,其测试项目和测试标准如下所示:
拉伸强度,单位:MPa,基于GB/T 2567-2021;
拉伸模量,单位:GPa,基于GB/T 2567-2021;
断裂伸长率,单位:MPa,基于GB/T 2567-2021;
冲击强度,单位:J/m2,基于GB/T 2567-2021;
测试结果如表1所示。
将实施例1-5和对比例1-3得到的拉挤环氧酸酐树脂系统料,使用热台测量在140℃下的凝胶时间,单位:s,其结果如表1所示。
将实施例1-5和对比例2-3得到的拉挤环氧酸酐树脂系统料,不加内脱模剂,树脂混合物和硬化剂混合物按比例在混料机中充分混合后,然后上拉挤设备拉板材,其中所用模具截面大小为150mm×5mm,所用纤维为重庆国际复合材料股份有限公司(CPIC)生产的TMII玻璃纤维,纤维根数为580根,不加脱模布,得到的板材纤维体积含量约为70%,拉挤速度为60cm/min。
将对比例1得到的拉挤环氧酸酐树脂系统料,按树脂混合物:硬化剂混合物:内脱模剂按100:85:2的比例在混料机中充分混合后,然后上拉挤设备拉板材,其中所用模具截面大小为150mm×5mm,所用纤维为CPIC的TMII玻璃纤维,纤维根数为560根,并外加脱模布,得到的板材纤维体积含量约为70%,拉挤速度为60cm/min。
在实施例1-5和对比例1-3得到的系统料成型拉挤板过程中,通过观察法记录以下内容:
拉挤过程中牵引力的大小,单位:KN;
拉挤过程中板材的表面状况;
拉挤过程中是否有冒烟等现象的出现;
测试结果如表1所示。
将实施例1-5和对比例1-3中经拉挤成型的成型拉挤板,分别拼合制样。先将得到的板材拼在一起后,用灌注树脂(道生天合材料科技(上海)股份有限公司生产,牌号为TS180/185的灌注树脂)将其粘接在一起,然后制样。测试得到的粘接板材的拉剪、层剪性能,判断成型拉挤板与灌注树脂的结合性好坏。
其测试项目和测试标准如下所示:
拉剪强度,单位:MPa,基于ISO 4587;
层剪强度,单位:MPa,基于ISO 14130;
测试结果如表1所示。
将实施例1与对比例1得到的拉挤板本体切割制样,并进行以下测试,其测试项目和测试标准如下所示:
0°拉伸模量,单位:GPa,基于ISO 527-5A;
0°拉伸强度,单位:MPa,基于ISO 527-5A;
0°拉伸延伸率,单位:%,基于ISO 527-5A;
0°压缩模量,单位:GPa,基于ISO 14126;
0°压缩强度,单位:MPa,基于ISO 14126;
90°拉伸模量,单位:GPa,基于ISO 527-5B;
90°拉伸强度,单位:MPa,基于ISO 527-5B;
90°压缩模量,单位:GPa,基于ISO 14126;
90°压缩强度,单位:MPa,基于ISO 14126;
面内V剪模量,单位:GPa,基于ASTM D 7078;
面内V剪强度,单位:MPa,基于ASTM D 7078;
弯曲模量,单位:GPa,基于ISO 14125;
弯曲强度,单位:MPa,基于ISO 14125;
层剪强度,单位:MPa,基于ISO 14130;
拉-拉疲劳M值,基于ISO 13003;
测试结果如表2所示。
表1: 实施例1-5和对比例1-3测试结果
表2:对比例1与实施例1系统料成型的拉挤板性能测试结果
对比对比例1和对比例2可以发现,对比例2在拿掉内脱模布以及内脱模剂的情况下,依旧有着较低的拉挤时最大牵引力,板材表面状况良好,没有出现发白、起粉和冒烟等现象。这是因为环氧丙烷单体聚合的多元醇(PPG12000)在环氧树脂中的相容性并不是很好,高温条件下会部分析出到板材表面,降低表面能,起到辅助脱模的效果,因此对比例2能够在没有内脱模布以及内脱模剂的情况下,很好地满足拉挤工艺要求。但是由于拿掉了脱模布导致板材表面粗糙度大幅度降低,且PPG12000析出到板材表面,大大降低了板材的表面能,导致其粘接板材拉剪强度和层剪强度都低了很多,对比例2成型的拉挤板与灌注树脂的结合性能较差。
对比对比例2和对比例3可以发现,我们通过将系统料中的PPG12000的替换为PEG2000(环氧乙烷单体聚合的多元醇),可以发现拉挤时最大牵引力大幅度升高,且板材表面大量起粉,这主要是因为环氧乙烷单体聚合的多元醇在环氧树脂中的相容性较好,即使在高温状态下也很难析出来,再加上去掉了脱模布以及内脱模剂,导致拉挤时脱模性很差,几乎无法进行正常的拉挤工艺。
对比实施例1和对比例1-3,可以发现,通过混用PPG12000和PEG2000,调节他们在体系中的含量占比,进而得到的实施例1的拉挤牵引力虽然高于对比例2,但是远低于对比例3,且板材表面良好,满足拉挤工艺要求。粘接板材的拉剪强度以及层剪强度也远高于对比例2,与对比例1接近,成型拉挤板与灌注树脂结合性好。
对比实施例1、2和实施例3、4以及实施例5,可以发现催化剂的含量也会影响拉挤工艺的好坏,实施例1中季铵盐的含量占比更适合该工艺下的快速拉挤。对比实施例1、实施例2、实施例3以及实施例4,可以发现他们的粘接板材拉剪强度以及层剪强度基本相似,处在同一水平,因此可以得知硅烷偶联剂对成型拉挤板与灌注树脂的结合性能影响不大。
全面对比实施例1和对比例1,结合表1和表2,可以发现通过调节树脂系统料中的催化剂含量占比、多元醇总类以及含量占比,得到的实施例1在拿掉脱模布以及内脱模剂后,依旧有着较低的拉挤牵引力,良好的板材表面外观,且拉挤过程无冒烟,拉挤工艺性能优于对比例1。在成型拉挤板的板材力学性能上,与对比例1相似,0°拉伸强度、拉-拉疲劳等性能也优于对比例1所得的板材,在与灌注树脂的结合性上由于板材表面光滑的原因而略低,但也在可接受范围内,能够在降低原料成本的情况下依旧保持优异的工艺性、优异的成型板材性能、良好的成型板材与灌注树脂的结合性能。
本具体实施方式仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (11)
1.一种用于成型拉挤板的方法,其特征在于,由一种去脱模布、去内脱模剂的拉挤用环氧酸酐树脂系统料成型拉挤板;所述系统料包括树脂混合物和硬化剂混合物,所述树脂混合物和所述硬化剂混合物的重量混合比为100:(80-120);以重量份数计,所述树脂混合物包括:环氧树脂50-100份;稀释剂0-30份;以重量份数计,所述硬化剂混合物包括:酸酐固化剂50-98份;增韧剂3-30份;所述增韧剂包括多元醇M和多元醇N,所述多元醇M为环氧乙烷单体聚合的多元醇,其平均相对分子量2000,所述多元醇N为环氧丙烷单体聚合的多元醇,其平均相对分子量12000,所述多元醇M与所述多元醇N的重量份数比为(4-9):(6-11);所述系统料不加内脱模剂投料进拉挤设备,经过纤维浸胶、预成型,不加脱模布,加入模具固化、后固化、冷却、牵引、切割成型。
2.根据权利要求1所述的成型拉挤板的方法,其特征在于,以重量份数计,所述硬化剂混合物还包括1-10份催化剂;
所述催化剂包括季磷盐、季铵盐、叔胺类化合物、杂环胺类化合物、咪唑类化合物、路易斯酸类化合物和有机金属络合物中的一种或多种组合物。
3.根据权利要求1所述的成型拉挤板的方法,其特征在于,以重量份数计,所述树脂混合物与所述硬化剂混合物中均包括0.2-5份助剂;
所述助剂选自消泡剂、偶联剂、浸润剂和增塑剂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的成型拉挤板的方法,其特征在于,所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、脂环族环氧树脂、多官能团环氧树脂、溴化型环氧树脂和腰果酚环氧树脂中的一种或多种组合物。
5.根据权利要求1所述的成型拉挤板的方法,其特征在于,所述稀释剂包括单官能团环氧稀释剂、双官能团环氧稀释剂、多官能团环氧稀释剂、低分子量聚丙二醇、低分子量聚乙二醇、低分子量多元醇和低分子量酯类化合物中的一种或多种组合物;所述低分子量指的是分子量小于1000。
6.根据权利要求1所述的成型拉挤板的方法,其特征在于,所述增韧剂包括丁腈橡胶、嵌段共聚物、大分子量多元醇、聚氨酯改性环氧树脂、核壳粒子、纳米二氧化硅粒子、聚醚扩链双酚A型环氧树脂、苯氧树脂、有机硅改性环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂中的一种或多种组合;所述大分子量指的是分子量大于1000。
7.根据权利要求1所述的成型拉挤板的方法,其特征在于,所述酸酐固化剂包括甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、甲基纳迪克酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐、桐油酸酐、琥珀酸酐、十二烯基琥珀酸酐、戊二酸酐、聚壬二酸酐、顺丁二烯酸酐和二顺丁烯二酸酐基甲乙苯中的一种或多种组合物。
8.一种如权利要求1至7中任一项所述的成型拉挤板的方法,其特征在于,所述系统料的制备方法包括以下步骤:
制备所述树脂混合物;
制备所述硬化剂混合物;
将所述树脂混合物与所述硬化剂混合物以重量比100:(80-120)进行混合。
9.根据权利要求1所述的用于成型拉挤板的方法,其特征在于,所述拉挤速度大于等于60cm/分钟。
10.一种成型拉挤板,其特征在于,由权利要求8-9中任一项所述的用于成型拉挤板的方法成型获得。
11.一种如权利要求10所述的成型拉挤板,其特征在于,所述成型拉挤板在风电叶片中的应用。
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