[发明专利]一种用于风力发电叶片结构胶的改性环氧树脂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于风力发电叶片结构胶的改性环氧树脂及其制备方 法。

背景技术

风力发电是一种天然的、清洁的可再生能源。目前，风力发电技术成 本越来越低，在欧洲已开始全面替代煤电，在西班牙、丹麦等国，甚至已 经逼近水电的市场份额。随着1.5兆瓦37.5米以上叶片的出现，风电技术 迅速进入大规模商业化阶段，成为可再生能源中增长最快的领域之一。风 力发电装置最核心的部分之一是转动叶片，属玻璃纤维或碳纤维增强环氧 树脂复合材料，主要结构是由阴、阳各半个叶片粘接而成，粘接的关键技 术在于所用的改性环氧树脂所配制的结构胶。我国属后起之秀，风能市场 巨大，发展非常快；但至今，我国在传统基础上改性的环氧树脂配制的结 构胶均达不到37.5米以上叶片的实际要求，主要存在断裂强度及伸长率低、 韧性差、耐疲劳性能差等问题，其结果是叶片运转过程中易形成开裂，使 用寿命大大缩短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于风力发电叶片结构胶的改 性环氧树脂及其制备方法，以克服传统结构胶的缺点，为我国风力发电叶 片企业提供一种具有高强度、高韧性、耐疲劳的环氧树脂结构胶。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：

一种用于风力发电叶片结构胶的改性环氧树脂，其原料包含以下组分：

环氧树脂E-44     10wt％～50wt％

环氧树脂E-51     10wt％～50wt％

环氧树脂E-20        5wt％～15wt％

环氧树脂830         10wt％～50wt％

异辛酸盐            0.1wt％～1wt％

PU预聚体            10wt％～30wt％

锡类催化剂          0.1wt％～1wt％

端胺基硅树脂1000    5wt％～20wt％

SP树脂              1wt％～10wt％

四官能环氧树脂      1wt％～5wt％

所述环氧树脂E-51、E-44、E-20为双酚A型环氧树脂。

所述环氧树脂830为双酚F型环氧树脂。

所述异辛酸盐为异辛酸锌、异辛酸钒、异辛酸铅中的一种或多种。

所述PU预聚体为分子量2000-3000的二官能度预聚体。

所述锡类催化剂为辛酸亚锡、二丁基二月桂酸锡中的一种或两种。

所述端胺基硅树脂1000为含端胺基且分子量为500-1500的硅树脂。

所述SP树脂为含羟基的线型酚醛树脂，其分子量为800-1400。

所述四官能环氧树脂为AG80。

所述改性环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：

1)PU的制备：将MDI-50投入反应釜，控温在40℃～70℃，加入聚醚 2000，加毕，控温在50℃～120℃，反应2～3小时，制得NCO-R-NCO的PU 预聚体，充氮气保护以备用；

2)SP的制备：向反应釜中加入苯酚、甲醛、氧化锌，控温在 90℃～120℃，反应7～8小时，接着控温在60℃～90℃，在60-80mmHg真空 气压下抽真空脱水2～6小时，然后加入A3分子筛，控温60℃～90℃，搅拌 2小时，冷却至室温，备用；

3)改性的环氧树脂的制备：向反应釜中加入双酚A型环氧树脂E-51、 E-44、E-20和双酚F型环氧树脂830的混合物，控温在50℃～120℃，加入 异辛酸盐，搅拌30～60分钟后，逐步加入上述PU预聚体，控温在 50℃～120℃，反应2～4小时；重新控温在80℃～150℃，加入锡类催化剂， 30～60分钟后，加入SP树脂继续反应2～3小时；接着加入含端胺基硅树脂 1000，反应2-3小时，直至-NCO基团反应完全；然后控温在50℃～70℃， 加入四官能环氧树脂AG80搅拌2小时，降温冷却，得到本发明的改性环 氧树脂。

所述的改性环氧树脂，采用固化剂聚醚胺230作固化剂，得到性能非 常优异的结构体系，应用于风力发电叶片阴、阳模的合模粘接。