[发明专利]风力发电机叶片用的环氧树脂体系及其改性方法

说明书

技术领域：

本发明涉及环氧树脂体系及其改性方法，具体是一种风力发电机叶片用的环氧树脂体系及其改性方法，特别适合兆瓦级风力发电机叶片配套用的环氧树脂。

背景技术：

环氧树脂自问世以来，由于其优良的物理和化学性能，在工业生产中得到了广泛的应用，无论是在胶粘剂、涂料、复合材料基材、风力叶片树脂、甚至航空、太空材料等等，在诸多方面都拥有十分重要的地位。

复合材料的转子叶片是风力发电机组的关键部件之一，而转子叶片配套用环氧树脂是风机叶片制备的关键材料。目前我国风电发展已进入大型化、规模化发展阶段，仅2008年我国风电装机量新增630万KW，按1.5MW风机计算共需风机4000多台，需叶片约12000片，以每片叶片需要环氧树脂1.5吨计算，仅2008年就消耗环氧树脂至少1.8万吨，2009年风电装机容量预计继续翻番增长，叶片用环氧树脂的用量也翻番。按照这一速度，预计未来10年中国风力发电机叶片用环氧树脂的需求巨大。

为了增强国内风机叶片制造能力，快速推动国内风电事业前进的步伐，实现兆瓦级风机叶片配套用环氧树脂配方自主化和产品生产国产化迫在眉睫。

为此，如何能得到耐候性、耐冲击等优良性能以及环氧树脂体系能否满足叶片模具高耐热、高强度的性能要求等成为近年来许多树脂生产厂家一致研讨的重要课题，在公开出版物上也屡见有关报道，但未见有与本发明相同的报道。例如，中国专利文献公开的名称为“一种环氧树脂及其用途”(公开号：CN101186744A，公开日：2008.05.28)和“环氧树脂组合物，复合材料及其准备方法”(公开号：CN101418070A，公开日：2009.04.29)，此两篇专利文献虽然公开了环氧树脂体系的改性技术，但对风力发电机叶片配套用环氧树脂体系不具有针对性，不符合叶片真空灌注工艺对环氧树脂工艺性能的要求，树脂浇铸体及玻璃钢的机械性能也不能满足风力发电机叶片用环氧树脂的设计要求，尤其是兆瓦级风机叶片配套用环氧树脂的应用要求。

发明内容：

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，而提供了一种风力发电机叶片用的环氧树脂体系及其改性方法。

本发明是采用这样的技术方案实现的：

一种风力发电机叶片用的环氧树脂体系，该环氧树脂体系包括树脂部分和固化剂部分，两部分分别制备。

所述树脂部分的原料配比按以下重量份计算：

双酚A环氧树脂    70～86

双酚F环氧树脂    0～20

稀释剂           8～20。

所述固化剂部分的原料配比按以下重量份计算：

脂肪胺           50～90

脂环胺           20～45

助剂             0.01～0.4。

所述双酚A环氧树脂为双酚A环氧树脂E-51或双酚A环氧树脂E-54。

所述双酚F环氧树脂为标准型环氧树脂。

所述稀释剂为二缩水甘油醚。

所述脂肪胺包括以下重量的组分：聚醚胺50～80份和二乙烯三胺0～10份。

所述脂环胺包括以下重量的组分：异佛尔酮二胺0～30份、二氨基二环己基甲烷0～35份；所述异佛尔酮二胺和二氨基二环己基甲烷的重量不能同时为零。

所述助剂为颜料。

上述风力发电机叶片用的环氧树脂体系的改性方法，包括树脂部分和固化剂部分，两部分分别改性，

所述树脂部分的改性包括以下步骤：

(1)准备反应釜；

(2)将双酚A环氧树脂加入反应釜中，升温至40～80℃并恒温；

(3)加入稀释剂，在40～80℃的温度下充分搅拌反应2～4小时。

所述固化剂部分的改性包括以下步骤：

①准备反应釜；

②将脂肪胺和脂环胺加入反应釜中，使反应釜温度保持在20～30℃；

③加入助剂，充分搅拌反应1～4小时。

在树脂部分的改性步骤(2)后可以加入双酚F环氧树脂再进入步骤(3)。

本发明的有益效果是：

采用上述配方和改性方法后，制得的环氧树脂能满足风力发电机叶片配套用环氧树脂体系的应用要求，既具有优良的耐候性、耐冲击性、高耐热、高强度的特点，又符合叶片真空灌注工艺对环氧树脂工艺性能的要求，树脂浇铸体及玻璃钢的机械性能满足风力发电机叶片用环氧树脂的设计要求，对风力发电机叶片配套用环氧树脂具有针对性，尤其是兆瓦级风机叶片配套用环氧树脂。

表一采用该配方的性能测试结果