[发明专利]一种风力发电叶片灌注胶液的造泡脱泡方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型复合材料件采用真空灌注胶液的造泡脱泡方法，尤其涉及风力发电叶片灌注胶液的造泡脱泡方法。

背景技术

 由于真空灌注工艺在复合材料成型时相对传统工艺洁净且污染小，目前国际上在风力发电叶片生产制作过程中，普遍采用真空灌注成型技术。叶片生产首先将纤维铺层按照设计要求铺设在模具中，然后对模具抽真空，将预制的样件抽真空，利用真空负压将用低粘度灌注胶液灌满整个纤维体。叶片生产时用于灌注胶液用量巨大，1.5MW的叶片灌注时一片需要胶液达到2吨，所以通常采用混胶机进行快速打胶，打胶前将树脂和固化剂混合，混合后的胶液体澄清肉眼无明显气泡，混合后粘度一般在200mmPa.s。传统方法有两种：一种缓慢打胶直接灌注，另一种对打出的胶液使用真空脱泡方法，但脱泡时间长，脱泡效率低且脱泡不完全，即使经过脱泡后的胶液灌注到叶片中仍有大量气泡存留在灌注体中。叶片生产胶液用量巨大，长时间脱泡效率低下会耽误时间灌注过程中出现断胶影响到产品质量，生产车间几副模具同时生产时只能配备多台真空脱泡设备。传统方法打出的胶液直接灌注到壳体和一般的进行真空脱泡后的胶液灌注至叶片中经常会在流道处和导流网边缘产生大量气泡积聚，叶片内表面存在因气泡大量积聚而形成白色的气泡夹杂缺陷，尤其大梁底部会有大量的气泡聚集。原因是混胶机混出的胶液中含有大量微米级的气泡，肉眼无法观察，且胶液粘度大，使用周期短(打出的胶液要在30min内用完)。所以通常的在打胶过程中控制气泡产生或是真空脱泡都无法在15min时间内将胶液中的微泡脱除，在灌注时真空压实的纤维体可以比作多孔介质，大量微小气泡被纤维体的孔隙过滤夹杂在纤维体中，使得叶片壳体内产生发白，此种现象造成的缺陷严重影响叶片的力学性能和疲劳性能。

为适应生产节奏在打胶时使用专门的打胶设备。通常情况下，在打胶过程中分为三步：

第一步打开混胶机将胶液进行循环、混配；

第二步将胶液沿桶壁缓慢打入胶桶内；

第三步将打好的胶液放入叶片模具边，靠真空负压将胶液灌入到叶片壳体内。

由于打胶机混胶时没有空气带入，所以胶液中含有气泡为树脂和固化剂本身体系内自带气泡，在混合时大气泡不会形成，胶体中微小气泡由于体积小浮力也很小，再加上胶液粘度非常大，使得微小气泡很难脱除，风电叶片灌注胶液为双组分胶液，树脂与固化剂接触后便开始反应，所以胶液有严格的使用时间上的限制，通常要在打胶后30min中内用掉。由于伴随反应放热和粘度上升，单桶胶液量越大，使用时间就会越短，脱泡必须有严格的时间限制一般要求在15min内完成脱泡。现有的脱泡方法很难达到要求，因此需要对此加以改进。

发明内容

为了克服真空脱泡无法将高粘度液体内微小气泡脱除的缺点，本发明的目的是提供一种高效、快速、彻底的脱泡方法，解决在胶液使用时无法快速、彻底的将胶液中气泡脱出的现状，脱泡效率为一般真空脱泡效率的3倍以上。

本发明所提出的方法是：一种风力发电叶片灌注胶液的造泡脱泡方法，采用打胶和高速搅拌的方式对胶液进行造泡；所述的造泡是使用打胶机下打出胶液，并用高速搅拌方法对打出的胶液进行造泡，使得胶桶内产生大量气泡，形成泡状胶液；然后将装满胶液的胶桶放入真空脱泡箱中进行快速真空脱泡，在脱泡后将胶桶取出，进行真空灌注。为了提高造泡的效果，造泡时要求通过提高出胶口胶液流量（由原先10L/min 提高到15L/min以上），或增加出胶口（由原先一个出胶口增加到3个以上），同时增大出胶口到胶桶内液面的距离要求（由原先出胶口与桶内胶液面距离0mm增大到500mm以上）；打出胶液可以用高速搅拌桨搅拌，搅拌速度达到300转/min以上，搅拌时间1-3min。

所述的造泡脱泡方法包括以下步骤：

1）、用打胶设备将所需胶液进行循环、混配，进行打胶；

2）、将混配好的胶液通过出胶口造泡注入胶桶，并在注入胶桶时通过高速搅拌进行造泡，使得胶桶内产生大量气泡，形成泡状胶液； 

3）、将胶桶放入真空箱内，并锁紧，打开真空泵对真空箱进行抽真空，当真空箱压力达到-0.08--0.12Mpa后，保持2.8-3.2min；

4）、打开真空箱的放气阀门，待真空箱压力与外界压力平衡时打开真空箱，产生的胶液用于真空灌注。