[发明专利]一种风力发电叶片的层状硅酸盐插层复合胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电叶片胶粘剂的复合物及其制备方法，具体说是一种风力发电叶片的层状硅酸盐插层复合胶粘剂及其制备方法。

背景技术

随着环保意识的逐步加强，风能作为一种无污染、可再生且高效清洁的替代能源，风能发电装置在世界范围内被广泛利用。风力发电装置的叶片通常采用玻璃纤维或碳纤维增强环氧树脂复合材料制造，叶片本身由两片半叶粘合而成。在叶片的生产和使用过程中，粘合叶片的胶粘剂有严格的粘接性能要求，并且需要有优良的力学性能和热学性能。同时，叶片粘接后除了需要保证高强度、高模量外，还要具有优良的韧性。现有的环氧树脂粘合剂，一般利用在接触面之间形成三维交联结构固化物的原理进行粘接，其使用过程中均存在着脆性较大、抗开裂性能及抗冲击性能较差的缺点。因此，如何开发一种高强度且具有高韧性的环氧树脂粘合剂，成为风力发电叶片生产的重大技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种拉伸强度高、具有高抗冲击性及高拉伸模量的风力发电叶片的层状硅酸盐插层复合胶粘剂。

本发明的另一发明目的在于提供一种上述风力发电叶片的层状硅酸盐插层复合胶粘剂的制备方法。

本发明的发明目的是这样实现的：一种风力发电叶片的层状硅酸盐插层复合胶粘剂，其特征在于：所述风力发电叶片的层状硅酸盐插层复合胶粘剂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、环氧活性稀释剂、改性层状硅酸盐、硅烷偶联剂、触变剂、增韧剂和填料，其中各组分按质量分数算分别为：双酚A型环氧树脂50-100份；双酚F型环氧树脂30-65份；环氧活性稀释剂8-30份；改性层状硅酸盐4-25份；硅烷偶联剂2-15份；触变剂2-25份；增韧剂8-35份；填料8-55份。

所述双酚A型环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51和双酚A型环氧树脂E44中的一种或上述成分以任意比例混合。

所述双酚F型环氧树脂为双酚F型环氧树脂830。

所述环氧活性稀释剂为新戊二醇二缩水甘油醚、1,4丁二醇二缩水甘油醚、二丙醇二缩水甘油醚、二羟甲基丙烷三缩水甘油醚和乙二醇二缩水甘油醚中的一种或上述成分以任意比例混合。

所述改性层状硅酸盐为长链季胺盐改性聚合物。

所述长链季胺盐为十六烷基三甲基氯化铵。

所述层状硅酸盐为蒙脱土、膨润土、高岭土、陶土、滑石粉和云母粉中的一种或上述成分以任意比例混合。

所述硅烷偶联剂为KH550、KH560和苯基三甲氧基硅烷中的一种或上述成分以任意比例混合。

所述触变剂为气相二氧化硅、氢化蓖麻油中的一种或上述成分以任意比例混合。

所述增韧剂为液体丁腈橡胶、端环氧基丁腈橡胶和端羧基丁腈橡胶中的一种或上述成分以任意比例混合。

所述填料为纤维状微米级填料。

所述填料为针状硅灰石和重质碳酸钙中的一种或上述成分以任意比例混合。

上述风力发电叶片的层状硅酸盐插层复合胶粘剂的制备方法包括以下步骤：

a：按上述比例称取原料；

b：把层状硅酸盐与适量水混合，并在50-70℃温度下充分搅拌至浆状；

c：在b步骤中的混合物中加入长链季胺盐，在50-70℃温度下充分搅拌8-15分钟；

d：把c步骤中得到的混合物用水洗至不含氯离子，并在真空环境下干燥至恒重，再磨碎至400-600目粉末备用；

e：把双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和环氧活性稀释剂均匀混合，并加入步骤d中粉末产物，在70-95℃温度下充分搅拌，然后加入增韧剂搅拌均匀即得插层复合物；

f：把硅烷偶联剂、触变剂和填料在75-90℃温度下均匀混合，并磨碎至450-650目粉末备用；

g：把e步骤制得的插层复合物和f步骤中制得的粉末混合物在常温下高速搅拌至均匀混合，即得风力发电叶片胶粘剂组分；

h：把g步骤的风力发电叶片胶粘剂组分和聚醚胺230/聚酰胺650的常规固化剂反应即得胶粘固化体系。

本发明具有以下优点：

1、本发明的风力发电叶片的层状硅酸盐插层复合胶粘剂采用层状硅酸盐与胶粘体系混合的方式，形成纳米级的微观插层结构。该复合胶粘剂利用插层结构的交错衔接和粘合原理，使粘合的抗冲击强度、抗冲模量及拉伸强度得到大幅提升，同时提高风力发电叶片粘合的韧性，使叶片粘合后拥有优异的抗疲劳稳定性，大大延长了风力发电叶片的使用寿命。