[发明专利]风机叶片材料

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种风机叶片材料，属于风力设备技术领域。

背景技术

在当今不可再生能源日渐短缺、气候急剧变化、环境日益恶化的全球背景下，风能作为可再生、绿色环保能源受到各国高度关注，也将是我国当前新能源利用的主要方向，也是未来电力的先进生产力。按叶片造价在总机中占1/4成本计算，未来15年中国风机叶片的国内市场规模将超过500亿元。“十一五”规划明确提出，新建的风电场的风机叶片等风电设备的国产化率必须达到70%以上，因此，仅十几年里风能发电在我国有相当大的发展空间，形成了当前国内的风电热。

风机在工作过程中，风机叶片要承受强大的风载荷、气体冲刷、砂石粒子冲击、紫外线照射等外界作用。目前一般采用玻璃纤维增强的环氧树脂制的玻璃纤维复合材料叶片，为了提高复合材料叶片的载荷、耐腐蚀和耐冲刷等性能，有必要对树脂基体系统进行精心设计和改进。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种重量轻、结构强度高、生产制造成本低、运行安全可靠、安装和维护方便，整个风力机组单位千瓦时成本低，经济收益高的风机叶片材料。

为达上述目的，本发明提供一种风力发电机叶片材料，以纤维布和环氧树脂为基材，以单向碳纤维布作为增强材料，所述的环氧树脂为环氧乙烯基酯树脂，各组份按重量份计为：

玻璃纤维布            30—31

环氧乙烯基酯树脂      16—17

常温固化剂            0.2—0.4

单向碳纤维布          10m²。

采用本发明制成的复合材料叶片重量轻、强度高、可设计性强、制造和运输成本低。因采用性能优异的环氧树脂，改善碳纤维、树脂界面的粘结性能，提高叶片的承载能力，扩大碳纤维在大型叶片中的应用范围。结果表明复合材料叶片可以达到在恶劣工作环境中长期使用的性能。

在上述方案基础上，所述的常温固化剂为M50过氧化甲乙铜。

本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：

1、本发明使用的碳纤维的密度比玻璃纤维小约35%，强度大约40%，尤其是模量高了3—5倍，制得的叶片是玻璃纤维复合材料叶片刚度的2倍以上。

2、本发明使用碳纤维后，利用碳纤维的导电性能，可有效的避免雷击对叶片的损伤。

具体实施方式

以纤维布和环氧树脂为基材，以单向碳纤维布作为增强材料，各组份按重量份计为：

普通纤维布             30.5kg

环氧乙烯基酯树脂       16.5kg

M50过氧化甲乙铜        0.3kg

单向碳纤维布          10m²。

以上述材料复合成型工艺为：首先把增强材料铺覆模具上，增强材料的外形和铺层数根据叶片设计规定进行铺层，然后注入环氧乙烯基酯树脂，在保证树脂的最佳粘度及其流动特殊性的同时，尽可能减少复合材料的孔隙率，保证增强纤维在铺放成型过程中保持平直，获得良好力学性能的风机叶片。