[发明专利]风电叶片用灌注聚氨酯树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及风电叶片用灌注聚氨酯树脂及其制备方法，属于风电技术复合材料领域。本发明风电叶片用灌注聚氨酯树脂，包括分别包装且在使用时混合的组分A和组分B；所述组分A包括聚合异氰酸酯、异氰酸酯单体和引发剂；所述组分B包括2官能度聚醚多元醇、3官能度聚醚多元醇、除水剂、活性稀释剂、消泡剂、聚氨酯延迟催化剂和促进剂。本发明为双组份聚氨酯体系，混合后的聚氨酯体系，具有混合粘度低，凝胶时间长，力学强度高，水分敏感度低的优点，由该聚氨酯制备的复合材料制品无气泡，FRP性能优良，完全满足风电叶片制造的要求。且其制备方法简单，原料成本低，灌注过程无气泡、发白等缺陷产生，可以广泛应用于各类大型风电叶片复合材料的制备。

技术领域

本发明涉及风电叶片用灌注聚氨酯树脂及其制备方法，属于风电技术领域。

背景技术

随着经济的快速发展，对能源的需求增长也很快，而风能作为一种绿色可再生能源得到了越来越多的重视，风电行业也以飞快的速度发展着。风电叶片是风力发电机组重要的组成部分之一，它主要起着捕捉风力并传承给发电机组的作用。目前全球大部分的风电叶片都是通过真空辅助灌注工艺生产的纤维增强复合材料(FRP)。而在生产这些超过30米，40米，50米甚至60米以上的复合材料叶片时，真空灌注树脂本身的工艺性能的优异在很大程度上会决定所生产的叶片质量的好坏。

现阶段用于制造风电叶片的树脂主要是环氧树脂，其主要是由环氧树脂活性稀释剂以及胺类组成。采用普通环氧树脂制作叶片的主要缺点在于混合粘度高，后固化时间长等缺陷。申请号为201510058667.1的中国发明专利公开了环氧树脂组合物及其制备方法和用于风电叶片的复合材料，所述环氧树脂组合物包括环氧树脂、稀释剂、聚醚胺和脂环族胺，通过组分间的协同作用使得该组合物具有低粘度、低放热峰时间和较长的放热峰时间，适用于真空灌注成型技术。申请号为201610755782.9的中国发明专利公开了一种风电叶片用真空灌注环氧树脂系统，其包括A组分和B组分，所述A组分按重量百分比计包括：双酚A型环氧树脂75-95％；环氧稀释剂5-30％；所述B组分按重量百分比计包括：聚醚胺固化剂50-90％；异佛尔酮二胺10-60％；改性胺5-40％；所述A组分和B组分按照重量份100：(28-34)的比例混合。申请号为202011583675.5的中国发明专利公开了一种高效低成本风电叶片用灌注树脂，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的质量之比为100：33-27；所述A组分由环氧树脂、活性稀释剂、高效稀释剂、消泡剂和偶联剂组成；所述B组分中由聚醚胺固化剂、脂环胺固化剂、改性胺固化剂、促进剂和颜填料组成。

可见，虽然现有技术对环氧树脂有所改进，但所使用的原料成本较高，尤其是聚醚胺和异弗尔酮二胺等。也有采用乙烯基环氧树脂和不饱和树脂灌注风电叶片，但是均存在收缩率大，含有苯乙烯等有毒有害挥发物质等缺陷，最终不能被市场接受。

聚氨酯作为应用最广泛的树脂，在家具、制革以及复合材料等相关领域均有重要应用，但是由于聚氨酯对水分敏感，在要求不发泡的聚氨酯基复合材料领域应用受到了极大的应用限制。目前报道的聚氨酯体系，普遍存在使用操作不便，凝胶时间短，力学性能差，对湿度敏感、灌注过程容易产生气泡、鼓包、发白等突出缺陷，无法应用于灌注风电叶片板材。

发明内容

针对以上缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种风电叶片用灌注聚氨酯树脂。

本发明风电叶片用灌注聚氨酯树脂，包括组分A和组分B；组分A和组分B分别包装，使用时混合；

所述组分A包括以下重量份的组分：聚合异氰酸酯40～90份，异氰酸酯单体10～50份，引发剂0.01～1份；

所述组分B包括以下重量份的组分：2官能度聚醚多元醇10～50份，3官能度聚醚多元醇20～60份，除水剂0.1～1份，活性稀释剂40～80份，消泡剂0.1～1份，聚氨酯延迟催化剂0.001～0.1份、促进剂0.001～0.1份。