[发明专利]一种高速风机叶片用玻璃钢预浸料

说明书

本发明公开一种高速风机叶片用玻璃钢预浸料，涉及高分子材料技术领域。本发明公开的高速风机叶片用玻璃钢预浸料一种高速风机叶片用玻璃钢预浸料，是含有玻璃纤维与环氧树脂组合物的玻璃纤维预浸料，所述环氧树脂组合物包括环氧树脂100份、复合固化剂15‑35份、固化促进剂1‑4份、增韧剂10‑15份和硅烷偶联剂3‑5份；所述玻璃纤维预浸料中玻璃纤维以重量计的含量为45‑65％；所述复合固化剂为位阻胺和二氨甲基环己烷的混合固化剂；所述增韧剂为三元乙丙橡胶/纳米SiO₂复合物。本发明提供了一种高速风机叶片用玻璃钢预浸料及其制备方法，该预浸料具有优良的高低温稳定性，机械强度，抗冲击性能，耐腐蚀和耐磨性，并与胶黏剂间有很好的粘结强度，对叶片的制备工艺无限制。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种高速风机叶片用玻璃钢预浸料及其制备方法。

背景技术

高速风机叶片是风机系统的重要部件，高速运转中的叶片承受很高的离心力和交变载荷；风机叶片需适应外部环境因素的影响；同时面临空气中杂质对叶片的冲击，因此，叶片材料需要满足：有较高的力学性能和抗蠕变性能；有较高的抗振动衰减能力；高的组织稳定性；良好的耐腐蚀和抗冲蚀能力；还具有良好的工艺性能。而目前高速风机叶片主要通过预浸料层层铺贴后加热固化而制成的。

环氧树脂具有粘结力强、加工性好和收缩率小等特性，成为预浸料领域应用最多的热固性树脂之一，但是环氧树脂因交联密度高，脆性大，其抗疲劳强度和冲击韧性难以满足叶片性能的要求。现有的环氧树脂主要通过添加增韧剂来改善其韧性，比如液态丁腈橡胶、聚酰胺树脂等，但是材料的弯曲强度、拉伸强度和耐热性能等均有不同程度的降低，存在许多的不足之处。

玻璃纤维具有强度高、尺寸稳定、耐高温和耐腐蚀等优点，常用来作为预浸料中增强基体，但是其性脆、不耐折、不耐磨等严重影响叶片的使用寿命。现有技术中，玻璃纤维的表面处理方法主要采用浸润剂处理，浸润剂中含有偶联剂，且偶联剂含量偏高，性质不稳定，影响实际使用效果；浸润剂中成分较多，储存稳定性有待提高，使用过程中常常发生分相，进而影响浸胶质量。

因此，环氧树脂和玻璃纤维的不足，常常导致玻璃纤维预浸料的机械强度不高，高温性能不佳，抗冲蚀能力不足等，影响叶片的使用寿命，使成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速风机叶片用玻璃钢预浸料及其制备方法，该预浸料具有优良的高低温稳定性，机械强度，抗冲击性能，耐腐蚀和耐磨性，并与胶黏剂间有很好的粘结强度，对叶片的制备工艺无限制。

为了实现本发明的目的，本发明提供了一种高速风机叶片用玻璃钢预浸料，是含有玻璃纤维与环氧树脂组合物的玻璃纤维预浸料，所述环氧树脂组合物包括环氧树脂100份、复合固化剂15-35份、固化促进剂1-4份、增韧剂10-15份和硅烷偶联剂3-5份；

所述玻璃纤维预浸料中玻璃纤维以重量计的含量为45-65％；

所述复合固化剂为位阻胺和二氨甲基环己烷的混合固化剂；

所述增韧剂为三元乙丙橡胶/纳米SiO₂复合物。

进一步的，所述玻璃纤维为玻璃纤维单轴布。

进一步的，所述三元乙丙橡胶/纳米SiO₂复合物的制备方法为：将纳米SiO₂加入到三异丙醇胺中，升温至70-80℃，搅拌30-45min，自然冷却，然后加入三元乙丙橡胶和无味DCP，在40-50℃下搅拌10-15min，冷却至室温，制得三元乙丙橡胶/纳米SiO₂复合物。

进一步的，所述三元乙丙橡胶与无味DCP的质量比为1：(0.05-0.08)，所述三元乙丙橡胶与的纳米SiO₂质量比为1：(0.35-0.55)，所述纳米SiO₂与三异丙醇胺的质量比为1：(0.1-0.15)。