一種兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠及其制備方法，兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠，由A、B組分按質量比100:40?100:50組成，本發明專利技術兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠有效解決了現有技術中環氧粘接膠的強度和韌性不能同時兼顧的問題，改進了環氧樹脂的結晶性，增強了環氧樹脂固化產物的韌性，使其固化產物在滿足兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠的基礎上，抗疲勞強度大大提高，膠體耐海水、鹽霧等介質腐蝕性能得到顯著的提升，滿足了兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠的使用要求。

【技術實現步驟摘要】
一種兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠及其制備方法
本專利技術涉及一種兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠及其制備方法，屬于粘接膠領域。
技術介紹
近年來，隨著全球范圍內對能源需求的持續增長，而化石能源的不可再生性及其大量使用帶來嚴峻的環境問題，促使新能源行業爆發增長。其中風力發電由于其可再生性、容量巨大、無污染和綜合治理成本較低等優點，收到世界各國越來越多的關注。根據全球風能理事會的統計，2014年全球風電新增裝機容量達到51477MW。在最新的十三五規劃中，風能作為能源結構調整中的重要角色，計劃裝機量2.5億千瓦。但是隨著風電產業的成熟，制造工藝的提升，發電端的成本要求不斷降低，再加上風場資源的有限性，促使如今的風力發電單機功率不斷增大，功率從最初的500kw，到如今已增大到8000kw，葉片長度也在不斷增加，預計未來將會超過100米。這就對風能葉片合模結構膠提出新的要求，在具備高強度的同時，還必須具備高的斷裂伸長率。目前國內市場主流的風能葉片膠是環氧類結構膠，其中邁圖的135G3/137G產品被廣泛的應用于風電市場，具有強度高，放熱小，其斷裂伸長率約為2.5％；目前國內康達的WD3135/WD3137產品也占據一定的市場，產品具有優異的觸變性及機械物理性能，其斷裂伸長率約3.0％。該系列產品主要應用于45.5m和56.6m的葉片合模過程。中國專利申請200910015026.2公開了一種風電級雙組份環氧膠粘劑，雖然其一定程度提升了環氧膠粘劑的韌性，但并未解決強度問題。隨著葉片的不斷伸長，現有膠粘劑產品已不能完全滿足使用要求，因此專利技術一種高斷裂伸長率的風能結構膠就具有工業化需求和廣闊的市場前景。此外，在環氧體系中，高強度和高韌性是一對矛盾的性能，增強填料在增加體系強度的同時，往往會引起韌性降低，降低體系的斷裂伸長率。在風能葉片結構膠應用中，如何實現機械強度和韌性的平衡是一個關鍵的問題。
技術實現思路
為了解決現有技術中環氧粘接膠強度和韌性不能同時兼顧的缺陷，本專利技術提供一種兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠及其制備方法，本專利技術兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠在風電葉片上下蒙皮合模時粘接使用，其固化產物在滿足兆瓦級風電葉片合模膠性能要求的基礎上，脆性降低韌性增強，抗疲勞性能大大提高。為解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案如下：一種兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠，由A、B組分按質量比100:40-100:50組成，其中：A組分的原料包括：B組分的原料包括：增韌劑1#為反應型環氧增韌劑，增韌劑2#為反應型聚氨酯環氧增韌劑，偶聯劑為硅烷偶聯劑，所述份數為質量份數。上述A組分和B組分中觸變劑相同。為了進一步兼顧兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠的強度和韌性，增韌劑1#為QS-BE反應型環氧增韌劑；增韌劑2#為ATBNX168增韌劑或卡內卡公司橡膠增韌劑。上述QS-BE即北京金島騎士有限公司的QS-BE反應型環氧增韌劑；ATBNX168增韌劑購自深圳佳迪達公司；為了進一步提高兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠的粘結強度，偶聯劑為硅烷偶聯劑KH560或KH-570。為了進一步促進各組分之間的協同效應，增強消泡效果，提高兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠的強度，消泡劑為BYKA530消泡劑或BYKA525消泡劑。BYKA530消泡劑即德國畢克化學公司生產的BYK牌A530消泡劑。為了進一步兼顧兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠的強度和韌性，觸變劑為白炭黑或白炭黑與膨潤土質量比為50:(50±5)的混合物。進一步優選，觸變劑為WACKERH18。為了促進各組分之間的協同效應，進一步兼顧兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠的強度和韌性，潤濕分散劑為BYKW9901。本申請選擇環氧樹脂E-44，為了增加在潮濕環境下膠體與底材的粘結力，同時加入部分E-51環氧樹脂和雙酚F環氧樹脂適當提升改善膠體的交聯密度，同時在降低了在氣溫較低時的樹脂粘度；同時加入了QS-BE和ATBNX168作為增韌劑，改善了環氧樹脂的脆性并降低樹脂的粘度，與環氧樹脂和固化劑均能很好的互溶；活性硅微粉和活性碳酸鈣復配后作為填料，以提高膠體的粘結強度、交聯強度；選用的偶聯劑KH560以提高粘結強度；采用的消泡劑為BYKA-530，消泡效果好；通過各組分之間意想不到的協同效應，使環氧粘接膠的強度和韌性同時得到了保證，抗疲勞性能大大提高。為了進一步保證兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠的綜合性能，優選，環氧樹脂E-44為15-20份，環氧樹脂E-51為15-20份，聚醚胺固化劑D230為7-10份，聚酰胺類固化劑Versamid140為7-10份，所述份數為質量份數。上述兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠的制備方法，A組分的制備：包括順序相接的如下步驟：A1：將環氧樹脂E-44、環氧樹脂E-51、雙酚F型環氧樹脂、環氧樹脂E-20、增韌劑1#、增韌劑2#、偶聯劑、消泡劑和潤濕分散劑，攪勻；A2：將觸變劑加入步驟A1所得的物料中，高速分散使其形成觸變性；A3：將玻璃纖維粉、活性硅微粉和活性碳酸鈣粉加入步驟A2所得的物料中，攪勻、抽真空后再進行噴淋脫泡，然后進行灌裝；B組分的制備：包括順序相接的如下步驟：B1：將聚醚胺固化劑D230、聚醚胺固化劑T5000和聚酰胺固化劑Versamid140，攪勻；B2：將觸變劑加入步驟B1所得的物料中，高速分散使其形成觸變性；B3：將活性硅微粉加入步驟B2所得的物料中，攪勻、抽真空后再進行噴淋脫泡，然后進行灌裝；將A、B組分灌裝完畢后，通過自動混膠設備混合擠出，即獲得兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠。步驟A2和步驟B2中的高速為線切割速度≥10m/s的速度。本專利技術未提及的技術均參照現有技術。本專利技術兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠有效解決了現有技術中環氧粘接膠的強度和韌性不能同時兼顧的問題，改進了環氧樹脂的結晶性，增強了環氧樹脂固化產物的韌性，使其固化產物在滿足兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠的基礎上，抗疲勞強度大大提高，膠體耐海水、鹽霧等介質腐蝕性能得到顯著的提升，滿足了兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠的使用要求。具體實施方式為了更好地理解本專利技術，下面結合實施例進一步闡明本專利技術的內容，但本專利技術的內容不僅僅局限于下面的實施例。實施例中，增韌劑1#為北京金島騎士有限公司的QS-BE反應型環氧增韌劑；增韌劑2#為深圳佳迪達公司的ATBNX168；偶聯劑的型號為KH560；消泡劑為德國畢克化學公司生產的BYK牌A530消泡劑；實施例1的觸變劑為白炭黑WACKERH18，實施例2的觸變劑為白炭黑WACKERH18與膨潤土BYK7305的質量比為50:50的混合物，各例中A組分和B組分中觸變劑相同；潤濕分散劑為BYKW9901。實施例1兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠的原料組分包括：A組分，按重量份數計算：B組分，按重量份數計算：兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠的制備如下：第一步，A組分的配制：將重量份數為20份的環氧樹脂E-44，20份的環氧樹脂E-51，15份的雙酚F型環氧樹脂，5份的環氧樹脂E-20，5份的增韌劑1#，5份的增韌劑2#，0.8份的偶聯劑，0.3份的消泡劑，0.3份的潤濕分散劑，加入攪拌釜中，攪拌均勻；加入6份的觸變劑，高速(線切割速度≥10m/s)分散使其形成觸變性；加入20份玻璃纖維粉，20份的活性硅微粉，10份的活性碳酸鈣粉，攪拌本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠，其特征在于：由A、B組分按質量比100:40?100:50組成，其中：A組分的原料包括：

【技術特征摘要】
1.一種兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠，其特征在于：由A、B組分按質量比100:40-100:50組成，其中：A組分的原料包括：B組分的原料包括：增韌劑1#為反應型環氧增韌劑，增韌劑2#為反應型聚氨酯環氧增韌劑，偶聯劑為硅烷偶聯劑，所述份數為質量份數。2.如權利要求1所述的兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠，其特征在于：增韌劑1#為QS-BE反應型環氧增韌劑；增韌劑2#為ATBNX168增韌劑或橡膠增韌劑。3.如權利要求1或2所述的兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠，其特征在于：偶聯劑為硅烷偶聯劑KH560或KH-570。4.如權利要求1或2所述的兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠，其特征在于：消泡劑為BYKA530消泡劑或BYKA525消泡劑。5.如權利要求1或2所述的兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠，其特征在于：觸變劑為白炭黑或白炭黑與膨潤土質量比為50:(50±5)的混合物。6.如權利要求5所述的兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠，其特征在于：觸變劑為WACKERH18。7.如權利要求1或2所述的兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠，其特征在于：潤濕分散劑為BYKW9901。8.如權利要求1或2所述的兆瓦級風電葉片用環氧粘接膠，其特征在于：環氧樹脂E-44為15-20份，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張莉莉，包兆鼎，聶春嶺，孫濱，李煒，
申請(專利權)人：南京海拓復合材料有限責任公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32