[發明專利]一種用于制造風力發電機葉片的環氧樹脂膠粘劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201010186132.X
• 申請日: 2010-05-22
• 公開（公告）號: CN101851481A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 周百能;盧毅;翟保利;楊青海;王萍;鐘連兵;胡星;肖毅
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團東方汽輪機有限公司
• 主分類號: C09J163/02
• 分類號: C09J163/02;C09J11/04;C09J11/08
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所 51106
• 代理人: 劉克勤

技術領域：

本發明涉及一種用于制造風力發電機葉片的環氧樹脂膠粘劑以及該膠粘劑的制備方法，它特別適合用于制造兆瓦級風力發電機葉片。

背景技術：

風力發電為無污染發電，是富有生命力的清潔能源，風電的高速發展已成必然趨勢。風力發電依靠的主要設備是風力發電機組，風力發電機最重要、最昂貴的部件為葉輪，單個葉輪約占整個風力發電機成本的20％，而葉輪的關鍵則是葉片，葉片的好壞直接影響風力發電機組的效率、壽命和性能。風力發電機的葉片主要采用的是復合材料，尤其是兆瓦級以上的風力發電機葉片，復合材料的葉片配套用環氧樹脂膠粘劑是風力發電機葉片制備的關鍵材料。

環氧樹脂膠粘劑自20世紀50年代開始應用以來，發展較快，是性能較為全面、應用相當廣泛的一類膠粘劑。雖然我國環氧樹脂膠粘劑已發展多年，廣泛應用于電子、罐封、食品等行業，但仍缺乏高端產品，特別是用于制造風力發電機葉片的環氧樹脂膠粘劑，這其中尤其以兆瓦級以上的風力發電機葉片配套用環氧樹脂膠粘劑更為突出。長期以來，生產風力發電機葉片的環氧樹脂膠粘劑一直被國外相關大公司壟斷，其配方及制備工藝對外保密，使得我國風力發電機葉片制造企業不得不依賴這些大公司，花費高昂的價格從這些大公司進口環氧樹脂膠粘劑。然而，進口環氧樹脂膠粘劑除了價格高昂外，供應鏈也相當吃緊，這在很大程度上影響了我國葉片制造企業的正常生產和利潤水平，從而嚴重制約和影響我國風電行業的發展。為了增強我國風力發電機葉片的制造能力，快速推動我國風電事業前進的步伐，實現兆瓦級風力發電機葉片配套用環氧樹脂膠粘劑的國產化已迫在眉睫。

近年來，我國也在開發風電葉片環氧樹脂膠粘劑，主要著眼于解決傳統環氧樹脂膠粘劑在柔韌性和防開裂性能上存在的問題。例如中國專利文獻公開的“一種風電級雙組分環氧膠粘劑及其制備方法”(公開號：CN101550325A，公開日：2009年10月7日)和“一種用于風力發電葉片結構膠的改性環氧樹脂及制備方法”(公開號：CN101525439A，公開日：2009年9月9日)，它們都是通過在環氧樹脂分子中引入柔性的鏈段(CN101550325A引入了丙烯酸鏈，CN101525439A引入了聚氨酯鏈)，以提高環氧樹脂膠粘劑的柔韌性，防止材料開裂。但它們的問題在于：

1.風力發電機葉片一般是由上半殼體、下半殼體和剪切梁三部分構成，用膠粘劑使它們相互粘接成為一個整體。風力發電機葉片在運行過程中，粘結層受到剪切力、剝離力等的作用，需要膠粘劑材料具有較高的強度。此外，膠粘劑還需要使力有效地在上、下半殼體以及剪切梁之間傳遞，因此需要膠粘劑材料具有較高的模量。葉片越長，對膠粘劑材料的強度和模量要求就越大，兆瓦級風機葉片一般都超過30米，重達幾噸，對膠粘劑的強度和模量要求特別高。CN101550325A在樹脂分子中引入了丙烯酸鏈，CN101525439A在樹脂分子中引入了聚氨酯鏈，這會導致材料強度和模量的下降，達不到兆瓦級以上的風力發電機葉片的技術要求，只能用于制造尺寸小、重量輕的小型風力發電機葉片。

2.用丙烯酸或聚氨酯對環氧樹脂改性的工藝繁瑣，裝置投資大，制備周期長，制得的膠粘劑成本高，經濟性差。

發明內容：

本發明的目的是提供一種用于制造風力發電機葉片的環氧樹脂膠粘劑，特別是用于制造兆瓦級以上風力發電機葉片的環氧樹脂膠粘劑，以及該環氧樹脂膠粘劑的制備方法。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

一種用于制造風力發電機葉片的環氧樹脂膠粘劑，該環氧樹脂膠粘劑由樹脂部分和固化劑部分組合而成，所述樹脂部分包括：環氧樹脂、稀釋劑、填料、觸變劑和助劑；所述固化劑部分包括胺類固化劑、填料和觸變劑；所述填料包括粉末狀填料和纖維狀填料兩部分。

所述樹脂部分的原料配比按以下重量比計算：

環氧樹脂??????????????30～70份

稀釋劑????????????????2～15份

粉末狀填料????????????10～45份

纖維狀填料????????????5～30份

觸變劑????????????????1～8份

助劑??????????????????0～8份

所述固化劑部分的原料配比按以下重量比計算：

胺類固化劑????????????35～65份

粉末狀填料????????????10～45份

纖維狀填料????????????8～30份

觸變劑????????????????1～8份