[發明專利]一種風力發電機葉片用復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810200059.3
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN108623999A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 程勁松
• 申請（專利權）人: 合肥尚強電氣科技有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K13/06;C08K9/10;C08K9/00;C08K7/14;C08K3/04;C08J5/08
• 代理公司: 合肥道正企智知識產權代理有限公司 34130
• 代理人: 張浩

本發明公開了一種風力發電機葉片用復合材料及其制備方法，所述復合材料由以下質量百分含量的原料組成：環氧樹脂35?60％、玻璃纖維10?30％、碳納米管2?5％、加工助劑1.4?5.0％、稀釋劑4?6％、偶聯劑0.2?0.5％，余量為固化劑。本發明風力發電機葉片用復合材料，可以改善現有技術的缺點，玻璃纖維可以增強熱塑性樹脂復合材料因為纖維在基體樹脂中存在方式不僅是連續的，而且還以大致平行的方式排列，纖維在其長度方向上能充分發揮纖維的高強高模特性，因此能夠保證風力發電機葉片的整體機械性能。另外，加入的碳納米管可以增強復合材料的拉伸性能、疲勞性能和斷裂韌性，同時增加復合材料抗老化能能力。

技術領域

本發明涉及纖維增強熱塑性樹脂復合材料技術領域，具體涉及一種風力發電機葉片用復合材料及其制備方法。

背景技術

葉片是風力發電機中最基礎和最關鍵的部件。惡劣的環境和長期不停地運轉，要求葉片具有比重輕，耐疲勞強度、耐腐蝕、耐紫外線照射和耐雷擊等優異性能，且要求安裝、維護費用低。因此能夠生產出優質的葉片就需要有性能優越及適宜的原材料作保證。纖維增強復合材料因為具有比強度高、比模量大等優點，是作為風力發電機葉片生產的首選材料。

但目前風力發電機葉片用復合材料存在著機械強度不足、耐老化能力差等缺點，難以滿足生產需要。

發明內容

為了克服現有技術中存在的問題，本發明提供了一種高強度、高模量和耐老化的風力發電機葉片用復合材料。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案來實現的：

一種風力發電機葉片用復合材料，所述復合材料由以下質量百分含量的原料組成：

在其中一個實施例中，所述復合材料由以下質量百分含量的原料組成：

在其中一個實施例中，所述環氧樹脂為重量比為1：(0.5-5)的雙酚A環氧樹脂和雙酚F環氧樹脂的混合物。

在其中一個實施例中，所述稀釋劑為1,4-丁二醇二縮水甘油醚。

在其中一個實施例中，所述偶聯劑為KH560。

在其中一個實施例中，所述固化劑為環氧樹脂固化劑T31。

在其中一個實施例中，所述功能助劑包括潤滑劑、抗氧劑、光穩定劑、紫外線吸收劑和相容劑。

在其中一個實施例中，所述潤滑劑為硬脂酸鈣；所述抗氧劑為抗氧劑1076；所述光穩定劑為HALS受阻胺；所述紫外線吸收劑為二苯甲酮；所述相容劑為乙撐雙硬脂酰胺。

在其中一個實施例中，所述潤滑劑在所述復合材料中的質量含量為0.1-0.5％；所述抗氧劑在所述復合材料中的質量含量為0.5-1.5％；所述光穩定劑在所述復合材料中的質量含量為0.2-0.8％；所述紫外線吸收劑在所述復合材料中的質量含量為0.1-0.3％；所述相容劑在所述復合材料中的質量含量為0.3-1.2％。

本發明還提供了所述風力發電機葉片用復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)在室溫條件下，將玻璃纖維通過低溫等離子處理箱，并且裝箱備用；

(2)將碳納米管放入高速攪拌機中，在高速攪拌的條件下，緩慢倒入偶聯劑，并使偶聯劑均勻的包覆在碳納米管的表面；

(3)按配比將環氧樹脂、加工助劑、稀釋劑和固化劑攪拌混合均勻，得到混合基料；

(4)把步驟(1)處理后的玻璃纖維、步驟(2)處理后的碳納米管與步驟(3)的混合基料加入雙螺桿擠出，經雙螺桿擠出機在260-280℃溫度下熔融、混煉、擠出造粒即得風力發電機葉片用復合材料。