[發明專利]一種自修復智能風電葉片及其制備方法

在審

• 申請號: 201811150198.6
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN108973185A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 袁凌;褚景春;申亞茹;潘磊;李穎;劉偉超;周文明
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司
• 主分類號: B29D99/00
• 分類號: B29D99/00;F03D80/00
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所(普通合伙) 11303
• 代理人: 朱麗華

本發明公開了一種自修復智能風電葉片，葉片由玻璃纖維或碳纖維增強的環氧樹脂復合材料通過真空灌注工藝澆注而成，環氧樹脂復合材料中嵌設有并排設置的第一中空玻璃管和第二中空玻璃管，第一中空玻璃管中封裝有經過脫泡的環氧樹脂，第二中空玻璃管中封裝有環氧樹脂固化劑。該第一和第二中空玻璃管設置在葉片的大梁或后緣梁上；第一和第二中空玻璃管的鋪設方向與環氧樹脂復合材料中纖維的鋪設方向相同。第一和第二中空玻璃管長度為0.5～1m，外徑為0.8～1.2mm，內徑為0.5～1.0mm。還公開了自修復智能風電葉片的制備方法。本發明葉片在其基體出現裂紋時兩種中空玻璃管中的修復劑流出，混合，常溫下固化，實現快速修復裂紋，減少葉片疲勞源頭，提高葉片壽命。

技術領域

本發明涉及風電葉片技術領域，特別是涉及一種自修復智能風電葉片及其制備方法。

背景技術

風力機葉片是風機的重要組成部件，其長期在惡劣的自然環境中暴露運行，不僅需要承受大的風荷載，還要經受沙子石子沖擊，以及強烈的紫外線照射，因此風電場經常會遇到葉片開裂等問題，這些問題導致風機停機，進而影響發電量，有些問題甚至會導致葉片損毀，造成更大的經濟損失。因此研發一種可以模擬生物體自我愈合能力的智能化風力機葉片具有重大的研究價值和意義。

目前，大多數風電機葉片的材料是由玻璃纖維增強的環氧樹脂(玻璃鋼)復合材料通過真空灌注工藝澆筑而成，而這種復合材料在運行過程中會由于疲勞、沖擊等各種原因在玻璃鋼復合材料內部產生微裂紋，這種微裂紋會隨著葉片的運行在材料內部繼續擴展，進而會形成宏觀裂紋，最終導致風力機葉片斷裂。這些裂紋在擴展初期很難被檢測出來，當裂紋擴展到肉眼可以檢測到的時候，此時葉片已經不能再繼續運行，需要立即停機，并在損傷區采用手糊的方式進行修復。

由此可見，上述現有的風電葉片顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創設一種新的自修復智能風電葉片及其制備方法，使其能在裂紋擴展初始就能使得風電葉片自檢到損傷，并自我實現修復，大大提升葉片的使用壽命及安全性，成為本領域急需改進的目標。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種自修復智能風電葉片，使其能在裂紋擴展初始就能使得風電葉片自檢到損傷，并自我實現修復，大大提升葉片的使用壽命及安全性，從而克服現有的風電葉片的不足。

為解決上述技術問題，本發明提供一種自修復智能風電葉片，所述葉片由玻璃纖維或碳纖維增強的環氧樹脂復合材料通過真空灌注工藝澆注而成，所述環氧樹脂復合材料中嵌設有并排設置的第一中空玻璃管和第二中空玻璃管，所述第一中空玻璃管中封裝有經過脫泡的環氧樹脂，所述第二中空玻璃管中封裝有環氧樹脂固化劑。

作為本發明的一種改進，所述第一中空玻璃管和第二中空玻璃管設置在所述葉片的大梁或后緣梁上；

且所述第一中空玻璃管和第二中空玻璃管的鋪設方向與所述環氧樹脂復合材料中纖維的鋪設方向相同。

進一步改進，所述第一中空玻璃管中的環氧樹脂采用經過脫泡的LR235型號的樹脂，所述第二中空玻璃管中的環氧樹脂固化劑采用LH234型號的胺類固化劑。

進一步改進，所述第一中空玻璃管和第二中空玻璃管的兩端均通過環氧樹脂和其固化劑的混合物封口，所述混合物中環氧樹脂和其固化劑的混合比為100:20～40。

進一步改進，所述第一中空玻璃管和第二中空玻璃管的長度為0.5m～1m，其外徑為0.8mm～1.2mm，其內徑為0.5mm～1.0mm。

進一步改進，所述第一中空玻璃管和第二中空玻璃管采用軟玻璃管材質。

本發明還提供了一種自修復智能風電葉片的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：