[發明專利]風電葉片用灌注聚氨酯樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 202110698958.2
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113501930B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 熊高虎;周百能;楊紅;鐘連兵;茍鵬飛;肖毅
• 申請（專利權）人: 四川東樹新材料有限公司
• 主分類號: C08G18/67
• 分類號: C08G18/67;C08G18/48
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 張徭堯;柯海軍

本發明涉及風電葉片用灌注聚氨酯樹脂及其制備方法，屬于風電技術復合材料領域。本發明風電葉片用灌注聚氨酯樹脂，包括分別包裝且在使用時混合的組分A和組分B；所述組分A包括聚合異氰酸酯、異氰酸酯單體和引發劑；所述組分B包括2官能度聚醚多元醇、3官能度聚醚多元醇、除水劑、活性稀釋劑、消泡劑、聚氨酯延遲催化劑和促進劑。本發明為雙組份聚氨酯體系，混合后的聚氨酯體系，具有混合粘度低，凝膠時間長，力學強度高，水分敏感度低的優點，由該聚氨酯制備的復合材料制品無氣泡，FRP性能優良，完全滿足風電葉片制造的要求。且其制備方法簡單，原料成本低，灌注過程無氣泡、發白等缺陷產生，可以廣泛應用于各類大型風電葉片復合材料的制備。

技術領域

本發明涉及風電葉片用灌注聚氨酯樹脂及其制備方法，屬于風電技術領域。

背景技術

隨著經濟的快速發展，對能源的需求增長也很快，而風能作為一種綠色可再生能源得到了越來越多的重視，風電行業也以飛快的速度發展著。風電葉片是風力發電機組重要的組成部分之一，它主要起著捕捉風力并傳承給發電機組的作用。目前全球大部分的風電葉片都是通過真空輔助灌注工藝生產的纖維增強復合材料(FRP)。而在生產這些超過30米，40米，50米甚至60米以上的復合材料葉片時，真空灌注樹脂本身的工藝性能的優異在很大程度上會決定所生產的葉片質量的好壞。

現階段用于制造風電葉片的樹脂主要是環氧樹脂，其主要是由環氧樹脂活性稀釋劑以及胺類組成。采用普通環氧樹脂制作葉片的主要缺點在于混合粘度高，后固化時間長等缺陷。申請號為201510058667.1的中國發明專利公開了環氧樹脂組合物及其制備方法和用于風電葉片的復合材料，所述環氧樹脂組合物包括環氧樹脂、稀釋劑、聚醚胺和脂環族胺，通過組分間的協同作用使得該組合物具有低粘度、低放熱峰時間和較長的放熱峰時間，適用于真空灌注成型技術。申請號為201610755782.9的中國發明專利公開了一種風電葉片用真空灌注環氧樹脂系統，其包括A組分和B組分，所述A組分按重量百分比計包括：雙酚A型環氧樹脂75-95％；環氧稀釋劑5-30％；所述B組分按重量百分比計包括：聚醚胺固化劑50-90％；異佛爾酮二胺10-60％；改性胺5-40％；所述A組分和B組分按照重量份100：(28-34)的比例混合。申請號為202011583675.5的中國發明專利公開了一種高效低成本風電葉片用灌注樹脂，包括A組分和B組分，所述A組分和B組分的質量之比為100：33-27；所述A組分由環氧樹脂、活性稀釋劑、高效稀釋劑、消泡劑和偶聯劑組成；所述B組分中由聚醚胺固化劑、脂環胺固化劑、改性胺固化劑、促進劑和顏填料組成。

可見，雖然現有技術對環氧樹脂有所改進，但所使用的原料成本較高，尤其是聚醚胺和異弗爾酮二胺等。也有采用乙烯基環氧樹脂和不飽和樹脂灌注風電葉片，但是均存在收縮率大，含有苯乙烯等有毒有害揮發物質等缺陷，最終不能被市場接受。

聚氨酯作為應用最廣泛的樹脂，在家具、制革以及復合材料等相關領域均有重要應用，但是由于聚氨酯對水分敏感，在要求不發泡的聚氨酯基復合材料領域應用受到了極大的應用限制。目前報道的聚氨酯體系，普遍存在使用操作不便，凝膠時間短，力學性能差，對濕度敏感、灌注過程容易產生氣泡、鼓包、發白等突出缺陷，無法應用于灌注風電葉片板材。

發明內容

針對以上缺陷，本發明解決的技術問題是提供一種風電葉片用灌注聚氨酯樹脂。

本發明風電葉片用灌注聚氨酯樹脂，包括組分A和組分B；組分A和組分B分別包裝，使用時混合；

所述組分A包括以下重量份的組分：聚合異氰酸酯40～90份，異氰酸酯單體10～50份，引發劑0.01～1份；

所述組分B包括以下重量份的組分：2官能度聚醚多元醇10～50份，3官能度聚醚多元醇20～60份，除水劑0.1～1份，活性稀釋劑40～80份，消泡劑0.1～1份，聚氨酯延遲催化劑0.001～0.1份、促進劑0.001～0.1份。