一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶及其制备方法。该环氧结构胶主要由膏状环氧树脂混合物(主剂)和膏状胺类混合物(固化剂)组成。主剂主要组成包括：环氧树脂、稀释剂、增韧剂、功能填充料、疏水性触变剂、助剂组成；固化剂主要组成包括：胺类固化剂(聚醚胺、脂肪胺、芳香胺、聚酰胺)、增韧剂、功能填充料、疏水型触变剂、助剂组成。本发明专利技术产品具有操作时间长、刚性和韧性合理设计、粘结强度在耐海水和湿热性能方面优异，满足用于海洋环境大型环氧基风力发电叶片制造的合模粘接。

【技术实现步骤摘要】
一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶及其制备方法
本专利技术涉及环氧结构胶制备
，特别涉及一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶及其制备方法。
技术介绍
海上风电因其具有风资源持续稳定、风速高、发电量大、不占用土地资源等优点，且海上风电靠近经济发达地区，风电并网和消纳容易。通过近几年的快速发展，海上风电已从当初的实验和验证阶段，正在快速跨入规模化发展阶段。随着海上风电机组单台功率的不断提高，风电叶片也越来越大，风电叶片最长长度已超过80米，重量超过35吨，环氧基风电叶片作为海上风电系统的关键部件之一，在海洋环境下，对材料、工艺水平和质量可靠性要求也越来越高。从风电叶片的应用来分析，叶片的使用寿命内拥有持续、稳定的机械性能是关键，风电叶片必须承载在海洋环境下的周期性负荷，专利技术一种适用于海洋环境下，耐盐雾、耐湿热、抗疲劳的满足环氧基风电叶片合模粘接的环氧结构胶粘剂具有重要意义。风电叶片大多是采用玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制成的空心体结构，一般由根部、蒙皮、腹板三部分组成，图1为风电叶片截面示意图。叶片成型工艺一般是先在各专用模具上分别成型蒙皮1、腹板2、2a和梁帽等部件，然后采用结构胶3、3a、3b、3c将其粘接组装在一起，合模加压固化后制成叶片。与陆地风电相比，海上风电机组所处的环境与陆地条件截然不同，在设计和建设海上风电场过程中，必须考虑海上严酷恶劣的自然环境条件：盐雾、高温高湿、台风等因素，否则可能直接导致结构胶粘接失效，造成叶片开裂损毁现象。国际标准《IEC61400-23风力发电机组转子叶片的全尺寸比例结构试验》和国家标准《GB/T25383-2010风力发电机组风轮叶片》均明确提出了对叶片设计使用寿命不少于20年的耐久性要求。综合考虑严酷恶劣的海上风电场环境，且海上主流风电机组功率大都在3MW以上叶片用环氧结构胶粘剂的技术要求，结构胶应具有以下主要技术要求，见表1：表1海上风电叶片用环氧结构胶粘剂技术要求具有操作时间长、刚性和韧性合理设计、粘结强度及本体性能在耐海水、耐湿热和抗疲劳性能方面优异，满足用于海洋环境下大型环氧基风力发电叶片制造的合模粘接。
技术实现思路
：本专利技术的目的之一是提供一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶，该结构胶具有操作时间长、刚性和韧性合理设计、粘结强度及本体性能在耐海水、湿热性能和疲劳方面性能优异，满足用于海洋环境下大型环氧基风力发电叶片制造的合模粘接。本专利技术的目的之二是提供一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶的制备方法。作为本专利技术第一方面的一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶，由主剂和固化剂组成，其中所述主剂与固化剂之间的体积为2:1。其中，所述主剂由以下重量份的原料制备而成：所述固化剂由以下重量份的原料制备而成：在本专利技术的一个优选实施例中，所述主剂为黄色膏状体，固化剂为蓝色膏状体，通过体积比2:1混合后为深绿色膏状体，固化条件为70℃下固化5小时。在本专利技术的一个优选实施例中，所述主剂中的环氧树脂为四官能环氧树脂AG80与双酚A环氧树脂的混合物，其中所述四官能环氧树脂AG80与双酚A环氧树脂的质量比为1:12。在本专利技术的一个优选实施例中，所述双酚A环氧树脂为甲基环氧氯丙烷双酚A环氧树脂、环氧氯丙烷双酚A环氧树脂中的一种。在本专利技术的一个优选实施例中，所述双酚A环氧树脂为甲基环氧氯丙烷双酚A环氧树脂、环氧氯丙烷双酚A环氧树脂两者的混合，两者的质量比为1:3。在本专利技术的一个优选实施例中，所述主剂中的环氧稀释剂为三官能环氧稀释剂、二官能环氧稀释剂和单官能环氧稀释剂三者的混合物，三者的质量比为16:4:1。在本专利技术的一个优选实施例中，所述单官能环氧稀释剂为带苯环的单官能环氧稀释剂。在本专利技术的一个优选实施例中，所述主剂中的增韧剂为能形成海岛效应的一种具有聚氨酯特性的聚合物和核壳粒子两者的混合物，两者的质量比为5:1。在本专利技术的一个优选实施例中，所述能形成海岛效应的一种具有聚氨酯特性的聚合物为奇士增韧剂。在本专利技术的一个优选实施例中，所述核壳粒子为丙烯酸核壳粒子。在本专利技术的一个优选实施例中，所述主剂中的功能填充料为纤维状短玻纤、纳米碳酸钙、球状二氧化硅、纯硅酸钙或纯硅酸镁四者的混合物，四者之间的质量比为1:10:20:6。在本专利技术的一个优选实施例中，所述纤维状短玻纤的粒径为20目-1500目。在本专利技术的一个优选实施例中，所述球状二氧化硅为300目-5000目的球状二氧化硅。在本专利技术的一个优选实施例中，所述固化剂中的胺类固化剂为聚醚胺、芳香胺、脂环胺、桐油基聚酰胺四者的混合物，四者之间的质量比为40：7:3:15。在本专利技术的一个优选实施例中，所述主剂和固化剂中的疏水性触变剂为疏水性气相二氧化硅。在本专利技术的一个优选实施例中，所述主剂和固化剂中的助剂为偶联剂、抗氧剂、防霉剂、分子筛的混合物，四者之间的质量比为20:2:3:30。作为本专利技术第二方面的一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶的制备方法，包括如下步骤：1)主剂制备：将配方量的环氧树脂、环氧稀释剂、增韧剂通过计量泵按比例加入高速分散釜中，在真空下搅拌混合均匀；加入计量的助剂：抗氧剂，颜料和防霉剂，高速分散均匀；再加入计量的功能填充料高速分散均匀，加入疏水性触变剂搅拌均匀，控温60℃～100℃下，真空分散1小时～5小时，再加入计量助剂：偶联剂和分子筛，搅拌1～3小时，出料；2)固化剂制备将胺类固化剂通过计量泵按比例加入高速分散釜中，再加入计量的助剂：抗氧剂，颜料和防霉剂，高速分散均匀；继续加入计量的功能填充料高速分散均匀；加入疏水性触变剂搅拌均匀，控温60℃～100℃下，真空分散1小时～5小时，再加入计量的助剂偶联剂和分子筛，搅拌1～3小时，出料。在本专利技术的一个优选实施中，所述高速分散釜的转速为800～3000转/分。本专利技术制备的胶粘剂主剂和固化剂体积比2:1混合后,工艺性能满足表1(1～2性能)，混合物在70℃下固化5小时，进行4000小时盐雾和2000小时双85(温度85℃，湿度85％)试验后，物理性能达到表1(3～8性能)。本专利技术采用的以下技术，达到专利技术上述产品效果：1)本专利技术采用环氧树脂为四官能环氧树脂AG80和甲基环氧氯丙烷双酚A环氧树脂或/和环氧氯丙烷双酚A环氧树脂的混合物，在分子结构主体上保证了结构胶的刚性和韧性的结合，甲基环氧氯丙烷双酚A环氧的引入在分子结构上对盐水的浸入进行了阻隔。2)本专利技术采用的环氧稀释剂为三官能、二官能和带苯环的单官能缩水甘油醚稀释剂混合物，在保证物理性能的前提下，具备了优异的工艺操作性能。3)本专利技术采用的增韧剂为能形成海岛效应的具有聚氨酯特性的聚合物和核壳粒子混合物，在提升韧性的基础上，达到刚柔并济的效果。4)本专利技术采用的胺类固化剂为聚醚胺、芳香胺、脂环胺和桐油聚酰胺的混合物，在分子结构主体上保证了结构胶的刚性和韧性的结合、保证了结构胶具有较长的操作时间和非常优异的耐海水性能。5)本专利技术采用的功能填料为纤维状短玻纤(1mm-1500目)、纳米碳酸钙、球状二氧化硅(300目-5000目)、纯硅酸钙(镁)混合物进一步提升产品的耐湿热性能。6)本专利技术的助剂主要为颜料、偶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶，由主剂和固化剂组成，其中所述主剂与固化剂之间的体积比为2:1，其特征在于，所述主剂由以下重量份的原料制备而成：

【技术特征摘要】
1.一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶，由主剂和固化剂组成，其中所述主剂与固化剂之间的体积比为2:1，其特征在于，所述主剂由以下重量份的原料制备而成：所述固化剂由以下重量份的原料制备而成：2.如权利要求1所述的一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶，其特征在于，所述主剂为黄色膏状体，固化剂为蓝色膏状体，通过体积比2:1混合后为深绿色膏状体，固化条件为70℃下固化5小时。3.如权利要求1所述的一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶，其特征在于，所述主剂中的环氧树脂为四官能环氧树脂AG80与双酚A环氧树脂的混合物，其中所述四官能环氧树脂AG80与双酚A环氧树脂的质量比为1:12。4.如权利要求3所述的一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶，其特征在于，所述双酚A环氧树脂为甲基环氧氯丙烷双酚A环氧树脂、环氧氯丙烷双酚A环氧树脂中的一种。5.如权利要求3所述的一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶，其特征在于，所述双酚A环氧树脂为甲基环氧氯丙烷双酚A环氧树脂、环氧氯丙烷双酚A环氧树脂两者的混合，两者的质量比为1:3。6.如权利要求1所述的一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶，其特征在于，所述主剂中的环氧稀释剂为三官能环氧稀释剂、二官能环氧稀释剂和单官能环氧稀释剂三者的混合物，三者的质量比为16:4:1。7.如权利要求6所述的一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶，其特征在于，所述单官能环氧稀释剂为带苯环的单官能环氧稀释剂。8.如权利要求1所述的一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶，其特征在于，所述主剂中的增韧剂为能形成海岛效应的一种具有聚氨酯特性的聚合物和核壳粒子两者的混合物，两者的质量比为5:1。9.如权利要求8所述的一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶，其特征在于，所述能形成海岛效应的一种具有聚氨酯特性的聚合物为奇士增韧剂。10.如权利要求8所述的一种用于耐盐雾、耐湿热的风力发电叶片合模粘接的环氧结构胶，其特征在于，所述核壳粒子为丙烯酸核壳粒子。11.如权利要求1所述的一种用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚其胜，李达，
申请(专利权)人：上海康达化工新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31