风力发电罩体用高强度复合材料及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种风力发电罩体用高强度复合材料及其应用，涉及风力发电罩体材料技术领域，该种复合材料由以下原料组成：酚酞侧基聚醚酮、双酚A型聚砜、聚芳基乙炔基、糠酮醛树脂、水化硅酸钙、凯芙拉纤维、毛竹纤维、坡缕石粉末、笼型聚倍半硅氧烷、偶联剂、相容剂、抗氧剂。本发明专利技术的复合材料大大改善了材料的机械力学性能以及环境适应性能，应用性显著提升，原料间的协同作用使其在强度、韧性、弹性、耐老化性、屏蔽性、隔音性等方面上均得到了前所未有的提升，解决了现有技术中的不足，应用前景广阔。

High strength composite material for wind power cover and its application

【技术实现步骤摘要】
风力发电罩体用高强度复合材料及其应用
本专利技术涉及风力发电罩体材料
，具体涉及风力发电罩体用高强度复合材料及其应用。
技术介绍
随着新能源技术的发展，风能多年来一直是世界各国可再生能源研究的重点。风能的利用形式中，风力发电技术最成熟、最具商业化开发前景。大规模利用风力发电也是减少有害气体排放量的有效措施之一，具有很好的环保效益。罩体是风力发电机中最基础和最关键的防护部件，随着近年来风力发电技术发展，风力发电设备应用更加广泛，其大型化的发展趋势也带来了维护方面上的巨大挑战，另外加上风力发电设备长期处于暴晒、风雪、雷雨等的恶劣的野外环境中,使其易发生多种机械(结构振动变形开裂等)或电气故障问题，因此，风力发电设备所用的罩体材料在将来的应用中需要达到高强、耐老化等多方面性能要求，这使得新材料的发展变得尤为迫切。已知的技术是，风机罩体材料普遍采用的是玻璃纤维增强聚酯(环氧)树脂，其中，罩体制造时玻璃纤维会被吸入呼吸道，对人体造成很大的伤害，且在2017年10月，世界卫生组织国际癌症研究机构已公布将玻璃纤维列入致癌物清单中，另外玻璃纤维增强聚酯树脂一般都添加了苯乙烯作为稀释剂，苯乙烯容易挥发，人体长期吸入苯乙烯会导致生殖系统病变，上述物质的存在都会对环境和工作人员产生极大的危害。同时，聚酯树脂和环氧树脂等材料均具有不可再生利用的缺点，因此，需要改善。公开号为CN108690330A的专利申请，公开了一种风力发电设备专用轻质复合材料，其按重量份数计，将80～100份环氧乙烯基树脂，8～10份固化剂，20～30份改性玻璃微珠，10～20份改性短切中空碳纤维，10～20份中空聚合物微球，3～5份干性油，2～3份稀土，3～5份低熔点合金置于混料机中，于转速为200～300r/min条件下，搅拌混合40～60min，得混合浆料，接着向模具表面喷洒甲基硅油，随后将混合浆料注入模具中，于温度为150～165℃条件下，加热固化，待混合浆料完全固化后，脱模即得。该种复合材料具有力学强度较差，拉伸强度低于70MPa，冲击强度低于30KJ/m2，难以满足实际需求。没有哪一种材料是完美的，不完美所以才有进步的空间。未来，在众多研发技术人员的共同努力下一定会有更多新材料涌现，而聚合物基复合材料也一定会发挥其更大的作用。科技推动社会发展，而材料则改变这个世界。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种风力发电罩体用高强度复合材料。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现的：风力发电罩体用高强度复合材料，由以下按重量份数计的原料组成：酚酞侧基聚醚酮47-61份；双酚A型聚砜20-35份；聚芳基乙炔基16-26份；糠酮醛树脂8-18份；水化硅酸钙2-10份；凯芙拉纤维20-30份；毛竹纤维25-35份；坡缕石粉末5-12份；笼型聚倍半硅氧烷1.5-4份；偶联剂1-3份；相容剂1-2份；抗氧剂0.3-1份；上述偶联剂为铝锆偶联剂和铝酸酯偶联剂的组合物。进一步地，上述复合材料由以下按重量份数计的原料组成：酚酞侧基聚醚酮47份；双酚A型聚砜20份；聚芳基乙炔基16份；糠酮醛树脂8份；水化硅酸钙2份；凯芙拉纤维20份；毛竹纤维25份；坡缕石粉末5份；笼型聚倍半硅氧烷1.5份；偶联剂1份；相容剂1份；抗氧剂0.3份；上述偶联剂为TL-2B铝锆偶联剂、防沉降性铝酸酯ASA两种成分按照质量比4:3合并得到的。优选地，上述相容剂采用马来酸酐接枝SEBS。优选地，上述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168三种成分按照质量比2:3:1合并得到的。进一步地，上述复合材料的制备方法如下：步骤1：按照上述重量份称取原料；步骤2：取凯芙拉纤维均分短切至15μm、45μm、70μm混匀得纤维组份A，取毛竹纤维均分短切至10μm、45μm、80μm混匀得纤维组份B，并对短切后的毛竹纤维进行表面溅射放电处理，溅射电压为300V，气压为3mTorr，电流密度为35mA/cm，完毕后混匀纤维组份A和纤维组份B得纤维组份C；步骤3：对原料中的酚酞侧基聚醚酮、双酚A型聚砜、聚芳基乙炔基、糠酮醛树脂、水化硅酸钙、坡缕石粉末、笼型聚倍半硅氧烷、偶联剂、相容剂、抗氧剂进行混料处理，得到共混物料；步骤4：将步骤3中熔融的共混物料浸渍连续纤维组份C，加热熔融后即得。进一步地，上述复合材料由以下按重量份数计的原料组成：酚酞侧基聚醚酮61份；双酚A型聚砜35份；聚芳基乙炔基26份；糠酮醛树脂18份；水化硅酸钙10份；凯芙拉纤维30份；毛竹纤维35份；坡缕石粉末12份；笼型聚倍半硅氧烷4份；偶联剂3份；相容剂2份；抗氧剂1份；上述偶联剂为TL-2B铝锆偶联剂、防沉降性铝酸酯ASA两种成分按照质量比6:5合并得到的。优选地，上述相容剂为马来酸酐接枝SEBS、马来酸酐接枝ABS两种成分按照质量比1.5:1合并得到的。优选地，上述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168三种成分按照质量比4:5:3合并得到的。进一步地，上述复合材料的制备方法如下：步骤1：按照所述重量份称取原料；步骤2：取凯芙拉纤维均分短切至35μm、65μm、90μm混匀得纤维组份A；取毛竹纤维均分短切至30μm、65μm、100μm混匀得纤维组份B，并对短切后的毛竹纤维进行表面溅射放电处理，溅射电压为450V，气压为5mTorr，电流密度为15mA/cm，完毕后混匀纤维组份A和纤维组份B得纤维组份C；步骤3：对原料中的酚酞侧基聚醚酮、双酚A型聚砜、聚芳基乙炔基、糠酮醛树脂、水化硅酸钙、坡缕石粉末、笼型聚倍半硅氧烷、偶联剂、相容剂、抗氧剂进行混料处理，得到共混物料；步骤4：将步骤3中熔融的共混物料浸渍连续纤维组份C，加热熔融后即得。更进一步地，上述风力发电罩体用高强度复合材料可在整流罩和机舱罩中的进行应用。本专利技术具有如下的有益效果：(1)本专利技术的复合材料机械性能优良，受力分散均匀，结构尺寸稳定，具有较高的拉伸强度、弯曲强度、冲击韧性以及弹性模量，耐冲击撞击，采用该种材料制得的产品表面巴柯尔硬度高，可达45以上，且具有较为适中的断裂伸长率，耐划痕抗折弯；(2)本专利技术的复合材料环境适应能力强，耐炎热、酷寒、辐照及腐蚀，且长时间浸入水中，不会出现软化、皱纹、起泡、开裂、溶解、溶剂浸入等不良现象，强度性能保留率平均可达92％以上；在人工耐老化加速试验中，材料试品长时间不会出现变色、龟裂及粉化等明显老化现象，强度性能保留率平均可达87％以上；(3)本专利技术的复合材料阻燃性好，在ul94燃烧测试标准中可达V-0级别；另外，该种复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.风力发电罩体用高强度复合材料，其特征在于，由以下按重量份数计的原料组成：/n酚酞侧基聚醚酮47-61份；/n双酚A型聚砜20-35份；/n聚芳基乙炔基16-26份；/n糠酮醛树脂8-18份；/n水化硅酸钙2-10份；/n凯芙拉纤维20-30份；/n毛竹纤维25-35份；/n坡缕石粉末5-12份；/n笼型聚倍半硅氧烷1.5-4份；/n偶联剂1-3份；/n相容剂1-2份；/n抗氧剂0.3-1份；/n所述偶联剂为铝锆偶联剂和铝酸酯偶联剂的组合物。/n

【技术特征摘要】
1.风力发电罩体用高强度复合材料，其特征在于，由以下按重量份数计的原料组成：
酚酞侧基聚醚酮47-61份；
双酚A型聚砜20-35份；
聚芳基乙炔基16-26份；
糠酮醛树脂8-18份；
水化硅酸钙2-10份；
凯芙拉纤维20-30份；
毛竹纤维25-35份；
坡缕石粉末5-12份；
笼型聚倍半硅氧烷1.5-4份；
偶联剂1-3份；
相容剂1-2份；
抗氧剂0.3-1份；
所述偶联剂为铝锆偶联剂和铝酸酯偶联剂的组合物。


2.根据权利要求1所述的风力发电罩体用高强度复合材料，其特征在于，由以下按重量份数计的原料组成：
酚酞侧基聚醚酮47份；
双酚A型聚砜20份；
聚芳基乙炔基16份；
糠酮醛树脂8份；
水化硅酸钙2份；
凯芙拉纤维20份；
毛竹纤维25份；
坡缕石粉末5份；
笼型聚倍半硅氧烷1.5份；
偶联剂1份；
相容剂1份；
抗氧剂0.3份；
所述偶联剂为TL-2B铝锆偶联剂、防沉降性铝酸酯ASA两种成分按照质量比4:3合并得到的。


3.根据权利要求2所述的风力发电罩体用高强度复合材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝SEBS。


4.根据权利要求3所述的风力发电罩体用高强度复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168三种成分按照质量比2:3:1合并得到的。


5.根据权利要求4所述的风力发电罩体用高强度复合材料，其特征在于，所述复合材料的制备方法如下：
步骤1：按照所述重量份称取原料；
步骤2：取凯芙拉纤维均分短切至15μm、45μm、70μm混匀得纤维组份A，取毛竹纤维均分短切至10μm、45μm、80μm混匀得纤维组份B，并对短切后的毛竹纤维进行表面溅射放电处理，溅射电压为300V，气压为3mTorr，电流密度为35mA/cm，完毕后混匀纤维组份A和纤维组份B得纤维组份C；
步骤3：对原料中的酚酞侧基聚醚酮、双酚A型聚砜、聚芳基乙炔基、糠酮醛树脂、水...

【专利技术属性】
技术研发人员：李后春，罗会亮，张明，
申请(专利权)人：安徽菲扬新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34