一种风电拉挤大梁用环氧树脂基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种风电拉挤大梁用环氧树脂基复合材料，原料包括：增强纤维、改性环氧树脂和改性固化剂，其中改性环氧树脂和改性固化剂的质量比为100:104

【技术实现步骤摘要】
一种风电拉挤大梁用环氧树脂基复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及环氧树脂基复合材料
，具体属于一种风电拉挤大梁用环氧树脂基复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]在风力发电中，风电叶片是一种关键部件，质量好的风电叶片，能给风电带来更好的效益。为了能够提高发电效率，叶片质量的提升成为了研究的重点，而大梁能给叶片带来强有力的支撑，大梁的质量越好，叶片的性能越佳，改进大梁的质量进而成为了研究中的重点。
[0003]传统的风电大梁大多采用真空导入工艺，但此工艺过程繁琐、成本高且制备出来的材料性能低，因此利用拉挤工艺生产风电大梁应运而生。现有技术中所研发的用于生产风电大梁复合材料的可操作时间只能达到6个小时，间隔4小时就需要添加新料，而且可操作时间短意味着树脂对环境温湿度的敏感度大，树脂在反复使用过程中会因为温湿度的影响从而降低产品力学性能和耐温性，而且拉挤速度只能控制在0.5m/min以下，不然会出现起粉，表面平整性不好等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种风电拉挤大梁用环氧树脂基复合材料及其制备方法，克服了现有技术的不足。
[0005]为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案如下：
[0006]一种风电拉挤大梁用环氧树脂基复合材料，原料包括：增强纤维、改性环氧树脂和改性固化剂，其中改性环氧树脂和改性固化剂的质量比为100:104
‑
107；
[0007]改性环氧树脂的制备方法为：按重量份，将双酚A环氧树脂为50
‑
90份、1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚为5
‑
10份、脂环族环氧树脂为10
‑
20份加入反应釜中，升温至80
‑
90℃，搅拌混合均匀，然后降温至60
‑
70℃，加入润湿剂0.5
‑
2份，继续搅拌30
‑
50min后，真空脱泡得到改性环氧树脂。
[0008]其中，所述改性固化剂的制备方法为：按重量份将甲基四氢苯酐70
‑
90份加入到反应釜中，搅拌升温至80
‑
90℃，再加入F
‑
100增韧剂5
‑
20份，搅拌2
‑
4h，然后降温至40
‑
50℃，加入复合促进剂2
‑
7份，保温搅拌60
‑
90min，待溶解完全后，得到改性固化剂。
[0009]其中，所述复合促进剂包括以下重量份的原料：四乙基溴化胺1
‑
3份、苄基三乙基氯化铵2
‑
5份和0.5
‑
2份咪唑。
[0010]其中，所述增强纤维为碳纤维或玻璃纤维。
[0011]制备上述的复合材料的方法：在40
‑
50℃下预热改性环氧树脂，然后将改性环氧树脂和改性固化剂按照质量比混合均匀后吸入模具中，对增强纤维进行浸胶，控制浸胶量为10
‑
30wt％，然后含胶增强纤维拉挤固化成型制得复合材料。
[0012]其中，所述模具内的第一段温度为150
‑
160℃、第二段温度为190
‑
200℃、第三段温
度为170
‑
180℃，含胶增强纤维依次通过模具内的第一段、第二段和第三段，得到固化。
[0013]本专利技术与现有技术相比较，本专利技术的实施效果如下：
[0014](1)本专利技术通过对双酚A环氧树脂进行改性，降低了树脂本身的基础粘度，增加了产品的可操作性浸润性提高，而且增强了树脂体系的热稳定性，可提高产品的耐热等级使得产品使用环境不受限；其次，玻璃化温度的提高也有利于拉挤固化温度的提高，温度提高也可提高拉挤速度，同时产品品质得到提高；
[0015](2)本专利技术使用多种促进剂复配，可以使每种促进剂的效果达到最佳，可以避免单一促进剂量过多而增粘速度明显，又能使促进剂在高温作用下达到促进作用，使产品快速固化，同时咪唑促进剂又能提高产品耐温性和力学性能。在树脂和固化剂双重改性的条件下，达到了可操作时间12小时，仍能满足0.9m/min的拉挤速度。
[0016](3)本专利技术拉挤固化工艺简单，可连续化机器生产，降低人工成本，同时纤维含量也得到提高，降低了材料成本。
具体实施方式
[0017]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]实施例1
[0019](1)改性环氧树脂的制备：将E51双酚A环氧树脂80kg、1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚6kg和脂环族环氧树脂13kg加入反应釜中，升温至85℃，以50r/min转速搅拌混合60min，然后降温至60℃，加入1kg润湿剂AKN210继续搅拌30min后，真空脱泡得到改性环氧树脂，25℃粘度为4362mPa.s；
[0020](2)改性固化剂的制备：将甲基四氢苯酐85kg加入到反应釜中，搅拌升温至80℃，再加入12kg增韧剂F
‑
100，搅拌2h，使预反应得交联网状结构，然后降温至45℃，加入复合促进剂3kg，以50r/min转速保温搅拌60min，待溶解完全后，得到改性固化剂；其中复合促进剂包括以下重量份的原料：四乙基溴化胺1份、苄基三乙基氯化铵2份和0.5份咪唑；
[0021](3)在50℃下预热改性环氧树脂，改性固化剂无需预热，然后把改性环氧树脂和改性固化剂按照100:105质量比混合均匀后吸入模具中，对增强纤维进行浸胶，控制浸胶量为20wt％，然后含胶增强纤维拉挤固化成型制得环氧树脂基复合材料，模具温度设定：第一段160℃预固化、第二段190℃基本固化、第三段170℃后固化，拉挤速度设定为0.9m/min。
[0022]经过测定，本实施例所制备的环氧树脂可持续使用12小时，且生产的复合材料无起粉情况，表面直线度和平整度良好，拉伸强度为1520MPa，弯曲强度为1450MPa，玻璃化温度为145℃。
[0023]实施例2
[0024](1)改性环氧树脂组分的制备：将E51双酚A环氧树脂77kg、1,4丁二烯二缩水甘油醚7kg和脂环族环氧树脂15kg加入到反应釜中，升温至85℃，以50r/min转速搅拌混合60min，降温至60℃，加入润湿剂AKN210 1kg继续搅拌30min后，真空脱泡得到改性环氧树脂，25℃粘度为3759mPa.s；
[0025](2)改性固化剂的制备：将甲基四氢苯酐81kg加入到反应釜中，搅拌升温至80℃，再加入15kg增韧剂F
‑
100，搅拌2小时，使预反应得交联网状结构，后降温至45℃，加入复合促进剂4kg，以50r/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电拉挤大梁用环氧树脂基复合材料，其特征在于，原料包括：增强纤维、改性环氧树脂和改性固化剂，其中改性环氧树脂和改性固化剂的质量比为100:104
‑
107；改性环氧树脂的制备方法为：按重量份，将双酚A环氧树脂为50
‑
90份、1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚为5
‑
10份、脂环族环氧树脂为10
‑
20份加入反应釜中，升温至80
‑
90℃，搅拌混合，然后降温至60
‑
70℃，加入润湿剂0.5
‑
2份，继续搅拌30
‑
50min后，真空脱泡得到改性环氧树脂。2.根据权利要求1所述的一种风电拉挤大梁用环氧树脂基复合材料，其特征在于，所述改性固化剂的制备方法为：按重量份将甲基四氢苯酐70
‑
90份加入到反应釜中，搅拌升温至80
‑
90℃，再加入F
‑
100增韧剂5
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20份，搅拌2
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4h，然后降温至40
‑
50℃，加入复合促进剂2

【专利技术属性】
技术研发人员：高桂林，董倩，高桂莲，王磊，
申请(专利权)人：安徽众博新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：