專利名稱：高性能兆瓦級風(fēng)電葉片用環(huán)氧大灰及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)氧大灰大領(lǐng)域，具體涉及一種兆瓦級風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的風(fēng)力發(fā)電葉片用環(huán)氧大灰及其制備方法。
背景技術(shù)：
作為風(fēng)電發(fā)點機中最為重要的部件之一，風(fēng)力發(fā)電葉片的結(jié)構(gòu)的設(shè)計和材料的選擇至關(guān)重要。風(fēng)力發(fā)電葉片用復(fù)合材料根據(jù)葉片長度不同而選擇不同，發(fā)電功率在1.5MW 以下、葉片長度在33米以下的風(fēng)力發(fā)電機一般選用成本較低的聚酯玻璃鋼為原材料，發(fā)電功率在1. 5MW以上、葉片長度在33米以上的風(fēng)力發(fā)電機一般采用強度等綜合性能優(yōu)異的環(huán)氧玻璃鋼材料做主材。目前，全世界在大力發(fā)展兆瓦級大功率風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，環(huán)氧玻璃鋼因其綜合性能優(yōu)異成為了葉片首選材料。雖然環(huán)氧玻璃鋼可滿足了風(fēng)電葉片各方面的力學(xué)性能要求，但是其耐光性差，而風(fēng)力發(fā)電機組都設(shè)在沿海和荒漠地區(qū)，面臨著高強度鹽霧腐蝕、紫外線輻射和風(fēng)沙侵蝕等，風(fēng)電葉片的表面涂裝是必不可少。但在葉片澆注成型時表面難免會有凹坑等缺陷，這就需要葉片用大灰對其表面進(jìn)行修補，以使葉片獲得完美的葉型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提供一種高性能兆瓦級風(fēng)電葉片用環(huán)氧大灰。本發(fā)明的另一目的是提供一種上述環(huán)氧大灰的制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下措施達(dá)到—種高性能兆瓦級風(fēng)電葉片用環(huán)氧大灰，該環(huán)氧大灰由膩子部分A和固化劑部分 B混合組配而成，其中所述膩子部分A的質(zhì)量組成為環(huán)氧樹脂20 65 %、活性稀釋劑5 20 %、顏填料 40 70%、潤濕分散劑1 5%、流平劑0. 1 5%、消泡劑1 4%、觸變劑0. 5 10%， 前述各組分之和為100%。所述固化劑部分B由胺類物質(zhì)和觸變劑混合而成；以固化劑部分的總質(zhì)量為 100%計所述胺類物質(zhì)和觸變劑的含量分別為70 95%和5 30%。其中膩子部分與固化劑部分的質(zhì)量比為10 1 3。本發(fā)明的環(huán)氧樹脂可選擇多種類型，本發(fā)明優(yōu)選采用雙酚A型環(huán)氧樹脂(或稱改性雙酚A型環(huán)氧樹脂)，其具體可選擇聚氨酯改性E-52D環(huán)氧樹脂、SM-828、E_44，E-51、納米橡膠改性E-44中的一種或幾種。膩子部分中環(huán)氧樹脂的含量優(yōu)選為30 40%。所述稀釋劑采用活性稀釋劑，進(jìn)一步采用環(huán)氧活性稀釋劑，其具體可選擇十二至十四烷基縮水甘油醚、環(huán)氧丙烷丁基醚或腰果酚縮水甘油醚。膩子部分中活性稀釋劑的含量優(yōu)選為5 10%。所述顏填料優(yōu)選為填充性優(yōu)異的體質(zhì)填料，或/和具有高著色力的鈦白顏料；其
4中所述的體質(zhì)填料是指起填充作用的顏料，可優(yōu)選碳酸鈣、硫酸鋇、高嶺土、硅酸鹽、云母粉、氫氧化鋁中的一種或幾種。膩子部分中顏填料的含量優(yōu)選為50 60%。所述潤濕分散劑可選擇高分散性潤濕分散劑，如高分子型潤濕分散劑，其進(jìn)一步可選自EFKA4010(埃夫卡公司，主要成分改性聚氨酯)、EFKA4009(埃夫卡公司，主要成分 氟碳改性聚丙烯酸)、AFC0NA5044(主要成分高分子羧酸的有機胺鹽)、ΒΙ110 (德國畢克， 主要成分含酸性基團(tuán)的高分子聚合物)中的一種或幾種。膩子部分中潤濕分散劑的含量優(yōu)選為1 3%。所述流平劑為市售常用的聚丙烯酸酯類流平劑、有機硅類流平劑、聚酯類流平劑中的一種或幾種。膩子部分中流平劑的含量優(yōu)選為1 3%。所述消泡劑為有機硅類消泡劑，具體可以為AFC0NA-2020 (主要成分改性的乙烯基聚合物)、AFC0NA-3239 (主要成分有機改性的聚硅氧烷)、AFC0NA-2720 (主要成分不含有機硅的聚合物型消泡劑)、AFC0NA-2018(主要成分不含有機硅的消泡物質(zhì))中的一種或幾種。所述膩子部分的觸變劑選用為蓖麻油衍生物類觸變劑或/和聚酰胺類高效觸變劑，具體可以選自氫化蓖麻油觸變劑、氧化蓖麻油觸變劑、BYK-100中的一種或幾種。膩子部分中觸變劑的含量優(yōu)選為0. 5 5%。所述胺類物質(zhì)選用腰果酚改性酚醛胺，脂肪胺，聚酰胺，硫醇中的一種或幾種；所述固化劑部分的觸變劑選用聚酰胺類高效觸變劑，氣相二氧化硅，膨潤土， BYK-100中的一種或幾種。一種上述高性能兆瓦級風(fēng)電葉片用環(huán)氧大灰的制備方法，包括如下步驟(1)將環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑、潤濕分散劑和觸變劑加熱至50°C 10(TC攪拌均勻，再加入顏填料、消泡劑和流平劑并分散混合均勻，冷卻制得膩子部分A。一種更進(jìn)一步的方法為在容器中分別加入配方量的環(huán)氧樹脂、稀釋劑、潤濕分散劑、觸變劑，將物料加熱至50°C-100°C (控制溫度范圍)高速分散均勻；再加入配方量的顏填料、消泡劑、流平劑并高速分散至粉料無團(tuán)聚體為止，保持溫度在70°C -IOO0C，分散30 60分鐘，使物料混合均勻，冷卻至室溫即得本發(fā)明產(chǎn)品的膩子部分A。(2)將胺類物質(zhì)和觸變劑加熱至50°C 100°C后高速分散均勻，冷卻得固化劑部分B。一種更進(jìn)一步的方法為在容器中分別加入配方量的酚醛胺、觸變劑加熱后攪拌20 60分鐘，使物料混合均勻，冷卻至室溫即得本發(fā)明產(chǎn)品的固化劑部分B。(3)將膩子部分和固化劑部分混合均勻，即制得本發(fā)明的產(chǎn)品。本制備方法中的所采用的各組分的具體物質(zhì)及其用量如上所述。本發(fā)明產(chǎn)品具有以下特點1、固化方便。按配方量將A、B組分混合后，可以在0 180°C溫度范圍內(nèi)固化。2、粘附力強。環(huán)氧樹脂分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵的存在，使其對各種物質(zhì)具有很高的粘附力。環(huán)氧樹脂固化時的收縮性低，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小，這也有助于提高粘附強度。3、收縮性低。環(huán)氧樹脂和所用的固化劑的反應(yīng)是通過直接加成反應(yīng)或樹脂分子中環(huán)氧基的開環(huán)聚合反應(yīng)來進(jìn)行的，沒有水或其它揮發(fā)性副產(chǎn)物放出。它們和不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂相比，在固化過程中顯示出很低的收縮性(小于2% )。
4、力學(xué)性能。固化后的高性能兆瓦級風(fēng)電葉片用環(huán)氧大灰具有優(yōu)良的力學(xué)性能。5、電性能。固化后的高性能兆瓦級風(fēng)電葉片用環(huán)氧大灰是一種具有高介電性能、 耐表面漏電、耐電弧的優(yōu)良絕緣材料。6、化學(xué)穩(wěn)定性。通常，固化后的高性能兆瓦級風(fēng)電葉片用環(huán)氧大灰具有優(yōu)良的耐堿性、耐酸性和耐溶劑性以及特殊的化學(xué)穩(wěn)定性能。7、尺寸穩(wěn)定性。上述的許多性能的綜合，使高性能兆瓦級風(fēng)電葉片用環(huán)氧大灰具有突出的尺寸穩(wěn)定性和耐久性。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實施例1A組分在1.5L不銹鋼罐中加入33份(重量份，下同)環(huán)氧樹脂(聚氨酯改性 E-52D環(huán)氧樹脂，該環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0. 5、固含量大于等于98 % )，以及1份觸變劑(氫化蓖麻油觸變劑)，1. 5份潤濕分散劑助劑(EFKA4010和EFKA4009)，6份活性稀釋劑(環(huán)氧丙烷丁基醚)，經(jīng)加溫至85°C 100°C后攪拌均勻，于高速分散機下加入55份顏填料(碳酸鈣)，并加入有機硅類消泡劑(AFC0NA-2020) 2份、聚丙烯酸酯類流平劑1. 5份，同時高速攪拌至粉料基本打開無團(tuán)聚體，既制備獲得高性能兆瓦級風(fēng)電葉片環(huán)氧膩子的A組分。B組分在1. 5L不銹鋼罐中加入胺類物質(zhì)85份(腰果酚改性酚醛胺，胺值為 275mgK0H/g,固含量大于98% )，觸變劑15份(聚酰胺類高效觸變劑)，加熱至85°C -100°C, 即制得高性能兆瓦級風(fēng)電葉片環(huán)氧膩子的B組分。取10份A組分與2份B組分混合均勻后，刮涂制取標(biāo)準(zhǔn)板檢測性能。實施例2A組分在1. 5L不銹鋼罐中加入38份環(huán)氧樹脂(SM-828，該環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0. 5、固含量大于等于98 % )，以及觸變劑1. 2份(氧化蓖麻油觸變劑)，潤濕分散劑助劑1. 3份(EFKA4009)，活性稀釋劑6份(十四烷基縮水甘油醚)，經(jīng)加溫至85°C 100°C后高速分散均勻，于高速分散機下加入顏填料51份(高嶺土)，并加入有機硅類消泡劑2份 (AFC0NA-3239)、聚丙烯酸酯類流平劑1. 5份，同時高速攪拌至粉料基本打開無團(tuán)聚體，即得高性能兆瓦級風(fēng)電葉片環(huán)氧膩子的A組分。B組分在1. 5L不銹鋼罐中加入胺類物質(zhì)95份(脂肪胺，胺值為220mgK0H/g，固含量為80% )，觸變劑5份(氣相二氧化硅)，加熱至85°C -100°C再將物料攪拌均勻即得高性能兆瓦級風(fēng)電葉片環(huán)氧膩子的B組分。取10份A組分與3份B組分混合均勻后，刮涂制取標(biāo)準(zhǔn)板檢測性能。對上述實施例的高性能兆瓦級風(fēng)電葉片用環(huán)氧膩子進(jìn)行性能測試，數(shù)據(jù)如下實施例1實施例2檢測標(biāo)準(zhǔn)吸水率<1%<1%DIN EN ISO 175Shore D硬度8180ASTM D-2240線性收縮率小于1%小于1%附著力(拉拔法)平均值大于8MPa，單個測試值大于6Nffa平均值大于8Mb，單個測試值大于6NffaTS04624膩子膜韌性50mm通過50mm通過GB 1748-79(89)可打磨時間4. 5h/30°C3.5h/30°C打磨性易打磨易打磨表干時間lh/30°C45min/30°C
權(quán)利要求
1.一種高性能兆瓦級風(fēng)電葉片用環(huán)氧大灰，其特征在于該環(huán)氧大灰由膩子部分和固化劑部分混合組配而成，其中所述膩子部分的質(zhì)量組成為環(huán)氧樹脂20 65%、活性稀釋劑5 20%、顏填料40 70%、潤濕分散劑1 5%、流平劑0. 1 5%、消泡劑1 4%、 觸變劑0. 5 10% ；所述固化劑部分由胺類物質(zhì)和觸變劑混合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能兆瓦級風(fēng)電葉片用環(huán)氧大灰，其特征在于以固化劑部分的總質(zhì)量為100%計所述胺類物質(zhì)和觸變劑的含量分別為70 95%和5 30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能兆瓦級風(fēng)電葉片用環(huán)氧大灰，其特征在于所述膩子部分與固化劑部分的質(zhì)量比為10 1 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能兆瓦級風(fēng)電葉片用環(huán)氧大灰，其特征在于所述環(huán)氧樹脂選自聚氨酯改性E-52D環(huán)氧樹脂、SM-^S環(huán)氧樹脂、E-44環(huán)氧樹脂、E-51環(huán)氧樹脂、納米橡膠改性E-44環(huán)氧樹脂中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能兆瓦級風(fēng)電葉片用環(huán)氧大灰，其特征在于所述活性稀釋劑為環(huán)氧活性稀釋劑；所述顏填料為體質(zhì)填料和/或鈦白顏料；所述潤濕分散劑為高分子型潤濕分散劑；所述流平劑為聚丙烯酸酯類流平劑、有機硅類流平劑、聚酯類流平劑中的一種或幾種；所述消泡劑為有機硅類消泡劑；所述膩子部分的觸變劑為蓖麻油衍生物類觸變劑或/和聚酰胺類高效觸變劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高性能兆瓦級風(fēng)電葉片用環(huán)氧大灰，其特征在于所述活性稀釋劑為十二至十四烷基縮水甘油醚、環(huán)氧丙烷丁基醚或腰果酚縮水甘油醚；所述體質(zhì)填料選自碳酸鈣、硫酸鋇、高嶺土、硅酸鹽、云母粉、氫氧化鋁中的一種或幾種；所述潤濕分散劑選自EFKA4010、EFKA4009、AFCONA 5044、BYKllO中的一種或幾種；所述消泡劑選自 AFC0NA-2020、AFC0NA-3239、AFC0NA-2720、AFC0NA-2018 中的一種或幾種；所述蓖麻油衍生物類觸變劑為氫化蓖麻油觸變劑和/或氧化蓖麻油觸變劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高性能兆瓦級風(fēng)電葉片用環(huán)氧大灰，其特征在于所述胺類物質(zhì)選用腰果酚改性酚醛胺、脂肪胺、聚酰胺、硫醇中的一種或幾種；所述固化劑部分的觸變劑選用聚酰胺類高效觸變劑、氣相二氧化硅、膨潤土、Β (-100中的一種或幾種。
8.—種權(quán)利要求1所述的高性能兆瓦級風(fēng)電葉片用環(huán)氧大灰的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)將環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑、潤濕分散劑和觸變劑加熱至50°C 10(TC攪拌均勻，再加入顏填料、消泡劑和流平劑并分散混合均勻，冷卻制得膩子部分；(2)將胺類物質(zhì)和觸變劑加熱至50°C 100°C后攪拌混合均勻，冷卻得固化劑部分；(3)將膩子部分和固化劑部分混合均勻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于以固化劑部分的總質(zhì)量為100%計所述酚醛胺和觸變劑的含量分別為70 95%和5 30% ；所述膩子部分與固化劑部分的質(zhì)量比為10 1 3。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于所述環(huán)氧樹脂選自聚氨酯改性 E-52D環(huán)氧樹脂、SM-M8環(huán)氧樹脂、E-44環(huán)氧樹脂、E-51環(huán)氧樹脂、納米橡膠改性E-44環(huán)氧樹脂中的一種或幾種；所述活性稀釋劑為環(huán)氧活性稀釋劑；所述顏填料為體質(zhì)填料和/或鈦白顏料；所述潤濕分散劑為高分子型潤濕分散劑；所述流平劑為聚丙烯酸酯類流平劑、 有機硅類流平劑、聚酯類流平劑中的一種或幾種；所述消泡劑為有機硅類消泡劑；所述膩子部分的觸變劑為蓖麻油衍生物類觸變劑或/和聚酰胺類高效觸變劑；所述胺類物質(zhì)選用腰果酚改性酚醛胺、脂肪胺、聚酰胺、硫醇中的一種或幾種；所述固化劑部分的觸變劑選用聚酰胺類高效觸變劑、氣相二氧化硅、膨潤土、BYK-100中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高性能兆瓦級風(fēng)電葉片用環(huán)氧大灰及制備方法，該環(huán)氧大灰由膩子部分和固化劑部分混合組配而成，其中所述膩子部分的質(zhì)量組成為環(huán)氧樹脂20～65％、活性稀釋劑5～20％、顏填料40～70％、潤濕分散劑1～5％、流平劑0.1～5％、消泡劑1～4％、觸變劑0.5～10％；所述固化劑部分由胺類物質(zhì)和觸變劑混合而成。本發(fā)明產(chǎn)品具有固化方便，粘附力強，收縮性低，力學(xué)性能優(yōu)良，電性能好，化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點。
文檔編號C09D5/34GK102260425SQ201110163430
公開日2011年11月30日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者王小龍, 祁玲玲, 薛芳, 許濤, 陳軍 申請人:江蘇普蘭納涂料有限公司