本發(fā)明屬于復合材料預浸料，尤其涉及一種uv固化風電葉片修補樹脂及制備方法。

背景技術：

1、風電葉片是風力發(fā)電的關鍵部件之一，在整機成本中占比較大，投入運行后需要承受長達15年以上的運行考驗。在理想環(huán)境和可靠的運行條件下，風電葉片具有20年的設計壽命。但在實際的運行環(huán)境中，葉片受空氣中各種介質的侵蝕，雷電、冰雹、雨雪、沙塵、高低溫交替也都在對葉片產(chǎn)生侵害。加上葉片運輸、安裝、運行中的不當操作或其他人為因素造成的隱患，隨時有可能演變?yōu)槭鹿省?/p>

2、葉片的主體結構為玻璃鋼復合材料，其最大的特點是具有可修復性。對葉片上發(fā)現(xiàn)的初期問題進行維護，可以避免日后高額的維修費用，減少停機造成的經(jīng)濟損失。因此，葉片修補樹脂體系的選擇尤為關鍵。普通的葉片為環(huán)氧樹脂手糊體系，其雖然具有較好的強度，但必須70℃以上的固化條件才能充分發(fā)揮其力學性能；乙烯基樹脂體系雖能在常溫下反應，但固化時間極長，修補效率低。對于目前我國北方風場的低溫條件(如-20℃)，需要一種既有足夠高的力學強度，又能簡單快速固化的樹脂體系，來解決惡劣環(huán)境下的修補問題。目前，gurit公司為葉片維護開發(fā)了紫外光固化的renuvo修補材料，其通過了gl認證，該產(chǎn)品使用溫度可低至5℃，但也無法滿足我國北方風場冬季修補。市場的紫外光(uv)固化環(huán)氧樹脂的固化深度較差，同時粘度較大，也無法用于-20℃的風電葉片修補。

3、綜上所述，風電葉片修補行業(yè)需要一種新型的不需要加熱，不需要溶劑且-20℃下也能快速成型的高品質光固化修補樹脂。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種uv固化風電葉片修補樹脂及制備方法，具體的技術方案如下：

2、本發(fā)明的第一個目的在于提供一種uv固化風電葉片修補樹脂，包括a組分和b組分，按重量份計，

3、a組分包括：

4、縮水甘油類環(huán)氧樹脂0～60份，脂環(huán)族環(huán)氧樹脂30～80份，氧雜環(huán)丁烷0～20份，增韌劑2～30份；

5、b組分包括：

6、烯烴類單體或烯烴類樹脂90～99份，自由基光引發(fā)劑0.1～6份，熱陽離子引發(fā)劑0.1～2份，光陽離子引發(fā)劑0.1～5份；

7、所述a組分和b組分的質量比為100：20～50。

8、本發(fā)明提供的一種uv固化風電葉片修補樹脂是環(huán)氧樹脂體系及丙烯酸酯樹脂的混雜體系，采用環(huán)氧樹脂-光熱陽離子體系及乙烯基樹脂-光自由基體系協(xié)同作用，兼具了環(huán)氧樹脂及丙烯酸酯樹脂光固化的優(yōu)點，固化無表面氧阻聚，可零下環(huán)境固化，室溫下為低粘度液體樹脂，不需添加溶劑或加熱即可浸潤增強纖維，在uv輻照的作用下短時間發(fā)生反應完成預固化形成補強體系。光引發(fā)劑在光照作用下分解后引發(fā)環(huán)氧樹脂及丙烯酸酯固化，固化過程中放出的熱量引發(fā)陽離子分解生產(chǎn)質子酸，質子酸進攻環(huán)氧單體引發(fā)陽離子開環(huán)聚合，進行后固化，該固化過程收縮率小，固化后機械強度優(yōu)異，tg可控，粘接力好，耐腐蝕性好。

9、進一步地，所述縮水甘油類環(huán)氧樹脂為縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂、縮水甘油脂型環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂中、酚醛環(huán)氧樹脂中的一種或多種。

10、所述縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂可以提高柔韌性，降低成本，縮水甘油脂型環(huán)氧樹脂提高耐低溫韌性，縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂和酚醛環(huán)氧樹脂提高耐腐蝕性。

11、進一步地，所述脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸-3',4'-環(huán)氧環(huán)己基甲酯、雙((3,4-環(huán)氧環(huán)己基)甲基)己二酸酯、3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基甲基丙烯酸酯、環(huán)氧大豆油丙烯酸酯中的一種或多種。

12、進一步地，所述氧雜環(huán)丁烷為3-乙基-3-環(huán)氧丙烷甲醇、3,3-(氧基雙亞甲基)雙(3-乙基)氧雜環(huán)丁烷中的一種或兩種。

13、進一步地，所述增韌劑為聚醚多元醇、聚酯多元醇、脂肪族二元醇、多元醇中的一種或多種。優(yōu)選1,2-乙二醇、一縮二乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、3-乙基-3-環(huán)氧丙烷甲醇、peg400、ppg400、聚四氫呋喃二醇、聚己內酯多元醇、聚碳酸酯多元醇中的一種或多種。

14、進一步地，所述烯烴類單體或烯烴類樹脂為丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基樹脂、乙烯基醚中的一種或多種。優(yōu)選丙烯酸、丙烯酸羥丁酯、二乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二丙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或多種。

15、進一步地，所述自由基光引發(fā)劑為184、1173、907、819、754、369、itx、mbf、bdk、tpo中的一種或多種。

16、進一步地，所述熱陽離子引發(fā)劑為六氟銻酸鹽、六氟磷酸鹽、三氟甲磺酸鹽型熱引發(fā)陽離子固化劑中的一種或多種。

17、進一步地，所述光陽離子引發(fā)劑為硫鎓鹽、碘鎓鹽中的一種或兩種。

18、本發(fā)明的第二個目的在于提供上述uv固化風電葉片修補樹脂的制備方法，包括如下步驟：

19、(1)制備a組分：將縮水甘油類環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、氧雜環(huán)丁烷、增韌劑加入密閉的反應器中，在30～50℃下，500～1000r/min機械攪拌分散0.5～1h后真空攪拌0.5～1h，在真空攪拌同時降至室溫，倒入黑色容器中密封保存；

20、(2)制備b組分：將烯烴類單體或烯烴類樹脂加入密閉的反應器中，然后在避光狀態(tài)下加入自由基光引發(fā)劑、熱陽離子引發(fā)劑、光陽離子引發(fā)劑；在25～35℃下，500～1000r/min機械攪拌分散0.5～1h后真空攪拌0.5～1h，真空攪拌同時降至室溫，倒入黑色容器中密封保存。

21、(3)混合配方料制備：將a組分及b組分按照質量比，在20～35℃下真空攪拌0.5～1h，即得。

22、使用時，將纖維充分浸潤上述uv固化風電葉片修補樹脂后附著在風電葉片上打磨好的缺口處，使用365nm波長，功率為700～1500mw/cm2的uv燈照射6～15分鐘固化，即可實現(xiàn)葉片補強，完成風電葉片修補。

23、本發(fā)明的有益效果為：

24、本發(fā)明開發(fā)了一種新型uv輻照光固化修補樹脂，既不需要加熱、又不需要溶劑、反應程度可控、低溫下快速成型、修補厚度>4mm。該樹脂-20℃的惡劣環(huán)境下仍為低粘度液體樹脂，在-20℃的惡劣環(huán)境下仍能進行浸潤增強纖維，在uv輻照的作用下短時間發(fā)生反應完成固化，實現(xiàn)葉片補強，完成風電葉片修補。且維持與已知體系相同或高于已知體系的正面特性，例如tg>70℃，優(yōu)異的機械強度、更低的混合粘度，本發(fā)明的a組分和b組分也可混合在一起后作為單組分低溫(<-5℃)穩(wěn)定儲存3個月。

技術特征：

1.一種uv固化風電葉片修補樹脂，其特征在于，包括a組分和b組分，按重量份計，

2.根據(jù)權利要求1所述的uv固化風電葉片修補樹脂，其特征在于，所述縮水甘油類環(huán)氧樹脂為縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂、縮水甘油脂型環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂中、酚醛環(huán)氧樹脂中的一種或多種。

3.根據(jù)權利要求1所述的uv固化風電葉片修補樹脂，其特征在于，所述脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸-3',4'-環(huán)氧環(huán)己基甲酯、雙((3,4-環(huán)氧環(huán)己基)甲基)己二酸酯、3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基甲基丙烯酸酯、環(huán)氧大豆油丙烯酸酯中的一種或多種。

4.根據(jù)權利要求1所述的uv固化風電葉片修補樹脂，其特征在于，所述氧雜環(huán)丁烷為3-乙基-3-環(huán)氧丙烷甲醇、3,3-(氧基雙亞甲基)雙(3-乙基)氧雜環(huán)丁烷中的一種或兩種。

5.根據(jù)權利要求1所述的uv固化風電葉片修補樹脂，其特征在于，所述增韌劑為聚醚多元醇、聚酯多元醇、脂肪族二元醇、多元醇中的一種或多種。

6.根據(jù)權利要求1所述的uv固化風電葉片修補樹脂，其特征在于，所述烯烴類單體或烯烴類樹脂為丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基樹脂、乙烯基醚中的一種或多種。

7.根據(jù)權利要求1所述的uv固化風電葉片修補樹脂，其特征在于，所述自由基光引發(fā)劑為184、1173、907、819、754、369、itx、mbf、bdk、tpo中的一種或多種。

8.根據(jù)權利要求1所述的uv固化風電葉片修補樹脂，其特征在于，所述熱陽離子引發(fā)劑為六氟銻酸鹽、六氟磷酸鹽、三氟甲磺酸鹽型熱引發(fā)陽離子固化劑中的一種或多種。

9.根據(jù)權利要求1所述的uv固化風電葉片修補樹脂，其特征在于，所述光陽離子引發(fā)劑為硫鎓鹽、碘鎓鹽中的一種或兩種。

10.一種如權利要求1-9任一項所述的uv固化風電葉片修補樹脂的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

技術總結
本發(fā)明屬于復合材料預浸料技術領域，涉及一種UV固化風電葉片修補樹脂及制備方法，所述修補樹脂包括A組分和B組分，按重量份計，A組分包括：縮水甘油類環(huán)氧樹脂0～60份，脂環(huán)族環(huán)氧樹脂30～80份，氧雜環(huán)丁烷0～20份，增韌劑2～30份；B組分包括：烯烴類單體或烯烴類樹脂90～99份，自由基光引發(fā)劑0.1～6份，熱陽離子引發(fā)劑0.1～2份，光陽離子引發(fā)劑0.1～5份。本發(fā)明UV固化風電葉片修補樹脂是環(huán)氧樹脂體系及丙烯酸酯樹脂的混雜體系，兼具了環(huán)氧樹脂及丙烯酸酯樹脂光固化的優(yōu)點，不需要加熱、不需要溶劑、反應程度可控、低溫下快速成型、修補厚度>4mm，且可應用于冬季及其他惡劣環(huán)境修補。

技術研發(fā)人員：劉佳良,李真真,周鑫,孫思傲,陳大淺,李闖
受保護的技術使用者：煙臺東化新材料有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2