风电叶片用环氧树脂固化体系的研究

风力发电用环氧树脂

2010年2月第19卷第2期Vol．19No．2，Feb．2010

中国胶粘剂

CHINAADHESIVES

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科研报告

风电叶片用环氧树脂固化体系的研究

赵伟超，宁荣昌，郭延强

（西北工业大学应用化学系，陕西西安

摘

710072）

要：分别以BH-1、2，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚（DMP-30）和2-乙基-4-甲基咪唑（2，4-EMI）

作为促进剂，研究了三种不同促进剂对环氧树脂（EP）/酸酐固化体系力学性能和耐热性能的影响；并以此作为复合材料的基体树脂，以玻璃纤维作为增强材料，制备风电叶片用EP基玻璃纤维增强复合材料。结果表明：三种基体树脂及其玻璃纤维增强复合材料均具有优异的力学性能，能够用于风电叶片的制备；其中以BH-1为促进剂的EP/酸酐体系具有最好的韧性和综合力学性能，其最大拉伸强度超过80MPa，断裂伸长率为3.80%。

关键词：风电叶片；环氧树脂；酸酐；固化体系；复合材料；耐热性；力学性能中图分类号：TQ323.5:TQ433.437

文献标识码：A

文章编号：1004－2849（2010）02－0001-03

0前言

工业级，西安化学试剂厂；2-乙基-4-甲基咪唑（2，4-EMI），工业级，天津化学试剂厂。

风力发电具有资源再生、容量巨大、无污染和综合治理成本较低等优点，是未来发电的先进生产力。但是，目前我国自主开发能力尚不足，主要原材料仍依赖于进口，从而在一定程度上阻碍了风电叶片的发展；同时，现有的大型风电叶片不能在恶劣环境中长期使用，并且多为不可回收材料，这又在一定程度上制约了绿色能源的发展。

风电叶片的最核心部分是叶片，对超过26m的叶片而言，目前只有环氧树脂（EP）体系能够提供良好的力学性能（特别是拉伸强度和弯曲强度）[1]。因此，研究风电叶片用EP固化体系，对我国风电叶片绿色能源的发展具有重要意义。本文主要针对三种不同促进剂促进的低黏度EP/酸酐固化体系进行研究，并以此作为复合材料的基体树脂，通过对玻璃纤维增强复合材料力学性能的研究，得到适合风电叶片用的低黏度EP/酸酐固化体系，从而为进一步促进风电叶片绿色能源的发展提供可靠依据。

S-玻璃纤维单向布，南京玻纤研究院。1.2

试验仪器

CS101-1AB电热干燥箱，中国重庆银河试验仪器有限公司；ZK-82A真空干燥箱，上海实验仪器总厂；2XZ-2旋片真空泵，浙江省黄岩黎明实业公司；FA1004电子天平，上海良平仪器仪表有限公司；CMT万能试验机、ZBC-4冲击试验机，深圳新三思

材料检测有限公司；热变形温度仪，自制。

1.3试验制备1.3.1浇铸体制备

按配比将各组分混合均匀后，50℃抽真空脱泡若干时间；然后将其浇铸到涂有脱模剂（已预热至

1.1

试验部分

试验原料

E-51环氧树脂，工业级（环氧值0.48～0.54），广州

星环贸易有限公司；活性稀释剂、酸酐固化剂、促进剂

BH-1，自制；2，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚（DMP-30），