风力发电机叶片灌注环氧树脂的研制_周百能.pdf

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1、风力发电机叶片灌注环氧树脂的研制周百能杨红钟连兵东方电气东方汽轮机有限公司，四川德阳618000摘要:简述了环氧树脂作为风电叶片基体树脂的优势、国内外研究和应用的状况以及风电叶片对环氧树脂的性能要求。研制了DQ200E系列灌注环氧树脂，对该树脂的工艺性能、力学性能、复合材料性能以及耐疲劳性能进行了系统地测试。结果表明，DQ200E系列灌注环氧树脂粘度低，操作时间长，力学性能良好，耐疲劳性优异，能满足风电叶片的要求，并成功地应用在1.5MW风机叶片上。关键词:风电叶片;灌注;环氧树脂;应用中图分类号:TM315文献标识码:A文章编号:1001－9006(2012)02－0062－06Per

2、formanceStudyofDQ200EInfusionEpoxyResinSystemsZHOUBai-neng，YANGHong，ZHONGLian-bing(DongfangSteamTurbineCo．，Ltd．，61800，Deyang，Sichuan，China)Abstract:Theadvantagesanddevelopmentsituationofepoxyresinusinginwindturbineblades，andtherequirementofwindturbinebladesarebrieflyintroduced．DQ200Einfusionepoxy

3、resinsystemforwindbladesisdeveloped．Theprocessingproperties，mechanicalproperties，FRPperformance，andfatigueresistanceofthisresinsystemaretested．TheresultsshowthatDQ200Eepoxyresinsystemswithlowviscosity，longoperationtime，goodmechanicalproperties，andexcellentfatigueresistancemeettherequirementsofwin

4、dturbineblades．DQ200Eepoxyresinissuccessfullyusedin1.5MWwindturbineblades．Keywords:windturbineblades;infusion;epoxyresin;application制造风力发电机叶片的材料目前都为复合材的优势，如树脂断裂应变等。此外，环氧复合材料料，基体为不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂或环氧的耐疲劳性能(表现为S-N曲线的斜率)也公认优［1］［2］树脂，尽管不饱和聚酯和乙烯基树脂在价格上于聚酯和乙烯基复合材料。具有明显的优势，环氧树脂由于其优异的性能，仍风机叶片有多种成型工艺可供选择:手糊工

5、艺、然是风电叶片最常用的基体树脂。模压成型、预浸料铺放工艺、拉挤工艺、纤维缠绕、聚酯树脂和乙烯基树脂中需加入一定量的苯乙树脂传递模塑(RTM)和真空灌注成型工艺。目前对烯以降低树脂粘度和提树脂反应活性，由于固化过于大型风机叶片的制造比较理想的选择是真空灌注程中苯乙烯大量挥发，因此聚酯树脂和乙烯基树脂成型工艺。真空灌注成型工艺对环氧树脂的性能要固化收缩率非常大(一般为5%～8%)，这导致了求是:粘度(25℃)≤0.3Pa·S，凝胶时间(25℃)聚酯和乙烯基树脂复合材料有很高的内应力。相比≥250min，放热峰≤70℃，和玻璃纤维布具有良好之下，环氧树脂的固化收缩率仅为2%～5%，内的浸润性

6、。对已充分固化环氧树脂的性能要求是:应力很低，同时环氧树脂与玻璃纤维有非常好的粘拉伸强度≥68MPa，拉伸断裂延伸率≥5%，拉伸模结性能。这使得环氧树脂在静态力学性能上有很大量≥3.0GPa，弯曲强度≥100MPa，热变形温度≥收稿日期:2011－10－14作者简介:周百能(1984－)，男，东方汽轮机有限公司科研技术员，硕士，2008年毕业于中国科学技术大学分析化学专业，现从事风力发电相关非金属材料产品研发工作。杨红(1986－)，男，东方汽轮有限公司科研技术员，硕士，2010年毕业于浙江大学高分子材料专业，现从事风力发电相关非金属材料产品研发工作。6270℃，纤维增强树脂复合材料(F

7、RP)性能、耐疲劳基化合物，而后仲氨基化合物与环氧基团继续反应优异，工作温度－60℃～80℃，工作年限20年。生成叔氨基化合物。实际上，使用的环氧树脂和胺目前国内大型风电叶片所使用的环氧树脂主要类固化剂均为多官能团化合物，所以固化时会逐步［3，4］由国外公司如瀚森(Hexion)、亨斯曼(Huntsman)、反应生成交联网状结构。陶氏(Dow)、巴斯夫(Basf)等知名公司供应，市场1.3实验方法被国外公司垄断。近几年，风电叶片环氧