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      一種風(fēng)電葉片用玻璃纖維專用成膜劑及其制備方法

      文檔序號:1831090閱讀:758來源:國知局
      專利名稱:一種風(fēng)電葉片用玻璃纖維專用成膜劑及其制備方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明為風(fēng)電葉片用紗玻璃纖維專用成膜劑,ー種環(huán)氧樹脂水乳液的制備方法, 使用傳統(tǒng)方法乳化出的環(huán)氧樹脂水乳液,在作為成膜劑使用于風(fēng)電葉片用玻璃纖維吋,其浸透速度、強度均達不到要求,該水乳液不含V0C,不含有壬基酚類表面活性剤,符合環(huán)保要求。
      背景技術(shù)
      風(fēng)能作為ー種清潔的可再生能源,越來越受到世界各國的重視。其蘊藏量巨大,全球風(fēng)能資源總量約為風(fēng)能作為ー種清潔的可再生能源,越來越受到世界各國的重視。其蘊藏量巨大,全球風(fēng)能資源總量約為2. 74X109兆瓦,其中可利用的風(fēng)能為2X 107兆瓦。
      隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展,風(fēng)能市場也迅速發(fā)展起來。2009年全球風(fēng)カ發(fā)電新增31%,共増加 37500兆瓦新裝機容量,全球總裝機容量達到157900兆瓦的新高峰。截至2009年底,全國累計風(fēng)電裝機容量達到25800兆瓦。 據(jù)《全球風(fēng)能展望2010》預(yù)測,中國國內(nèi)的風(fēng)電裝機容量在2020年將達到現(xiàn)在的十倍。毫無疑問,未來中國風(fēng)電發(fā)展的前景看好。國家發(fā)改委現(xiàn)已明確規(guī)定風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化率要達到70%以上。因此我國風(fēng)電設(shè)備市場在未來幾年內(nèi)將蓬勃發(fā)展。作為風(fēng)電葉片的材料,隨著其葉片的大型化,由最初的木制品逐步過渡到玻璃鋼, 而今采用的玻纖增強復(fù)合材料的葉片具有重量輕,比強度高,抗疲勞強度高,壽命較長的優(yōu)點。葉片增強材料除需要滿足設(shè)計強度外,還要有良好的エ藝性能。在傳統(tǒng)的600-900KW 風(fēng)カ發(fā)電機葉片中廣泛使用的短切氈、縫編氈和方格布已不能滿足1. 5MW-2MW型葉片的設(shè)計和エ藝要求。大型風(fēng)電葉片用多軸向縫編織物正是為了適應(yīng)這ー需求而開發(fā)的。風(fēng)電葉片用多軸向縫編織物由無捻粗紗作經(jīng)紗及各種軸向的緯紗平行排列構(gòu)成, 縫編成緊密排列,比強度和比模量與其它織物相比提高30 60% ;纖維結(jié)構(gòu)具有可設(shè)計性, 可使纖維的排布方向與受カ方向接近一致,提高纖維的利用率,降低材料成本達15 20% ; 吸收沖擊能量強,比普通機織物沖擊能量大一倍以上。風(fēng)カ發(fā)電的發(fā)展依賴于生產(chǎn)制造大量的風(fēng)カ發(fā)電機,風(fēng)カ發(fā)電機離不開葉片,而制造葉片則需要復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的支撐。對我國的復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)來說,風(fēng)カ發(fā)電是ー個難得的機遇。生產(chǎn)出最佳的大型風(fēng)電葉片用多軸向織物材料,制造出質(zhì)量上乘的復(fù)合材料葉片,滿足快速發(fā)展的風(fēng)カ發(fā)電的需求,這是我們追求的目標(biāo)。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的就在于通過改進浸潤劑組份中的成膜劑,可以使風(fēng)電葉片用紗滿足風(fēng)電葉片性能和エ藝的更高要求。其技術(shù)解決方案如下
      一種風(fēng)電葉片專用玻璃纖維專用環(huán)氧樹脂水乳液成膜劑,其特征在于水乳液各成份按重量百分比計包括
      50. 1-57. 3wt%雙酚A環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量196-270);4. 3-5. 7 wt%乳化劑A 環(huán)氧樹脂改性乳化劑;
      1. 5-3. 0 wt%乳化劑B 環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷嵌段共聚物;
      43. 5-47. 5wt% 去離子水。
      包含按重量計總量不超過0. 2%的有機揮發(fā)物。本發(fā)明有三個月以上的貯存穩(wěn)定性,即三個月以后乳液不出現(xiàn)油水分離、大量沉淀等現(xiàn)象。本發(fā)明在超出保質(zhì)期以后,沒有出現(xiàn)明顯的油水分離,經(jīng)重新攪拌均勻以后,經(jīng)重新檢測合格后可以繼續(xù)使用。上述環(huán)氧樹脂和乳化劑重量百分比之和不小于49. 5%。環(huán)氧樹脂水乳液的制備方法,其特征在于使用雙酚A環(huán)氧樹脂、助劑、去離子水, 經(jīng)過特殊的乳化劑エ藝乳化制得;
      1)環(huán)氧樹脂經(jīng)加熱到70-80°C,有良好的流動性,按照比例投入到乳化釜內(nèi),調(diào)整溫度 65-75 0C,攪拌30分鐘,使物料均勻。2)混合均勻以后,打開攪拌電機,攪拌速度調(diào)整至1200轉(zhuǎn)/分鐘,緩慢加入去離子水,直至物料轉(zhuǎn)變?yōu)樗?;繼續(xù)加水,進行稀釋,調(diào)整乳液固含量至60%。上述乳化劑使用環(huán)氧樹脂和高分子聚氧化乙烯,既有傳統(tǒng)乳化劑的親水親油性, 又保留了環(huán)氧基團。按照相似相溶的原則,由于環(huán)氧乳化劑親油基與環(huán)氧樹脂有著完全相同的分子結(jié)構(gòu),所以與環(huán)氧樹脂的相溶性更好,按照這個原理,在較低的乳化劑使用量的情況下,也可以得到較為穩(wěn)定的環(huán)氧乳液;在作為玻璃纖維成膜劑使用于纖維吋,在后道エ序加工過程中,其中的環(huán)氧基團可參與固化反應(yīng),從而降低了復(fù)合材料中乳化劑的遷移,同時提高了復(fù)合材料的性能。其中原料在帶有夾套的乳化釜內(nèi)進行,設(shè)備含高速剪切電機、低速分散電機;其中高速剪切電機轉(zhuǎn)速不得低于1080r/min,低速剪切電機轉(zhuǎn)速在50-70r/min ;乳化釜夾套通冷卻水調(diào)整釜內(nèi)溫度。9.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂水乳液的應(yīng)用,其特征在于使用風(fēng)電葉片專用玻璃纖維成膜劑,其使用時需要有專門的浸潤劑配方,其中含有硅烷偶聯(lián)劑,非離子型潤滑劑,該方法制得的環(huán)氧樹脂水乳液,配伍性能良好,配制成浸潤劑以后,在中性或弱酸性條件下可保證其48小時不產(chǎn)生沉淀,在帶有攪拌的情況下使用正常,不會產(chǎn)生不勻一等不良因素。本發(fā)明專用成膜劑的主要技術(shù)指標(biāo) PH 值6-8
      固含量:55士 1. 5% ; 粘度30-350MPa. S 粒度Dav :0. 5-1.0微米穩(wěn)定性存放6個月不分層,不沉淀。稀釋穩(wěn)定性稀釋至5%放置M小時幾乎不產(chǎn)生分層、沉淀膜狀態(tài)粘性膜
      本發(fā)明的風(fēng)電葉片用玻璃纖維專用成膜劑,有優(yōu)異的穩(wěn)定性能。
      權(quán)利要求
      1.一種風(fēng)電葉片專用玻璃纖維專用環(huán)氧樹脂水乳液成膜劑,其特征在于水乳液各成份按重量百分比計包括50. 1-57. 3wt%雙酚A環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量196-270); 4. 3-5. 7 wt%乳化劑A 環(huán)氧樹脂改性乳化劑; 1. 5-3. 0 wt%乳化劑B 環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷嵌段共聚物; 43. 5-47. 5wt% 去離子水。
      2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂水乳液,其特征在干,包含按重量計總量不超過0.2% 的有機揮發(fā)物。
      3.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂水乳液,其特征在干,有三個月以上的貯存穩(wěn)定性,即三個月以后乳液不出現(xiàn)油水分離、大量沉淀等現(xiàn)象。
      4.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂水乳液,其特征在干,在超出保質(zhì)期以后,沒有出現(xiàn)明顯的油水分離,經(jīng)重新攪拌均勻以后,經(jīng)重新檢測合格后可以繼續(xù)使用。
      5.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂水乳液,其特征在于環(huán)氧樹脂和乳化劑重量百分比之和不小于49. 5%ο
      6.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂水乳液的制備方法,其特征在于使用雙酚A環(huán)氧樹脂、 助劑、去離子水,經(jīng)過特殊的乳化劑エ藝乳化制得;(1)環(huán)氧樹脂經(jīng)加熱到70-80°C,有良好的流動性,按照比例投入到乳化釜內(nèi),調(diào)整溫度65-75 °C,攪拌30分鐘,使物料均勻;(2)混合均勻以后,打開攪拌電機,攪拌速度調(diào)整至1200轉(zhuǎn)/分鐘,緩慢加入去離子水, 直至物料轉(zhuǎn)變?yōu)樗?;繼續(xù)加水,進行稀釋,調(diào)整乳液固含量至60%。
      7.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂水乳液,其中有ー種乳化劑為,使用環(huán)氧樹脂和高分子聚氧化乙烯,在特殊的反應(yīng)條下,經(jīng)過M小時反應(yīng)以后制得,其特征在于,既有傳統(tǒng)乳化劑的親水親油性,又保留了環(huán)氧基團,按照相似相溶的原則,由于環(huán)氧乳化劑親油基與環(huán)氧樹脂有著完全相同的分子結(jié)構(gòu),所以與環(huán)氧樹脂的相溶性更好,按照這個原理,在較低的乳化劑使用量的情況下,也可以得到較為穩(wěn)定的環(huán)氧乳液;在作為玻璃纖維成膜劑使用于纖維時,在后道エ序加工過程中,其中的環(huán)氧基團可參與固化反應(yīng),從而降低了復(fù)合材料中乳化劑的遷移,同時提高了復(fù)合材料的性能。
      8.權(quán)利要求6的制備方法,其中原料在帶有夾套的乳化釜內(nèi)進行,設(shè)備含高速剪切電機、低速分散電機;其中高速剪切電機轉(zhuǎn)速不得低于1080r/min,低速剪切電機轉(zhuǎn)速在 50-70r/min ;乳化釜夾套通冷卻水調(diào)整釜內(nèi)溫度。
      9.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂水乳液的應(yīng)用,其特征在于使用風(fēng)電葉片專用玻璃纖維成膜劑,其使用時需要有專門的浸潤劑配方,其中含有硅烷偶聯(lián)劑,非離子型潤滑劑,該方法制得的環(huán)氧樹脂水乳液,配伍性能良好,配制成浸潤劑以后,在中性或弱酸性條件下可保證其48小時不產(chǎn)生沉淀,在帶有攪拌的情況下使用正常,不會產(chǎn)生不勻一等不良因素。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂復(fù)配物水乳液。本發(fā)明公開了一種環(huán)氧樹脂復(fù)配物水乳液,其用于制造風(fēng)電葉片用玻璃纖維成膜劑。用該水乳液做為成膜劑制備的玻璃纖維尤其適用于制備風(fēng)電葉片。而且該水乳液不含VOC,不含壬基酚類表面活性劑,安全、環(huán)保性能良好。其特征在于,使用其作為成膜劑拉制的玻璃纖維,使用于風(fēng)電葉片制造,其浸透速度、復(fù)合材料性能等各項指標(biāo)優(yōu)異;該水乳液貯存穩(wěn)定性和使用穩(wěn)定性均良好,使用安全、環(huán)保。該水乳液主要包含,環(huán)氧樹脂,乳化劑,以及去離子水。本發(fā)明的環(huán)氧樹脂水乳液可大規(guī)模使用于池窯法拉絲作業(yè),工藝穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低。
      文檔編號C03C25/40GK102531412SQ20111043861
      公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月25日
      發(fā)明者侯勇, 倪雪慶, 劉洪剛, 張兆斌, 潘春呈, 趙建新 申請人:泰山玻璃纖維有限公司
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