风电叶片用环氧结构胶的工艺性能研究.pdf

92 风 电叶片用环氧结构胶的工艺性能研究 2017年 1月 风 电叶片用环氧结构胶的工艺性能研究 王志华 ，宋秋香 (1．上海康达化工新材料股份有限公司，上海 201201； 2．中材科技风电叶片股份有限公司。北京 102101) 摘要：研究了混合后晾置时间、固化程度、混合比例和胶层厚度对风 电叶片用环氧结构胶粘接性能的影响。采用拉伸剪 切强度和等效剥离强度对粘接性能进行表征。研究表明：结构胶混合后晾置90min再进行粘接，粘接强度最高；T达到6O℃ 后 ，粘接强度处于稳定状态；在正负5％的配比变化范围内，粘接性能稳定；胶层厚度增加，剪切强度呈线性下降趋势，而剥离性 能基本稳定 。此项研究为风 电叶片合模工艺优化提供 了技术基础 。 关键词：结构胶 ：风电叶片；工艺 中图分类号 ：TB332；TQ323．5 文献标识码：A 文章编号：1003—0999(2017)01-0092-05 近年来，风力发电在世界范围内得到了快速的 过程中．由于环氧树脂 自身的特点，严格控制混合比 发展，在国内由于政策性的引导，发展尤为迅猛。在 例是非常关键的。但在实际生产中．混合比例有可能 风电产业大规模发展的同时，风电机组的可靠性则 偏离；在涂胶过程中，从混合到最后合模需要一定的 不断受到关注。风电叶片作为风电机组 的 “发动 时间，混合后的结构胶实际处于不断固化的过程中； 机”。在很大程度上决定了风电机组的质量和可靠 定位与合模过程会影响蒙皮与腹板的间隙，导致结 性，因此其选材、设计与制造非常关键[1]。国内叶 构胶的胶层厚度变化；合模后的固化，有可能出现固 片厂 目前所掌握的叶片制造技术，全部采用将叶片 化程度不足的问题。混合比例、混合后的晾置时间、 蒙皮与腹板一起合模粘接形成主承力结构的制造方 胶层厚度和固化程度等工艺参数都会对最后的粘接 法_8]。由于结构胶直接参与了主承力结构的构建， 性能产生影响。 且现有叶片设计对合模粘接的技术要求极高_9，m]， 尽管合模粘接工艺对结构胶最终的粘接性能影 这导致结构胶成为整个风电叶片材料体系中风险最 响很大。但是相关的研究却鲜见报道。本文针对典 高的原材料。其产品性能特别是粘接固化后的性能 型的风电叶片用环氧型结构胶的工艺性能进行 了系 会直接影响叶片的后期运行服役。 统的测试分析 ．该项研究有助于揭示各项工艺参数 国内大型风电叶片合模用的结构胶主要是环氧 对粘接效果的影响规律，为推动风电叶片的工艺优 型结构胶粘剂，由国内外有限的几家供应商提供。 化提供必要的科学依据。 从原材料的基本性能看，进 口结构胶 由于韧性好、密 度低、固化收缩率低和 自脱泡等优 良性能，一枝独 1 实 验 秀。领先于业内。但是过高的价格又与风力发电低成 1．1 原材料 本化的大趋势有所冲突。使其发展受限；国内厂家则 本文中使用的结构胶为上海康达化工新材料股 凭借相对均衡的性能和低成本的优势而不断开疆拓 份有限公司提供的WD3l35／WD3l37合模结构胶； 土。对于叶片制造商来说，选对原材料固然很关键， 制作玻璃钢层合板使用的真空导入型环氧树脂体系 但是这仅仅是第一步，至为重要的是合模粘接过程 采用上纬精细化工有限公司提供的2511-1A—BS环 的工艺控制。再好的原材料 ，如果没有恰当的工艺 氧树脂：单向玻纤织物采用泰山玻璃纤维有限公司 控制，都会导致出现难以接受的后果。 提供的E．L1200．TCR无屈 曲单 向织物。 大型风电叶片的合模粘接工艺．主