郝名扬 潘复生 曾庆文 汤爱涛 罗成云 姚远

(1.重庆国际复合材料股份有限公司研发中心 重庆 400082) (2.重庆大学材料科学与工程学院 重庆 400045)

采用热固性聚氨酯树脂制造风力机叶片是近期兴起的叶片制造技术,与传统的环氧风力机叶片相比,具有强度高,固化速度快,灌注时间少,叶片成本低等优点,获得了广大叶片厂商的青睐[1-5]。

聚氨酯树脂是由高活性多异氰酸酯和多羟基化合物在一定的反应条件下快速固化而成的高分子材料。影响其聚合的主要因素包括水分、温度和原料配比等[6-8]。叶片所需的玻璃纤维织物、真空灌注所需的导流管、脱模布等均含有残留的水分,在固化过程中会与异氰酸酯发生副反应,产生二氧化碳而发泡,影响复合材料质量[9]。因此,在聚氨酯风电叶片制备过程中,必须对复合材料织物及辅料进行真空除湿处理[10-11]。

为了进一步探讨水分对聚氨酯复合材料性能的影响,本研究深入分析不同除湿时间下聚氨酯复合材料的90°拉伸性能及其断面形貌。

1 实验部分

1.1 原材料

风电用聚氨酯树脂44CP20/BAYER-78BD085, Covestro公司;单向织物分别采用重庆国际复合材料有限公司研发聚氨酯树脂专用织物EKU1200(PU),纤维的平均直径均为17 μm。

1.2 复合材料的制备

聚氨酯复合材料制备:将单向织物EKU1200(PU)按照纤维增强塑料复合材料相关的国际标准ISO 527-5的要求进行铺设后,再铺设好导流管、真空袋,在35 ℃,1 kPa真空度下,分别真空除湿0、1、2、3和4 h,然后在90 kPa的真空度下进行聚氨酯树脂灌注。双组分聚氨酯树脂44CP20/78BD085质量比为84/100,固化工艺为室温～50 ℃放置0.5 h,50 ℃保温1 h,50～80 ℃固化0.5 h,80 ℃保温4 h,然后自然冷却。……