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CN102634907A - 风力发电叶片用无碱玻璃纤维机织单向布及其制备方法 - Google Patents

风力发电叶片用无碱玻璃纤维机织单向布及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风力发电叶片用无碱玻璃纤维机织单向布及其制备方法，该风力发电叶片用无碱玻璃纤维机织单向布是由经纱和纬纱相互交织而成，所述经纱和纬纱均是表面涂覆有浸润剂的无碱玻璃纤维；所述浸润剂由偶联剂、润滑剂、环氧成膜剂、聚酯成膜剂以及水按照0.4∶0.6∶5.0∶0.8∶93.2的重量比混合而成，浸润剂中的固体含量为4.0%～6.0%；无碱玻璃纤维机织单向布的经向强度为3200N/25mm～10000N/25mm，纬向强度为800N/25mm～1000N/25mm。本发明的无碱玻璃纤维机织单向布单向强度高，单向抗冲击性能好，能够满足风力发电叶片设计和制作的要求，而且成本较低。

Description

风力发电叶片用无碱玻璃纤维机织单向布及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种玻璃纤维布及其制备方法，具体涉及一种风力发电叶片用无碱玻璃纤维机织单向布及其制备方法。
背景技术
随着国家对低碳、节能环保要求的进一步提高，风力发电在国内得到了广泛的发展。在制作风力发电的设备中，叶片是其中最重要的一个组件。
风力发电叶片不但要求强度高、抗冲击性能好、能承受足够的剪切应力，而且由于其纵横向比例较大，对于材料的单向增强要求非常高。
发明内容
本发明的目的之一在于解决上述问题，提供一种单向强度高、单向抗冲击性能好的风力发电叶片用无碱玻璃纤维机织单向布。
本发明的另一目的在于提供上述风力发电叶片用无碱玻璃纤维机织单向布的制备方法。
实现本发明目的之一的技术方案是：一种风力发电叶片用无碱玻璃纤维机织单向布，它是由经纱和纬纱相互交织而成，所述经纱和纬纱均是表面涂覆有浸润剂的无碱玻璃纤维；所述浸润剂由偶联剂、润滑剂、环氧成膜剂、聚酯成膜剂以及水按照0.4∶0.6∶5.0∶0.8∶93.2的重量比混合而成，浸润剂中的固体含量为4.0%～6.0%；无碱玻璃纤维机织单向布的含水率≤0.15%，可燃物含量为0.4%～0.8%；无碱玻璃纤维机织单向布的经向强度为3200N/25mm～10000N/25mm，纬向强度为800N/25mm～1000N/25mm。
所述无碱玻璃纤维机织单向布的单位面积质量为530±30g/m2，经向强度为3200N/25mm～4000N/25mm，纬向强度为800N/25mm～1000N/25mm。
所述无碱玻璃纤维机织单向布的单位面积质量为800±45g/m2，经向强度为7200N/25mm～8000N/25mm，纬向强度为800N/25mm～1000N/25mm。
所述无碱玻璃纤维机织单向布的单位面积质量为1200±70g/m2，经向强度为9600N/25mm～10000N/25mm，纬向强度为800N/25mm～1000N/25mm。
实现本发明另一目的的技术方案是：一种风力发电叶片用无碱玻璃纤维机织单向布的制备方法，包括拉丝工艺、合股工艺和织造工艺；所述拉丝工艺的温度为1250±10℃，拉丝工艺还包括在原丝表面涂覆浸润剂；所述浸润剂由偶联剂、润滑剂、环氧成膜剂、聚酯成膜剂以及水按照0.4∶0.6∶5.0∶0.8∶93.2的重量比混合而成，该浸润剂中的固体含量为4.0%～6.0%。
本发明具有的积极效果：（1）本发明通过在无碱玻璃纤维表面涂覆特制的浸润剂，能够使玻璃纤维快速浸透，从而提高玻璃纤维与树脂的结合性能；另外，采用独特的经纬向配比来满足单向增强要求，采用可以得到单向强度高、单向抗冲击性能好的无碱玻璃纤维机织单向布，满足风力发电叶片设计和制作的要求，而且成本较低。（2）本发明通过不同的经纬纱号以及经纬密配比，可以得到不同经纬向强力比的产品，来满足不同的制品要求。（3）本发明将原丝单位面积质量偏差控制在±5%以内，这样可以极大提高布面的均匀性。
具体实施方式
（实施例1）
本实施例的风力发电叶片用无碱玻璃纤维机织单向布，是由经纱和纬纱相互交织而成。
本实施例的风力发电叶片用无碱玻璃纤维机织单向布的制备方法如下：
拉丝工艺：将无碱玻璃球（碱金属氧化物含量≤0.8%）在1250±10℃下融化，然后通过400孔、孔径为2.0mm的铂铑合金漏板拉制成原丝。拉丝工艺采用硬筒变频拉丝工艺，控制原丝号数偏差在±5%的范围之内，这样可以极大地提高布面的均匀性。在拉丝过程中，原丝表面涂覆一层浸润剂，该浸润剂由偶联剂、润滑剂、环氧成膜剂、聚酯成膜剂以及水按照0.4∶0.6∶5.0∶0.8∶93.2的重量比混合而成，该浸润剂中的固体含量为4.0%～6.0%，可燃物含量为0.4%～0.8%。所述偶联剂采用的是南京翔飞化学研究所生产的牌号为KH-570的硅烷偶联剂，所述润滑剂采用的是宜兴金鼎实验装备有限公司生产的牌号为3018的润滑剂，所述环氧成膜剂采用的是宜兴金鼎实验装备有限公司生产的APR树脂，所述聚酯成膜剂采用的是宜兴金鼎实验装备有限公司生产的牌号为SR-1的聚酯成膜剂。
合股工艺：将原丝在粗纱机上合股成型。
织造工艺：将合股好的纱按照经纱号数1200tex、经密3.4根/cm放置到纱架上，然后进行穿棕，接着再按照纬纱号数300tex、纬密3.3根/cm上机织造，最后在80±5℃的温度下烘干定型2h，得到含水率≤0.15%的无碱玻璃纤维机织单向布。
本实施例制得的风力发电叶片用无碱玻璃纤维机织单向布的经向强度为3200N/25mm～4000N/25mm，纬向强度为800N/25mm～1000N/25mm。
（实施例2～实施例3）
各实施例与实施例1基本相同，不同之处见表1。
表1
  实施例1 实施例2 实施例3
项目 EWR530 EWR800 EWR1200
单位面积质量（g/m2） 530±30 800±45 1200±70
经向强度 3200N/25mm～4000N/25mm 7200N/25mm～8000N/25mm 9600N/25mm～10000N/25mm
纬向强度 800N/25mm～1000N/25mm 800N/25mm～1000N/25mm 800N/25mm～1000N/25mm
经纱号数 1200tex 2000tex 4800tex
纬纱号数 300tex 600tex 400tex
经密（根/cm） 3.4 3.6 2.2
纬密（根/cm） 3.3 1.4 2.0
含水率 ≤0.15% ≤0.15% ≤0.15%
可燃物含量 0.4%～0.8% 0.4%～0.8% 0.4%～0.8%

Claims (5)

1.一种风力发电叶片用无碱玻璃纤维机织单向布，它是由经纱和纬纱相互交织而成，所述经纱和纬纱均是表面涂覆有浸润剂的无碱玻璃纤维；其特征在于：所述浸润剂由偶联剂、润滑剂、环氧成膜剂、聚酯成膜剂以及水按照0.4∶0.6∶5.0∶0.8∶93.2的重量比混合而成，浸润剂中的固体含量为4.0%～6.0%；无碱玻璃纤维机织单向布的含水率≤0.15%，可燃物含量为0.4%～0.8%；无碱玻璃纤维机织单向布的经向强度为3200N/25mm～10000N/25mm，纬向强度为800N/25mm～1000N/25mm。
2.根据权利要求1所述的风力发电叶片用无碱玻璃纤维机织单向布，其特征在于：所述无碱玻璃纤维机织单向布的单位面积质量为530±30g/m2，经向强度为3200N/25mm～4000N/25mm，纬向强度为800N/25mm～1000N/25mm。
3.根据权利要求1所述的风力发电叶片用无碱玻璃纤维机织单向布，其特征在于：所述无碱玻璃纤维机织单向布的单位面积质量为800±45g/m2，经向强度为7200N/25mm～8000N/25mm，纬向强度为800N/25mm～1000N/25mm。
4.根据权利要求1所述的风力发电叶片用无碱玻璃纤维机织单向布，其特征在于：所述无碱玻璃纤维机织单向布的单位面积质量为1200±70g/m2，经向强度为9600N/25mm～10000N/25mm，纬向强度为800N/25mm～1000N/25mm。
5.一种权利要求1至4之一所述的风力发电叶片用无碱玻璃纤维机织单向布的制备方法，包括拉丝工艺、合股工艺和织造工艺；其特征在于：所述拉丝工艺的温度为1250±10℃，拉丝工艺还包括在原丝表面涂覆浸润剂；所述浸润剂由偶联剂、润滑剂、环氧成膜剂、聚酯成膜剂以及水按照0.4∶0.6∶5.0∶0.8∶93.2的重量比混合而成，该浸润剂中的固体含量为4.0%～6.0%。
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