阅读说明：本技术 一种多聚膦酸酯作为脱模剂的应用、树脂及拉挤板材 (Application of polyphosphonate as mold release agent, resin and pultruded panel ) 是由 曾鸿鸣 杨玉荣 宋秋香 王战坚 陈淳 于 2020-07-06 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种多聚膦酸酯作为脱模剂的应用,多聚膦酸酯可以以分子形式分散在液态树脂中,树脂固化后在拉挤板材的表面形成一层多聚膦酸酯单分子层,从而实现拉挤板材的脱模；通过真空灌注方法将上述拉挤板材制备大梁结构的过程中,拉挤板材表面的多聚膦酸酯单分子层可以快速溶解和扩散在灌注树脂中,从而使灌注树脂和拉挤板材之间形成一个完整的粘接界面,避免了各拉挤板材之间的粘接不充分对大梁结构强度产生的不良影响；此外,多聚膦酸酯还具有界面增强的效果,从而增强了拉挤板材的强度,也使大梁结构的强度有所增加。(The invention provides an application of polyphosphonate as a release agent, wherein polyphosphonate can be dispersed in liquid resin in a molecular form, and a layer of polyphosphonate monomolecular layer is formed on the surface of a pultruded plate after the resin is cured, so that the demoulding of the pultruded plate is realized; in the process of preparing the girder structure from the pultruded panel by the vacuum infusion method, the polyphosphonate monomolecular layer on the surface of the pultruded panel can be quickly dissolved and diffused in the infusion resin, so that a complete adhesion interface is formed between the infusion resin and the pultruded panel, and the adverse effect on the structural strength of the girder caused by insufficient adhesion between the pultruded panels is avoided; in addition, the polyphosphonate also has an interface reinforcing effect, so that the strength of the pultruded plate is enhanced, and the strength of the girder structure is also increased.)

一种多聚膦酸酯作为脱模剂的应用、树脂及拉挤板材

技术领域

本发明涉及风电叶片制造技术领域，具体涉及一种多聚膦酸酯作为脱模剂的应用、树脂及拉挤板材。

背景技术

风力发电行业中，风电叶片一般由大梁作为主承力结构。大梁制作一般使用灌注成型工艺，即首先将纤维材料铺设在模具上，并设置真空袋及导流网，在真空保压后，进行液态树脂的灌注，待固化后脱模。然而由于大梁型面为不规则曲面，纤维材料的铺设过程容易产生皱褶，导致局部应力集中，大大降低大梁的承载能力，对风电叶片的寿命产生严重的不利影响。加之纤维材料的铺设受人工影响较大，从而加重了纤维皱褶的严重程度。因此，传统灌注工艺无法适应大梁的制造的越来越高的要求。

由于拉挤成型工艺可以确保纤维平直、张力均匀，同时使板材的纤维含量更高、质量更稳定可靠，采用拉挤成型工艺进行大梁的制造成为趋势。即首先将纤维增强材料浸渍于液态树脂中，并在通过成型模具后进行固化，以得到拉挤板材，随后将所述拉挤板材进行组合，并置于大梁模具或者叶片蒙皮模具中，并向模具中灌注树脂通过真空灌注工艺得到大梁结构。然而拉挤板材的成型过程中，拉挤板材与成型模具具有较大的粘合力，为了便于拉挤板材的脱出，通常在液态树脂中添加内脱模剂。内脱模剂与液态树脂相溶，而与固态树脂不溶，在加工过程中，内脱模剂可以从树脂基体扩散到固态树脂表面，在模具与拉挤板材之间形成一层隔离层起到脱模作用。然而该隔离层的存在不利于大梁成型工艺中各板材之间的有效粘接，从而对结构强度造成不良影响。

为了解决上述问题，通常采取两种方法：其一为在拉挤板材制备完成后对其表面进行打磨处理，以去除覆盖在表面的脱模剂，该方法使大梁成型工艺中各板材之间的粘接强度依赖于拉挤板材的打磨效果，因此需要检验打磨效果，增加了工艺流程，同时打磨过程产生的粉尘也不利于环保。另一个方法是在拉挤板材的制备过程中铺设一层脱模布，以保证板材表面不再存在一层脱模剂，在拉挤板材进行大梁结构的制造时撕除脱模布即可。拉挤板材表面是否覆盖脱模剂依赖于脱模布的铺设效果。该方法由于需要在拉挤板材的制备前后进行脱模布的铺设和撕除，从而增加了工艺流程，同时，脱模布和脱模布缝隙的树脂材料都废弃了，增加了制造成本，而且给垃圾处理增加了负担，不利于环保。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有拉挤板材表面的脱模剂的去除工艺复杂的缺陷，从而提供一种多聚膦酸酯作为脱模剂的应用、树脂及拉挤板材。

为此，本发明提供一种多聚膦酸酯作为脱模剂的应用，所述多聚膦酸酯的化学结构为：

其中R1与R2为正十八烷基，n＝2。

进一步地，所述的多聚膦酸酯作为脱模剂在拉挤板材制造中的应用。

本发明还提供一种树脂，其包括上述的多聚膦酸酯。

进一步地，所述树脂包括如下重量份的组分：

环氧树脂，100份；

固化剂，60-100份；

催化剂，0.5-3份；

多聚膦酸酯，0.2-2份。

进一步地，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂中的至少一种；

所述固化剂为液化甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、四氢苯酐、苯酐中的至少一种；

所述催化剂为2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚或改性咪唑。

进一步地，所述树脂还包括：

填料，0-50份；和/或，

增韧剂，0-20份。

进一步地，所述填料为碳酸钙粉末、氢氧化铝粉末、陶土粉末、气相二氧化硅中的至少一种；

所述增韧剂为端羧基丁腈橡胶、端氨基聚醚、端羧基聚醚、端环氧基聚醚、长链聚醚胺中的至少一种。

本发明还提供一种拉挤板材，采用上述树脂。

进一步地，所述拉挤板材还包括纤维增强材料，所述纤维增强材料的体积含量为拉挤板材的10-90％。

进一步地，所述纤维增强材料为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、尼龙纤维、聚酯纤维中的至少一种。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供的多聚膦酸酯作为脱模剂的应用、树脂及拉挤板材，多聚膦酸酯可以以分子形式分散在液态树脂中，在金属模具与液态树脂界面处，与金属模具接触的多聚膦酸酯可与金属模具发生化学反应，使磷酸根化学锚固在金属模具上，而正十八烷基朝向远离金属模具的一侧，相应的，由于相同极性的基团的相互聚集作用，在该界面上位于液态树脂一侧，多聚膦酸酯的磷酸根靠近液态树脂，而正十八烷基朝向金属模具，从而在树脂固化后，在拉挤板材的表面形成一层多聚膦酸酯单分子层，从而实现拉挤板材的脱模；通过真空灌注方法将上述拉挤板材制备大梁结构的过程中，拉挤板材表面的多聚膦酸酯单分子层可以快速溶解和扩散在灌注树脂中，从而使灌注树脂和拉挤板材之间形成一个完整的粘接界面，避免了各拉挤板材之间的粘接不充分对大梁结构强度产生的不良影响；此外，多聚膦酸酯还具有界面增强的效果，从而增强了拉挤板材的强度，也使大梁结构的强度有所增加。

具体实施方式

提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。

实施例1

本实施例提供一种树脂，其包括100份双酚A环氧树脂，80份液化甲基四氢苯酐，1.5份2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚，0.3份多聚膦酸酯，其中多聚膦酸酯的化学结构为：

其中R1与R2为正十八烷基，n＝2。

本实施例还提供一种拉挤板材，其包括上述树脂及玻璃纤维，其中玻璃纤维的体积含量为拉挤板材的60％。

实施例2

本实施例提供一种树脂，其包括100份双酚F环氧树脂，60份甲基六氢苯酐，3份改性咪唑，0.2份多聚膦酸酯，25份碳酸钙粉末及10份端羧基丁腈橡胶，其中多聚膦酸酯的化学结构为：

其中R1与R2为正十八烷基，n＝2。

本实施例还提供一种拉挤板材，其包括上述树脂及碳纤维，其中碳纤维的体积含量为拉挤板材的10％。

实施例3

本实施例提供一种树脂，其包括100份双酚F环氧树脂，100份四氢苯酐，3份改性咪唑，2份多聚膦酸酯，50份氢氧化铝粉末及5份端氨基聚醚，其中多聚膦酸酯的化学结构为：

其中R1与R2为正十八烷基，n＝2。

本实施例还提供一种拉挤板材，其包括上述树脂及芳纶纤维，其中芳纶纤维的体积含量为拉挤板材的50％。

实施例4

本实施例提供一种树脂，其包括100份双酚A环氧树脂，60份苯酐，0.5份2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚，0.3份多聚膦酸酯、10份陶土粉末及20份端羧基聚醚，其中多聚膦酸酯的化学结构为：

其中R1与R2为正十八烷基，n＝2。

本实施例还提供一种拉挤板材，其包括上述树脂及聚酯纤维，其中聚酯纤维的体积含量为拉挤板材的90％。

实施例5

本实施例提供一种树脂，其包括100份双酚F环氧树脂，100份甲基六氢苯酐，3份改性咪唑，2份多聚膦酸酯，5份气相二氧化硅及5份端环氧基聚醚，其中多聚膦酸酯的化学结构为：

其中R1与R2为正十八烷基，n＝2。

本实施例还提供一种拉挤板材，其包括上述树脂及芳纶纤维，其中芳纶纤维的体积含量为拉挤板材的40％。

实施例6

本实施例提供一种树脂，其包括100份双酚F环氧树脂，60份四氢苯酐，2份改性咪唑，1份多聚膦酸酯，25份碳酸钙粉末及15份长链聚醚胺，其中多聚膦酸酯的化学结构为：

其中R1与R2为正十八烷基，n＝2。

本实施例还提供一种拉挤板材，其包括上述树脂及碳纤维，其中碳纤维的体积含量为拉挤板材的70％。

对比例1

本对比例提供一种拉挤板材，其制造方法与实施例1提供的拉挤板材的唯一不同之处在于：本对比例所使用的脱模剂为蒙旦蜡。

对比例2

本对比例提供一种拉挤板材，其制造方法与对比例1提供的拉挤板材的唯一不同之处在于：本对比例对对比例1提供的拉挤板材的表面进行了打磨，粗糙度系数为Ra3.0。

对比例3

本对比例提供一种拉挤板材，其制造方法与对比例1提供的拉挤板材的唯一不同之处在于：本对比例在拉挤板材的制备过程中铺设一层脱模布，并于制备完成后撕除脱模布。

试验例1

将实施例1和对比例1－3提供的拉挤板材分别取2个进行层叠，拉挤板材的宽度为100mm，厚度为5mm，并通过真空灌注工艺将其粘接为拉挤组件，其中真空灌注工艺参数相同。以《GB/T30969－2014－聚合物基复合材料短梁剪切强度试验方法》测试上述拉挤组件的剪切强度以判断其强度大小，测试结果如表1所示。

表1

指标	剪切强度(MPa)
		实施例1	58.7
实施例2	59.3
		实施例3	58.2
实施例4	57.8
		实施例5	58.3
实施例6	59.1
		对比例1	34.3
对比例2	53.2
		对比例3	50.9

由表1可知，实施例1提供的拉挤板材具有更高的剪切强度，说明多聚膦酸酯作为脱模剂应用于拉挤板材制造对拉挤板材之间的粘接产生有利影响，提高了拉挤组件的强度。

试验例2

对实施例1和对比例1－3提供的拉挤板材的以《GB/T30969－2014－聚合物基复合材料短梁剪切强度试验方法》进行短梁强度测试，并以ISO 14125的纤维增强塑料性能试验方法进行弯曲强度测试，测试结果如表2所示。

表2

指标	短梁强度(MPa)	弯曲强度(MPa)
			实施例1	60.3	1260
实施例2	60.1	1237
			实施例3	59.8	1225
实施例4	60.5	1279
			实施例5	59.9	1228
实施例6	59.8	1231
			对比例1	54.7	987

由表2可知，实施例1提供的拉挤板材具有更高的短梁强度和弯曲强度，说明多聚膦酸酯作为脱模剂应用于拉挤板材制造，具有界面增强的效果，从而增强了拉挤板材的强度。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。