环氧树脂FRP紫外老化性能测试分析

邓树斌，黄有慧

(东方电气(天津)风电叶片工程有限公司 天津300480)

0 引 言

风电叶片设计可使用寿命是 20年，环氧树脂是最常见的风电叶片原材料，因为相对于不饱和聚酯树脂和乙烯基树脂，环氧树脂具有更小的固化收缩，同时具有更优的耐疲劳性能等[1]。风场环境复杂，环氧树脂的抗老化能力对于风电叶片产品长期稳定运行至关重要。

目前国内大型风电叶片所用的环氧树脂的主要供应商有迈图、巴斯夫和陶氏等跨国公司以及东汽树脂等大陆企业。其中东汽树脂的DQ灌注环氧树脂黏度低、操作时间长、力学性能良好，耐疲劳性能优异，已大批量应用，共生产约 3000套风电叶片并在风场稳定运行[2-3]。东汽树脂和Hexion树脂都是具有代表性的产品，通过真空灌注工艺制作样片[4]，本文对比测试了东汽树脂体系 DQE-6/DQH-5环氧树脂和Hexion R135/H137树脂体系抗紫外老化性能。

1 实验部分

1.1 原材料及设备

1.1.1 仪器

紫外老化试验箱QUV-SPRAY，美国Q-lab；恒温恒湿试验箱 QTH-1S-D，上海奇珊；万能试验机 AGIC 100KN，日本岛津。

1.1.2 原材料

玻璃纤维双轴向织物(Saertex，2AX-800-0440)；玻璃纤维双轴向织物(Saertex，2AX-1200-0660)；玻璃纤维单轴向织物(Saertex，UD-1250-300)；东汽树脂体系 DQE-6/DQH-5(100∶30)；Hexion树脂体系R135/H137(100∶30)。

1.1.3 GFRP样片的制作

玻璃纤维织物铺设方式如表 1所示。试样制取工艺参数：真空灌注，将树脂体系灌注至玻璃纤维织物中，环境温度 10℃，固化制度 10℃/24h+70℃/8h，以制得试样半成品；试样半成品制作完成后，按照试样测试标准的要求进行加工切割，然后经过120、240目的砂纸打磨。

表1 玻璃纤维织物铺设方式Tab.1 Lamination of glass fiber fabrics

1.2 测试实验

在实验室内，不同试样在紫外老化实验箱中经过3d的紫外老化，测试老化前后的力学性能，用 DQE-6/DQH-5 FRP和Hexion R135/H137树脂对照实验。

纤维增强塑料紫外老化测试参照标准GB/T14522—1993，GB/T16422—1996。

2 结果与讨论

2.1 紫外老化前性能比较

将不同试样通过万能试验机按照测试标准进行力学性能测试，结果见表2。

表2 紫外老化前性能对比Tab.2 Mechanical property of different samples before ultraviolet aging

2.2 紫外老化3d后前后性能比较

将不同试样放置在紫外老化试验箱中 3d，再通过万能试验机按照测试标准进行力学性能测试，结果见表3和图1、图2。

表3 紫外老化3天后前后性能比较Tab.3 Mechanical property of different samples after ultraviolet aging for 3 days

图1 紫外老化3天后力学性能对比(1)Fig.1 Mechanical property(1)of different samples after ultraviolet aging for 3 days

图2 紫外老化3天后力学性能对比(2)Fig.2 Mechanical property(2)of different samples after ultraviolet aging for 3 days

3 结 论

①单向布 0°方向抗拉强度、模量都有所下降，两种布的抗弯强度明显上升，其他性能基本保持不变。样板可能在紫外老化箱内发生老化和后固化多种作用。

②比较Hexion树脂和DQE-6/DQH-5体系在老化后性能数据没有明显的优劣之别，3d的紫外老化没有使2种树脂在力学性能上产生明显差别。