風電葉片材料雙酚F環(huán)氧樹脂的合成研究.pdf

1、風力發(fā)電是國家鼓勵和急需的節(jié)能環(huán)保項目。風電葉片露天工作,在承受強風載荷、砂粒沖刷、紫外線照射、大氣氧化與腐蝕、酸鹽腐蝕、材料成本等方面有較高的要求。目前兆瓦級風機葉片已采用碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料,所需的環(huán)氧樹脂要求粘度低、對纖維浸透性好、耐沖擊性能高、韌性好。通用型環(huán)氧樹脂的粘度高、耐沖擊性及耐候性差,漆膜在戶外易粉化失光又欠豐滿,不宜作戶外用涂料和膠粘劑。研發(fā)新型風電葉片環(huán)氧樹脂具有非常重要的意義。
　　新型雙酚F環(huán)氧樹脂

2、具有粘度低、耐溶劑性強、耐沖擊性能高、對纖維浸漬性和與玻璃鋼復合性能好、使用成本低等優(yōu)點而被看好用于制造風電葉片基制材料。
　　主要原料雙酚F在國外已有生產,但存在高酚醛比、性能最好的對位異構體含量低、收率低、產物后處理復雜等問題,且采用了大倍數(shù)苯酚循環(huán)蒸發(fā)套用,又在加熱條件下反應,造成生產成本較高。而進口雙酚F價格過高,致使國內雙酚F環(huán)氧樹脂規(guī)?；a很少。
　　論文首先用苯酚、甲醛在磷酸催化劑和甲醇溶劑存在下,進行親電取

3、代反應制備了雙酚F,研究了原料配比、催化劑磷酸用量、反應溫度及時間對產物收率及其中對位異構體含量的影響,得到了最佳工藝參數(shù):苯酚/甲醛(mo1)=5:1,甲醇/甲醛=1:1,苯酚/磷酸=3:1,水/酸=2.5~3.0/1,反應溫度45℃,反應時間5h,在此反應條件下,雙酚F產品收率達92.2％(以甲醛計,即每摩爾甲醛可以得到的雙酚F摩爾),所得的雙酚F產物中4,4'-位異構體含量有73.2%。
　　再用雙酚 F與環(huán)氧氯丙烷在催化劑

4、四甲基氯化銨存在下進行醚化反應,然后加入固體氫氧化鈉進行環(huán)氧化脫氯反應,再精制得到雙酚 F環(huán)氧樹脂。研究了原料配比、反應時間和溫度對產品氯含量和環(huán)氧值的影響,確定了適宜的工藝條件:環(huán)氧氯丙烷/雙酚F(mol)=10:1,二氯丙醇/環(huán)氧氯丙烷=0.2,四甲基氯化銨用量為2%(mol/BPF),醚化溫度為80℃,時間為5h,環(huán)氧化催化劑為粉末狀氫氧化鈉,過量2%,閉環(huán)溫度為70℃,時間為1.5~2.0h。在這一工藝條件下制得的雙酚 F型環(huán)氧