本申請屬于風(fēng)電葉片，尤其涉及一種增強金屬螺栓套與樹脂間界面性能的方法及葉根部件。

背景技術(shù)：

1、隨著全球氣候的變暖，風(fēng)能作為一種可再生能源的重要形式發(fā)展越來越快。風(fēng)電行業(yè)的高速增長推動風(fēng)機功率和風(fēng)輪葉片的不斷增加。葉片作為風(fēng)力機捕獲風(fēng)能的關(guān)鍵核心部件，引領(lǐng)風(fēng)機功率和大型化的發(fā)展方向。現(xiàn)有的葉根預(yù)埋成型工藝通常需要將預(yù)埋螺栓套進(jìn)行噴砂處理，以對預(yù)埋螺栓套進(jìn)行表面粗化處理，再通過將玻璃纖維纏繞在預(yù)埋螺栓套上，與玻璃鋼ud楔形塊、pet楔形塊和玻纖布一起進(jìn)樹脂灌注固化，形成預(yù)制葉根部件。通過不同的噴砂工藝，可調(diào)控金屬螺栓套表面的粗糙度，提升螺栓套與樹脂之間的界面性能。

2、但是面對超大型葉片的葉根載荷需求，葉片根部部位所承受的載荷已經(jīng)接近現(xiàn)有預(yù)埋螺栓套連接技術(shù)的極限，表面噴砂工藝也影響到金屬螺栓套與樹脂的性能提升。因此，繼續(xù)開發(fā)一種適用于風(fēng)電葉片的材料增強技術(shù)，以實現(xiàn)葉根預(yù)埋螺栓套的高承載連接需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請實施例提供一種增強金屬螺栓套與樹脂間界面性能的方法，提升金屬螺栓套樹脂間的界面性能，增強預(yù)制葉根部件的靜力載荷和疲勞載荷。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┮环N增強金屬螺栓套與樹脂間界面性能的方法，包括：提供硅烷偶聯(lián)劑溶液；

3、使用硅烷偶聯(lián)劑溶液對金屬螺栓套進(jìn)行表面改性處理，使金屬螺栓套與硅烷偶聯(lián)劑間形成氫鍵及共價鍵，得到硅烷偶聯(lián)劑改性的金屬螺栓套；

4、在硅烷偶聯(lián)劑改性的金屬螺栓套的周側(cè)灌注樹脂，使硅烷偶聯(lián)劑與樹脂反應(yīng)形成共價鍵，增強金屬螺栓套與樹脂間的界面性能。

5、根據(jù)本申請第一方面的實施例，提供硅烷偶聯(lián)劑溶液中的硅烷偶聯(lián)劑的分子結(jié)構(gòu)式為：

6、y-r-six3??(14)，

7、式(14)中，x為c1～c2的烷氧基、酰氧基、氯，r選自c1～c3的烷基、苯基；y為有機官能基；其中，y選自巰基、多硫基團(tuán)、氨基、改性氨基、乙烯基、環(huán)氧基、氰基、異氰酸酯基、甲基丙烯酰氧基、縮水甘油醚氧基。

8、根據(jù)本申請第一方面的實施例，y選自氨基、改性氨基、環(huán)氧基、乙烯基。

9、根據(jù)本申請第一方面的實施例，提供硅烷偶聯(lián)劑溶液所使用的硅烷偶聯(lián)劑選自3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷、kh560、kh570或其組合。

10、根據(jù)本申請第一方面的實施例，提供硅烷偶聯(lián)劑溶液所使用的溶劑選自水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇或其組合。

11、根據(jù)本申請第一方面的實施例，提供硅烷偶聯(lián)劑溶液所使用的硅烷偶聯(lián)劑溶液的濃度為5vol％～25vol％。

12、根據(jù)本申請第一方面的實施例，提供硅烷偶聯(lián)劑溶液所使用的硅烷偶聯(lián)劑溶液的ph值為1～6。

13、根據(jù)本申請第一方面的實施例，使用硅烷偶聯(lián)劑溶液對金屬螺栓套進(jìn)行表面改性處理包括：將硅烷偶聯(lián)劑溶液通過噴涂、浸潤中的任一種方式包覆金屬螺栓套，以進(jìn)行表面改性處理。

14、根據(jù)本申請第一方面的實施例，使用硅烷偶聯(lián)劑溶液對金屬螺栓套進(jìn)行表面改性處理的時間為0小時～4小時，對經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑溶液進(jìn)行表面改性處理的金屬螺栓套進(jìn)行干燥的溫度為30℃～120℃，可選地為50℃～100℃。

15、根據(jù)本申請第一方面的實施例，使用所述硅烷偶聯(lián)劑溶液對所述金屬螺栓套進(jìn)行表面改性處理之前還包括：對金屬螺栓套進(jìn)行表面打磨處理。

16、根據(jù)本申請第一方面的實施例，經(jīng)過表面打磨處理的金屬螺栓套的表面粗糙度為ra5至ra18。

17、根據(jù)本申請第一方面的實施例，金屬螺栓套的材質(zhì)選自常規(guī)鋼板、40cr鋼板、42crmo鋼板。

18、第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N葉根部件，用于制作風(fēng)電葉片；其中，葉根部件包括：玻纖織物，自第一端疊層連接并向背離第一端的第二端延伸并分立設(shè)置，形成一開口逐漸增大的容納腔；以及于容納腔內(nèi)自第一端向第二端的方向上依次設(shè)置的第二楔形塊、第一楔形塊、金屬螺栓套；第二楔形塊填充于容納腔靠近第一端處、并與分立的玻纖織物連接；第一楔形塊的第一表面與第二楔形塊連接，金屬螺栓套與第一楔形塊的第二表面、玻纖織物接觸連接；金屬螺栓套與第一楔形塊和玻纖織物在未接觸連接的區(qū)域設(shè)置樹脂連接部，樹脂連接部將紗線包含在內(nèi)，并連接第一楔形塊、玻纖織物和金屬螺栓套，由樹脂連接部至金屬螺栓套的表面間形成硅烷偶聯(lián)劑連接層。

19、本申請實施例的增強金屬螺栓套與樹脂間界面性能的方法，使用硅烷偶聯(lián)劑溶液對金屬螺栓套進(jìn)行表面改性處理，使金屬螺栓套與硅烷偶聯(lián)劑形成氫鍵及共價鍵，使金屬螺栓套表面硅烷化或活性基團(tuán)化，再使硅烷偶聯(lián)劑與樹脂反應(yīng)形成共價鍵，通過氫鍵和共價鍵提升金屬螺栓套和樹脂基體間的粘接能力，即提升金屬螺栓套和樹脂間界面結(jié)合性能，增強預(yù)制葉根部件的靜力載荷和疲勞載荷。

技術(shù)特征：

1.一種增強金屬螺栓套與樹脂間界面性能的方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強金屬螺栓套與樹脂間界面性能的方法，其特征在于，使提供所述硅烷偶聯(lián)劑溶液中的所述硅烷偶聯(lián)劑的分子結(jié)構(gòu)式為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強金屬螺栓套與樹脂間界面性能的方法，其特征在于，滿足以下至少一項要求：

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的增強金屬螺栓套與樹脂間界面性能的方法，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑溶液的濃度為5vol％～25vol％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的增強金屬螺栓套與樹脂間界面性能的方法，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑溶液的ph值為1～6。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強金屬螺栓套與樹脂間界面性能的方法，其特征在于，滿足以下至少一項要求：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強金屬螺栓套與樹脂間界面性能的方法，其特征在于，使用所述硅烷偶聯(lián)劑溶液對所述金屬螺栓套進(jìn)行表面改性處理之前還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的增強金屬螺栓套與樹脂間界面性能的方法，其特征在于，經(jīng)過表面打磨處理的所述金屬螺栓套的表面粗糙度為ra5至ra18。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強金屬螺栓套與樹脂間界面性能的方法，其特征在于，所述金屬螺栓套的材質(zhì)選自常規(guī)鋼板、40cr鋼板、42crmo鋼板。

10.一種葉根部件，用于制作風(fēng)電葉片，其特征在于，所述葉根部件包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種增強金屬螺栓套與樹脂間界面性能的方法及葉根部件。方法包括：提供硅烷偶聯(lián)劑溶液；使用硅烷偶聯(lián)劑溶液對金屬螺栓套進(jìn)行表面改性處理，使金屬螺栓套與硅烷偶聯(lián)劑間形成氫鍵及共價鍵，得到硅烷偶聯(lián)劑改性的金屬螺栓套；在硅烷偶聯(lián)劑改性的金屬螺栓套的周側(cè)灌注樹脂，使硅烷偶聯(lián)劑與樹脂反應(yīng)形成共價鍵，增強金屬螺栓套與樹脂間的界面性能。增強金屬螺栓套與樹脂間界面性能的方法使用硅烷偶聯(lián)劑溶液對金屬螺栓套進(jìn)行表面改性處理，使金屬螺栓套與硅烷偶聯(lián)劑形成氫鍵及共價鍵，使硅烷偶聯(lián)劑與樹脂反應(yīng)形成共價鍵，提升金屬螺栓套和樹脂間界面結(jié)合性能，增強預(yù)制葉根部件的靜力載荷和疲勞載荷。

技術(shù)研發(fā)人員：李成良,王寶龍,張杰,張顏明,王繼君,宋秋香,牟書香
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中材科技風(fēng)電葉片股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9