本发明属于高分子材料技术领域，尤其是一种风电叶片用聚酰胺真空袋复合膜及其生产工艺。
背景技术：
传统的叶片生产一般采用开模工艺，生产过程中会有大量的苯乙烯等挥发性有毒气体产生，给操作者和环境带来危害。另一方面，随着叶片尺寸的增加，为保证发电机运行平稳和塔架安全，必须保证叶片重量轻且质量分布均匀，这就促使叶片生产工艺由开模向闭模发展。采用闭模工艺，如现在常用的真空灌注成型工艺，不但可大幅降低成型过程中苯乙烯的挥发，且更易准确控制树脂含量，从而保证复合材料叶片质量分布的均匀性，可提高叶片的质量稳定性。风力发电机叶片制造真空灌注成型工艺。真空灌注成型工艺是将纤维增强材料直接铺放在模具上，在纤维增强材料上铺设一层剥离层，剥离层通常是一层很薄的低孔隙率、低渗透率的纤维织物，剥离层上铺放高渗透介质，然后用真空薄膜包覆及密封。模具用薄膜包覆密封，真空泵抽气至负压状态。脱模布为一层易剥离的低孔隙率的纤维织物，导流布为高渗透率的介质，导流管分布在导流布的上面。树脂通过进胶管进入整个体系，通过导流管引导树脂流动的主要方向，导流布使树脂分布到铺层的每个角落，固化后剥离脱模布，从而得到密实度高，含胶量低的铺层风电叶片结构。现有的风电叶片用聚酰胺真空袋膜要求具有良好的强度、韧性、耐热性和较高的物理力学强度，否则并不能满足真空灌注的使用，例如cn2016104396308公开了一种复合真空袋膜，采用内层薄膜和外层通过胶黏剂粘结制备，内层包括聚全氟乙烯薄膜、超高分子量聚乙烯薄膜、镀铝cpp薄膜和表面氟化处理pp薄膜，内层薄膜与外层薄膜的界面作用力小，很难共挤，采用胶黏剂粘结但因其使用的聚全氟乙烯薄膜、超高分子量聚乙烯薄膜等本身粘结力就小，其所述的复合薄膜很难成型，耐热性差，而且包括铝箔膜在内的内层薄膜因耐热温度一般为120℃，韧性差、性脆，易断裂，和胶黏剂粘结性能差等诸多内在缺陷导致，使用过程中极有可能发生离层或爆袋，影响叶片的真空成型，且具有明显的安全威胁，本来利用ptfe等薄膜的低表面性能，来防止叶片成型中的胶粘，但反而在制备复合薄膜时也无法通过胶黏剂粘结无法实现薄膜良好的复合，使用的外层薄膜与尼龙的共挤性能较差，且无法满足真空袋膜耐热性和韧性的要求，而真空袋还需要有较高的延伸率，以适应真空压缩过程中的变化，而镀铝、ptfe现有的pa等等，并不能满足这种使用要求，极易出现破袋和加工不良，而目前市场上使用的风电叶片用聚酰胺真空袋膜并不能很好的满足现有的使用需求，本领域技术人员亟待开发一种风电叶片用聚酰胺真空袋复合膜的生产工艺，满足现有的性能要求和市场需求。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明旨在提供一种风电叶片用聚酰胺真空袋复合膜的生产工艺。
本发明通过以下技术方案实现：
一种风电叶片用聚酰胺真空袋复合膜，包括由外向内依次设置的表层、中间层和底材层，中间层的上表面与表层的下表面面涂结合，中间层的下表面与底材层的上表面贴合，表层为中间层上表面喷涂面涂的有耐热阻隔涂覆层，中间层为多层共挤膜，底材层为pa膜，所述多层共挤膜为双层共挤膜，双层共挤膜包括由外向内依次共挤的聚酯弹性体层和pet/pa弹性体共混层；
所述风电叶片用聚酰胺真空袋复合膜的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份备料：pa弹性体78~84份、pet37~42份、埃洛石粉5~7份、叶蜡石粉5~8份、分散剂4.6~5.9份、抗氧剂1.6~1.8份、开口剂1.9~2.1份；
(2)将pa弹性体、pet、埃洛石粉和叶蜡石粉进行热风干燥；
(3)将埃洛石粉、叶蜡石粉和分散剂在高速混合机中高速混合，得到分散剂处理的埃洛石粉和叶蜡石粉；
(4)将pa弹性体、pet、抗氧剂、开口剂和步骤(3)得到的分散剂处理的埃洛石粉和叶蜡石粉放入高速混合机中混合，得混合物；
(5)将步骤(4)所得混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒，得到pa弹性体/聚酯弹性体合金材料粒料；
（6）将pa弹性体/pet合金粒料和聚酯弹性体115~120℃干燥6~7h，共挤出成膜温度240~258℃，分别经过熔融后从各自的挤出机机头挤出，经过共挤再经牵引辊组牵引，最后进行收卷，得双层共挤膜，即中间层；
（7）将pa膜作为底材层，在底材层的表面通过使用涂蜡热熔复合的方式复合步骤（6）得到的双层共挤膜形成中间层；
（8）在中间层的上表面通过喷涂面涂的方式复合一层pvdc耐热阻隔涂覆膜形成表层，喷涂条件：静电电压65~70kv、pvdc送浆料量0.8~1.0kg/m2；将喷涂后的样板置于150~160℃烘箱中烘烤16~22min后，取出冷却至室温，即制得风电叶片用聚酰胺真空袋复合膜。
进一步的，步骤(2)所述的热风干燥的温度为70~80℃，干燥时间为6~7小时，步骤(3)所述的高速混合机的混合温度为60~65℃，转速为2000~2500rpm，混合的时间为10~15min，步骤(4)所述的高速混合机的转速为600~1500rpm，混合时间为10~15min。
进一步的，步骤(5)所述的双螺杆挤出机包含六个区，其中各区温度及螺杆转速分别为：一区温度195~205℃，二区温度205~215℃，三区温度215~230℃，四区温度230~235℃，五区温度240~250℃，六区温度245~250℃，机头温度240~250℃；螺杆转速为150~200r/min，所述的埃洛石粉和叶蜡石粉的平均粒径为0.03~0.04μm。
进一步的，所述的分散剂为乙撑双硬脂酰胺、n-乙基邻甲苯磺酰胺中的其中一种。
进一步的，所述的抗氧剂为二苯基-辛基亚磷酸酯、苯乙烯化苯酚按重量比1:1的混合物。
进一步的，所述的开口剂选自二氧化硅气凝胶、ams树脂或硬脂酸锌中的一种或几种。
将蜡均匀面涂于底材，再立即将薄膜贴合、冷却即成复合膜制品，这种复合方式叫做热熔复合，并不使用胶黏剂，以往仅在聚烯烃薄膜复合中使用。
进一步的，所述步骤（7）热熔复合具体为涂布张力9~10kg、收卷张力15~16kg、涂布压力0.25~0.27kg、复合压力0.4~0.5kg，在机速80~90m/min、涂布量0.3~0.5g/m2的条件下，将蜡加热至熔融状态后进行复合，冷却至室温，即得。
进一步的，所述步骤（7）使用的蜡为聚酰胺蜡。
聚酯弹性体的化学结构简式如下：
本发明的有益效果：
本发明通过双层共挤膜包括由外向内依次贴合的聚酯弹性体层和pet/pa弹性体共混层实现共挤，其中pa弹性体与pet共混，可以在性能上互相补充改善pa弹性体在成型加工性能、强度和耐热性方面的不足，同时又可以克服pet韧性差的缺点，而pet和pa弹性体共混主要起到的作用是，以pa弹性体为主体的中间层具有良好的成膜性和加工性能的同时，又保证与底材良好的结合强度，相当于中间层和底材都含有pa成分，使中间层和底材可以实现热熔复合，构成无需使用胶黏剂就可以在不同两层材料间具有更好粘结强度的前提条件，而作为共挤的中间层的另一组成部分，也因为pet的存在，和聚酯弹性体有更好的结合强度，进而实现真空袋膜材整体较佳的结合强度和均衡的综合性能，pet和pa弹性体在膜材中，分别起到多种作用，相互促进，相辅相成，聚酯弹性体膜层表面可以面涂pvdc，具有良好的耐腐蚀性能，采用聚碳酸酯型聚氨酯聚酯互穿聚合物网络结构胶黏剂，分子量较高，黏度较大、流动性较低，在复合过程中，并不使用胶黏剂就确保复合膜材强度，铺展效果好，并不影响开口剂等添加剂的使用问题，不会出现剥离强度差、热封不良、摩擦系数增大等问题，而且，采用喷涂涂覆的方式实现pvdc的快速定位涂覆，可显著地提高薄膜的阻隔性，使其具有优良的防潮性、密性和保香性，同时也改善了膜的热封性，而且区别于以往的pvdc乳液涂覆或溶剂涂覆，不使用溶剂和胶合剂底胶等，无需预处理，可快速短时得到pvdc表面极性低的覆膜形成表层，可以降低风电叶片制备过程中的胶粘，本发明通过共挤、热熔复合等方式把多种组分薄膜复合在形成复合薄膜，可发挥其组成物各自的优点，互相弥补不足，既利用pvdc的高阻气性和pet的可热合性，又利用pa弹性体和聚酯弹性体的良好韧性和强度又可利用尼龙的良好阻气性，利用pet的强度和可印刷性，且薄膜各层的排序方式相互依存，促成了复合薄膜良好成型，且复合薄膜比单一薄膜具有更好综合性能的前提，可以满足风电叶片制备设定性能的一致性，其弹性、柔韧性、阻隔性和强度的组合，以及高爆破压力赋予了真空袋的使用可靠性，使用稳定，降低破裂风险，pa弹性体具有酰胺和聚醚结构，与pet具有良好的相容性，与其制成的合金构成了多相复合体系，韧性得到显著提高，其因为聚酯弹性体与pet的相容性好，且也含有聚醚结构，二者共挤，可以实现聚酯弹性体层和pa弹性体/pet的良好的共挤强度，形成共挤效果良好的中间层，而pvdc与聚酯弹性层有着良好的涂覆强度，进而实现了pvdc在含pa成分层的面涂，底材层的bopa也通过中间层含有的pa弹性体组分与中间层有着良好的结合强度，并且创造性的采用聚酰胺蜡涂布的热熔复合，复合的物质间都含有相同的聚酰胺链段，结合强度高，聚酰胺蜡在热熔复合中起到热熔复合加工助剂的作用，且与热熔复合的两种层间，相容性良好，而聚酰胺蜡在以往的使用中只是作为水性涂料的防沉剂使用，采用热熔复合的方式，不使用胶黏剂，不增加成本，热熔复合强度高，高温下也不会出现分层的状况。
相比现有技术本发明具有如下优点：
本发明公开的生产工艺简单、原料来源广泛，真空袋膜具有良好的机械性能，强度高、柔软延伸率高、耐热性能好，产品两面光滑，能适用聚酯、环氧和酚醛树脂等风电叶片胶应用时使用，污染少，成型率高，特别是厚的风电叶片可提高一次成型成品率，制品没有气泡，制品强度高，可重复性强，做结构件，制品厚度非常均匀，同时大大降低生产成本，不使用胶黏剂，不使用含氟树脂及薄膜，保证了叶片材料产品质量的稳定性和完整性，具有广泛的应用价值。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
pa弹性体为选择日本diceldiamide47ms3，pvdc浆料为质量分数10%的solvayixanpne613均匀分散到四氢呋喃和甲苯1∶1的混合溶剂的均匀分散液，聚酯弹性体为杜邦hytrel6356。聚酰胺蜡购自南京天诗蜡粉公司的new-0401，pa膜为25μmbopa膜，购自双星彩塑，pet为仪化膜级聚酯切片f601，埃洛石粉购自灵寿俊轶矿产，叶蜡石粉购自宁波嘉和公司，ams树脂购自无锡志远化学的m-80。
第一步、按照以下组分及重量份备料：pa弹性体78份、pet37份、埃洛石粉5份、叶蜡石粉5份、乙撑双硬脂酰胺分散剂4.6份、抗氧剂1.6份、ams树脂开口剂1.9份；第二步、将pa弹性体、pet、埃洛石粉和叶蜡石粉进行热风干燥，热风干燥的温度为70℃，干燥时间为6小时；第三步、将埃洛石粉、叶蜡石粉和分散剂在高速混合机中高速混合，得到乙撑双硬脂酰胺分散剂处理的埃洛石粉和叶蜡石粉，高速混合机的混合温度为60℃，转速为2000rpm，混合的时间为10min；第四步、将pa弹性体、pet、抗氧剂、ams树脂开口剂和第三步得到的分散剂处理的埃洛石粉和叶蜡石粉放入高速混合机中混合，得混合物，高速混合机的转速为600rpm，混合时间为10min；第五步将第四步所得混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒，得到pa弹性体/聚酯弹性体合金材料粒料；第六步将pa弹性体/pet合金粒料和聚酯弹性体115℃干燥6h，共挤出成膜温度240℃，分别经过熔融后从各自的挤出机机头挤出，经过共挤再经牵引辊组牵引，最后进行收卷，得双层共挤膜，即中间层厚50μm；第七步、将bopa膜作为底材层，在底材层的表面通过使用涂蜡热熔复合的方式复合步骤第六步得到的双层共挤膜形成中间层；第八步在中间层的上表面通过喷涂面涂的方式复合一层pvdc耐热阻隔涂覆膜形成表层，喷涂条件：静电电压65kv、pvdc送浆料量0.8kg/cm2；将喷涂后的样板置于150℃烘箱中烘烤16min后，取出冷却至室温，即制得风电叶片用聚酰胺真空袋复合膜，其中风电叶片用聚酰胺真空袋复合膜，包括由外向内依次设置的表层、中间层和底材层，中间层的上表面与表层的下表面面涂结合，中间层的下表面与底材层的上表面贴合，表层为中间层上表面喷涂面涂的有耐热阻隔涂覆层，中间层为多层共挤膜，底材层为pa膜，所述多层共挤膜为双层共挤膜，双层共挤膜包括由外向内依次共挤的聚酯弹性体层和pet/pa弹性体共混层，第五步所述的双螺杆挤出机包含六个区，其中各区温度及螺杆转速分别为：一区温度195℃，二区温度205℃，三区温度215℃，四区温度230℃，五区温度240℃，六区温度245℃，机头温度240℃；螺杆转速为150r/min，所述的抗氧剂为二苯基-辛基亚磷酸酯、苯乙烯化苯酚按重量比1:1的混合物，所述第七步热熔复合具体为涂布张力9kg、收卷张力15kg、涂布压力0.25kg、复合压力0.4kg，在机速80m/min、涂布量0.3g/m2的条件下，将聚酰胺蜡加热至熔融状态后进行复合，冷却至室温，即得。
实施例2
pa弹性体为选择德赫斯公司的vestamide40l，pvdc浆料为质量分数10%的solvayixanpne288均匀分散到四氢呋喃和甲苯1∶1的混合溶剂的均匀分散液聚酯弹性体为杜邦hytrel6345。聚酰胺蜡购自南京天诗蜡粉公司的new-0401（熔点140~145℃），pa膜为25μmbopa膜，购自双星彩塑，pet为仪化膜级聚酯切片f602，埃洛石粉购自灵寿俊轶矿产，叶蜡石粉购自宁波嘉和公司，二氧化硅气凝胶购自寿光邦泽化工ok-412。
第一步、按照以下组分及重量份备料：pa弹性体84份、pet42份、埃洛石粉7份、叶蜡石粉8份、n-乙基邻甲苯磺酰胺分散剂5.9份、抗氧剂1.8份、二氧化硅气凝胶开口剂2.1份；第二步、将pa弹性体、pet、埃洛石粉和叶蜡石粉进行热风干燥，热风干燥的温度为80℃，干燥时间为7小时；第三步、将埃洛石粉、叶蜡石粉和分散剂在高速混合机中高速混合，得到n-乙基邻甲苯磺酰胺分散剂处理的埃洛石粉和叶蜡石粉，高速混合机的混合温度为65℃，转速为2500rpm，混合的时间为15min；第四步、将pa弹性体、pet、抗氧剂、二氧化硅气凝胶开口剂和第三步得到的分散剂处理的埃洛石粉和叶蜡石粉放入高速混合机中混合，得混合物，高速混合机的转速为1500rpm，混合时间为15min；第五步将第四步所得混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒，得到pa弹性体/聚酯弹性体合金材料粒料；第六步将pa弹性体/pet合金粒料和聚酯弹性体120℃干燥7h，共挤出成膜温度258℃，分别经过熔融后从各自的挤出机机头挤出，经过共挤再经牵引辊组牵引，最后进行收卷，得双层共挤膜，即中间层,厚50μm；第七步、将bopa膜作为底材层，在底材层的表面通过使用涂蜡热熔复合的方式复合步骤第六步得到的双层共挤膜形成中间层；第八步在中间层的上表面通过喷涂面涂的方式复合一层pvdc耐热阻隔涂覆膜形成表层，喷涂条件：静电电压70kv、pvdc送浆料量1.0kg/cm2；将喷涂后的样板置于160℃烘箱中烘烤22min后，取出冷却至室温，即制得风电叶片用聚酰胺真空袋复合膜，其中风电叶片用聚酰胺真空袋复合膜，包括由外向内依次设置的表层、中间层和底材层，中间层的上表面与表层的下表面面涂结合，中间层的下表面与底材层的上表面贴合，表层为中间层上表面喷涂面涂的有耐热阻隔涂覆层，中间层为多层共挤膜，底材层为pa膜，所述多层共挤膜为双层共挤膜，双层共挤膜包括由外向内依次共挤的聚酯弹性体层和pet/pa弹性体共混层，第五步所述的双螺杆挤出机包含六个区，其中各区温度及螺杆转速分别为：一区温度205℃，二区温度215℃，三区温度230℃，四区温度2235℃，五区温度250℃，六区温度250℃，机头温度250℃；螺杆转速为200r/min，所述的抗氧剂为二苯基-辛基亚磷酸酯、苯乙烯化苯酚按重量比1:1的混合物，所述第七步热熔复合具体为涂布张力10kg、收卷张力16kg、涂布压力0.27kg、复合压力0.5kg，在机速90m/min、涂布量0.5g/m2的条件下，将聚酰胺蜡加热至熔融状态后进行复合，冷却至室温，即得。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例1相比，第八步中未在中间层的上表面通过喷涂面涂的方式复合一层pvdc耐热阻隔涂覆膜形成表层，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，第六步中pa弹性体/pet合金粒料并不含有pet，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，第六步中并不含有聚酯弹性体，即中间层为pa弹性体/pet合金单层薄膜，除此外的方法步骤均相同。
对照组1
本对照组为纯聚酯弹性体。
对照组2
本对照组为纯pa弹性体。
将实施例1~2和对比例1~3和对照组的风电叶片用聚酰胺真空袋复合膜进行透过性能测试结果如表1所示：
表1实施例1~2和对比例1~3和对照组风电叶片用聚酰胺真空袋复合膜透过性能测试结果
将实施例1~2和对比例1~3和对照组风电叶片用聚酰胺真空袋复合膜进行物理性能测试结果如表2所示：
表2实施例1~2和对比例1~3和对照组风电叶片用聚酰胺真空袋复合膜物理性能测试结果
注：参考t/zzb0929-2019风电叶片用聚酰胺真空袋膜标准进行检测。
综上，可见本申请制备的风电叶片用聚酰胺真空袋复合膜具有良好的机械性能，强度高、柔软，该复合膜具有良好的机械性能，强度高、柔软，真空袋膜具有强度高、延伸率高、能够直接接触树脂等优点，包装袋膜材尺寸稳定，不变形，不分层，很好的延伸性、热稳定性、阻隔性、高抗拉强度、耐撕裂，柔软，随型性佳，区别于以往的真空袋袋膜材的制备方法，并没有使用胶黏剂以及含氟薄膜或原料，可以直接接触风电叶片胶黏树脂，污染少，成型率高，特别是厚的风电叶片，可提高一次成型成品率，制品没有气泡，制品强度高，可重复性强，同时大大降低生产成本，不使用胶黏剂，不使用含氟树脂及薄膜，保证了叶片材料产品质量的稳定性和完整性，具有广泛的应用价值，经济实用，性价比高。