本发明涉及复合材料领域，特别是涉及一种风叶用玻纤增强材料及其制备方法。
背景技术：
高强度玻璃纤维织物被广泛使用航空、航天、风力发电、汽车、游轮制造、石油管道等行业。其与树脂搭配可做成高强度的玻璃钢，该玻璃钢相比钢铁的特点是：强度更高，重量更轻，耐腐蚀性更好，其已经是大型风电叶片的主体材料。
随着风机叶片设计技术的提高，风力发电向大功率、长叶片的方向发展。叶片长度增加势必增加叶片的质量。经对长度10-60 m的叶片进行的统计表明，叶片质量按长度的三次方增加。叶片轻量化对运行、疲劳寿命、能量输出有重要的影响。由于叶片运行时其重力产生交变载荷，使叶片本身及机组产生疲劳。叶片减重呵相应减少轮毂、机舱、塔架等结构的质量。同时为了保证在极端风载下叶尖不碰塔架，叶片必须具有足够的刚度，故有必要研发一种重量更轻、刚度更好的风叶用玻纤增强材料。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是提供一种风叶用玻纤增强材料及其制备方法。
一种风叶用玻纤增强材料，包括以下重量百分比的成分：
改性高强度玻璃纤维 50-65%
碳纤维 5-8%
多元胺类固化剂 2-3%
3,3,5-三甲基环己酮 0.1-0.3%
双酚A型缩水甘油醚 余量。
一种风叶用玻纤增强材料的制备方法，按照下述步骤进行：
A、将异丙醇铝和乙醇镁加入乙醇中，再加入丙酮，搅拌均匀；
B、缓慢加入质量分数为50%的乙醇溶液，搅拌6-8小时，得到溶液胶；
C、将溶液胶缓慢加入到质量分数为15%的乙酸乙烯树脂溶液中，高速搅拌4-6小时；
D、将以上溶液作为纺丝溶液，采用静电纺丝工艺，将其负载在高强度玻璃纤维上；
E、400-600℃高温煅烧2-3小时，得到改性高强度玻璃纤维；
F、将改性高强度玻璃纤维和碳纤维放入模具中，采用真空灌注工艺得到风叶用玻纤增强材料。
优选的，所述的步骤A中，异丙醇铝和乙醇镁的物质的量之比为2:1。
优选的，所述的步骤F中，所述的真空灌注工艺，包括以下步骤：
步骤一、将改性高强度玻璃纤维和碳纤维放入模具中，抽真空，在真空度≥98kPa的条件下，保持30min预压实在纤维；
步骤二、室温下灌注多元胺类固化剂、双酚A型缩水甘油醚和3,3,5-三甲基环己酮，灌注时间为20min，灌注过程中保持真空泵开启；
步骤三、灌注完毕后关闭真空阀，保持真空压，将模具放入烘箱，加热固化。
本发明所提供的一种风叶用玻纤增强材料及其制备方法，具有如下优点：
1、采用改性高强度玻璃纤维和碳纤维一起加入的方式，既降低了质量，也控制了成本；
2、采用镁、铝纳米材料改性高强度玻璃纤维，在后续的真空灌注工艺制备玻纤增强材料的过程中，加热条件下可以生成镁铝尖晶石结构，有利于增强纤维间的刚度；
3、使用多元胺类固化剂、双酚A型缩水甘油醚和3,3,5-三甲基环己酮，固化效果好，也有利于生成镁铝尖晶石结构，增强纤维间的刚度。
具体实施方式
实施例1
一种风叶用玻纤增强材料，包括以下重量百分比的成分：
改性高强度玻璃纤维 60%
碳纤维 6%
多元胺类固化剂 2.5%
3,3,5-三甲基环己酮 0.2%
双酚A型缩水甘油醚 余量。
一种风叶用玻纤增强材料的制备方法，按照下述步骤进行：
A、将2mol异丙醇铝和1mol乙醇镁加入乙醇中，再加入50g丙酮，搅拌均匀；
B、缓慢加入250g质量分数为50%的乙醇溶液，搅拌7小时，得到溶液胶；
C、将溶液胶缓慢加入到500g质量分数为15%的乙酸乙烯树脂溶液中，高速搅拌5小时；
D、将以上溶液作为纺丝溶液，采用静电纺丝工艺，将其负载在高强度玻璃纤维上；
E、550℃高温煅烧2.5小时，得到改性高强度玻璃纤维；
F、将改性高强度玻璃纤维和碳纤维放入模具中，采用真空灌注工艺得到风叶用玻纤增强材料。
所述的步骤F中，所述的真空灌注工艺，包括以下步骤：
步骤一、将改性高强度玻璃纤维和碳纤维放入模具中，抽真空，在真空度≥98kPa的条件下，保持30min预压实在纤维；
步骤二、室温下灌注多元胺类固化剂、双酚A型缩水甘油醚和3,3,5-三甲基环己酮，灌注时间为20min，灌注过程中保持真空泵开启；
步骤三、灌注完毕后关闭真空阀，保持真空压，将模具放入烘箱，加热固化。
实施例2
一种风叶用玻纤增强材料，包括以下重量百分比的成分：
改性高强度玻璃纤维 65%
碳纤维 5%
多元胺类固化剂 3%
3,3,5-三甲基环己酮 0.1%
双酚A型缩水甘油醚 余量。
一种风叶用玻纤增强材料的制备方法，按照下述步骤进行：
A、将2mol异丙醇铝和1mol乙醇镁加入乙醇中，再加入50g丙酮，搅拌均匀；
B、缓慢加入250g质量分数为50%的乙醇溶液，搅拌8小时，得到溶液胶；
C、将溶液胶缓慢加入到500g质量分数为15%的乙酸乙烯树脂溶液中，高速搅拌4小时；
D、将以上溶液作为纺丝溶液，采用静电纺丝工艺，将其负载在高强度玻璃纤维上；
E、400-600℃高温煅烧3小时，得到改性高强度玻璃纤维；
F、将改性高强度玻璃纤维和碳纤维放入模具中，采用真空灌注工艺得到风叶用玻纤增强材料。
所述的步骤F中，所述的真空灌注工艺，包括以下步骤：
步骤一、将改性高强度玻璃纤维和碳纤维放入模具中，抽真空，在真空度≥98kPa的条件下，保持30min预压实在纤维；
步骤二、室温下灌注多元胺类固化剂、双酚A型缩水甘油醚和3,3,5-三甲基环己酮，灌注时间为20min，灌注过程中保持真空泵开启；
步骤三、灌注完毕后关闭真空阀，保持真空压，将模具放入烘箱，加热固化。
实施例3
一种风叶用玻纤增强材料，包括以下重量百分比的成分：
改性高强度玻璃纤维 50%
碳纤维 8%
多元胺类固化剂 2%
3,3,5-三甲基环己酮 0.3%
双酚A型缩水甘油醚 余量。
一种风叶用玻纤增强材料的制备方法，按照下述步骤进行：
A、将2mol异丙醇铝和1mol乙醇镁加入乙醇中，再加入50g丙酮，搅拌均匀；
B、缓慢加入250g质量分数为50%的乙醇溶液，搅拌6小时，得到溶液胶；
C、将溶液胶缓慢加入到500g质量分数为15%的乙酸乙烯树脂溶液中，高速搅拌6小时；
D、将以上溶液作为纺丝溶液，采用静电纺丝工艺，将其负载在高强度玻璃纤维上；
E、400-600℃高温煅烧2小时，得到改性高强度玻璃纤维；
F、将改性高强度玻璃纤维和碳纤维放入模具中，采用真空灌注工艺得到风叶用玻纤增强材料。
所述的步骤F中，所述的真空灌注工艺，包括以下步骤：
步骤一、将改性高强度玻璃纤维和碳纤维放入模具中，抽真空，在真空度≥98kPa的条件下，保持30min预压实在纤维；
步骤二、室温下灌注多元胺类固化剂、双酚A型缩水甘油醚和3,3,5-三甲基环己酮，灌注时间为20min，灌注过程中保持真空泵开启；
步骤三、灌注完毕后关闭真空阀，保持真空压，将模具放入烘箱，加热固化。
由以上测试数据可以知道，本发明的风叶用玻纤增强材料的刚度非常好，完全符合风叶的使用要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。