[發明專利]聚氨酯基粘合劑

有效

• 申請號: 201380063509.4
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN104837883A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: G·坎替
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;C08G18/76;C08G18/22;C08G18/32;C08G18/36;C09J175/04;C09J175/08;C08G18/66
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳長會;呂小羽

技術領域

本公開涉及聚氨酯基粘合劑。該粘合劑適于粘結大部件，例如，包括但不限于風力渦輪機的轉子葉片。本公開還涉及粘結的部件、制備粘合劑的方法以及粘結大部件的方法。

背景技術

通過組裝大預制部件制備的輕質制品日益增多。例子包括水運工具的構造和用于風力渦輪機的轉子葉片，它們通常通過接合兩個大預制半塊來制備。此類部件通常使用粘合劑粘結到一起。對成本效率日益提高的需求已經導致具有逐漸增大尺寸的此類部件。這要求合適的粘合劑不僅具有所需的機械性能，而且有利地具有長開釜時間。長開釜時間允許待施涂到大表面的粘合劑不過早固化，即，可在單個工藝步驟中將該粘合劑施涂到大表面上。在歐洲專利申請EP?2?222?745中，描述聚氨酯基粘合劑組合物，其具有長開釜時間，并且被記錄適于粘結類似于風力渦輪機的轉子葉片的大面積。

然而，另外的對成本有效的生產工藝的要求包括粘結的部件的快速翻轉。這可以通過快速產生足夠粘附強度的粘合劑實現。這允許在粘合劑施涂之后即刻將粘結的制品移動到生產線中的下一個位置并因此使得生產工藝更成本有效。

發明內容

在下面，提供用于聚氨酯粘合劑的可固化前體組合物，所述組合物包含

(a)異氰酸酯組分，該異氰酸酯組分包含一種或多種異氰酸酯，和

(b)異氰酸酯反應性組分，該異氰酸酯反應性組分包含

(bi)一種或多種三醇，該一種或多種三醇選自聚醚三醇、聚酯三醇、聚醚-聚酯三醇以及它們的組合；

(bii)一種或多種四醇，該一種或多種四醇選自聚醚四醇、聚酯四醇、聚醚-聚酯四醇；

并且其中該組合物還包含能夠催化聚氨酯形成的催化劑體系，其中固化催化劑體系包含鉍鹽、鋅鹽和鋯鹽的組合。

在另外的方面，提供一種包含可固化組合物的反應產物的聚氨酯基粘合劑。

在另一方面，提供一種粘結部件的方法，包括：

(i)將可固化粘合劑組合物施涂到待接合的部件的至少一部分；

(ii)接合該部件；以及

(iii)固化該粘合劑以提供在接合部件之間的粘結。

具體實施方式

在詳細解釋本公開的任何實施例前，應當理解，本申請的公開內容并不限于下面描述中提及的構造與部件布置方式的細節。與“由…組成”的使用相反，“包括”、“含有”、“包含”或“具有”及其變型的使用意指涵蓋其后所列舉的項目及其等同物，以及另外的項目。“一個(種)”的使用意指涵蓋“一個(種)或多個(種)”。本文所述的任何數值范圍旨在包括從該范圍的下限值到上限值的所有值。例如，從1％到50％的濃度范圍旨在縮寫，并且明確地公開了介于1％與50％之間的值，諸如，例如2％、40％、10％、30％、1.5％、3.9％等。

通過本公開提供的粘合劑可以用于粘結部件，尤其是樹脂基部件或具有樹脂基表面的部件。根據本公開的粘合劑可適于粘結具有大尺寸，例如，具有大于約10m，或大于約20m或甚至大于約40m的長度的部件，例如，具有約20m到約120m或約30m到約80m的長度的部件。典型的部件包括用于構造水運工具的部件或用于風力渦輪機的轉子葉片。

根據本公開的粘合劑組合物具有長開釜時間。這允許在一個工藝步驟中將大表面由該粘合劑組合物涂覆。該開釜時間描述該粘合劑組合物在通過結合其反應性組分而被制備后多長時間可以合適地施涂到基底，而粘附強度不明顯損失或粘度不明顯增大。根據本公開的粘合劑在環境條件(23℃+/-3℃，50％相對濕度(RH)+/-10％)下，通常具有至少30min，更優選至少40min或至少50min的開釜時間。

除了長開釜時間，根據本發明的粘合劑還具有短固定時間。該“固定時間”是指發展足夠的粘結強度(生膠強度)用于該粘結的制品移動而不破壞該粘結所需要的時間。通常約5MPa的生膠強度足以用于此目的。該生膠強度是指未完全固化的粘合劑的粘結強度。該粘結強度可以隨固化反應的進展而繼續升高。根據本公開的粘合劑組合物在環境條件(23℃+/-3℃，50％RH+/-10％)下300分鐘內固化，發展至少5MPa，優選至少6MPa的生膠強度(通過搭接剪切強度測定)。

根據本公開的(完全)固化的粘合劑在從約-40℃至高達約+40℃的溫度區間內具有至少8MPa的粘結強度。這特別有利于制備用于風力渦輪機的轉子葉片，因為該溫度區間是粘結的部件將要被暴露到的最典型的溫度區間。