[發明專利]用于結構粘合劑的固化劑制劑中作為構成單元的APCHA

有效

• 申請號: 201711401468.1
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108239507B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: M·T·V·戈科姆;E·J·蒂杰斯瑪
• 申請（專利權）人: 贏創運營有限公司
• 主分類號: C09J163/00
• 分類號: C09J163/00;C08G59/50;C08G59/60
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 宓霞

本發明涉及結構粘合劑組合物，并且更具體地涉及雙組份(2K)結構粘合劑組合物。所述兩種組份發生化學反應以粘接結構表面。已經發現N?(3?氨基丙基)環己基胺(APCHA)是用于與在2K粘合劑組合物中的環氧樹脂一起使用的改進的固化劑。APHCA表現出有利的特征，所述特征包括粘度、適用期和反應性，和在與環氧樹脂一起固化后的粘合和熱性能。這些特征及其獨特的化學允許在用于結構粘合劑(特別是風力渦輪機葉片粘合劑)的固化劑制劑中使用APCHA。APCHA解決了采用常用的胺制劑不能解決的關于粘度積累、工作時間、穿透固化、相容性和粘合性能的問題。

背景技術

近年來，作為環境安全的和相對廉價的替代能源，風力渦輪機已經受到了增加的關注。正在進行相當大的努力以開發可靠和有效的風力渦輪機。通常，風力渦輪機包括具有多個風力渦輪機葉片的轉子。所述風力渦輪機葉片的形狀為細長的翼型，其被構造以對風響應地提供旋轉力。制造風力渦輪機葉片的一個目前的方案是將每個葉片要么制備為兩個半殼和一個翼梁,要么制備為兩個具有集成翼梁的半殼。在兩種情況下，將所述兩個半殼沿著它們的邊緣用粘合劑材料粘接以形成完整的葉片。典型地，所述粘合劑材料是雙組份(2K)結構粘合劑材料，其包括兩種組分，所述兩種組分當在環境條件下混合時發生化學反應(即交聯)以將所述半殼粘接在一起。

用于將所述風力渦輪機葉片的兩半耦合的粘合劑必須能夠耐受在使用過程中施加到每個葉片上的離心力，并且在恒定的熱循環和環境攻擊下能夠保持粘接強度持續所述葉片的壽命。另外，這些粘合劑材料應當相對容易施加。因此，對于2K粘合劑，適用期是一個重要的考慮因素。術語“適用期”，如在粘合劑領域中普通技術人員認識的那樣，可被定義為其中所述粘合劑組合物充分地是液體使得其可被施加到待被粘接的基底材料上的時間段。具有較短適用期的粘合劑材料是其中所述兩種組分反應較快的材料，和具有較長適用期的粘合劑材料是其中所述兩種組分反應較慢的材料。

特別由于對于較長葉片的需求增長，另一個要考慮的方面是開放時間。術語“開放時間”可被定義為在一個半殼上施加所述粘合劑和將第二個半殼放置在所述粘合劑粘接線上之間的時間段。甚至在長的開放時間之后仍提供良好粘合劑性質的粘合劑材料是優選的。要考慮的另一個方面是將所述半殼粘接在一起所處的環境條件、溫度和濕度。理想地，粘合劑材料是在寬范圍的條件下耐用的，并且對不利的環境條件不敏感。

由于對較大的葉片的需求，風力渦輪機葉片制造商正受到挑戰。在過去，最大的運轉的風力渦輪機具有小于100米的轉子直徑。所述轉子直徑大約是所述葉片長度的兩倍，因此在這些轉子上的最大葉片小于50米。目前，一些陸上風力渦輪機轉子直徑為大到130米，并且一些海上渦輪機具有170米的轉子直徑。然而，由于所述葉片變得較長，目前可用的粘合劑導致加工問題。

基于環氧化物的粘合劑用于粘接風力渦輪機葉片殼是公知的。典型相關的技術可在例如DE102011113395和US2012128499中找到。現有技術的粘合劑不具有充分長的適用期，對于長的開放時間是敏感的和/或不具有符合由增加的葉片尺寸導致的需求的在升高的溫度下的正確反應性。

圖1顯示了與具有190的環氧當量(EEW)的雙酚A的二縮水甘油醚(DGEBA)型液體環氧樹脂一起使用標準風機葉片粘合劑參比環氧固化劑產生的拉伸數據。在正常條件下(沒有開放時間)，拉開兩個基底所需的力為在約1％的伸長率下的8MPa。使用相同的固化劑和基底，但采用在23℃和70％相對濕度下1小時的開放時間，拉開所述基底所需的力下降到在僅0.3％的伸長率下的2MPa(75％降低)。

由于如上討論的缺點，葉片制造商已經面臨葉片故障，使得在所述兩個殼之間的粘合劑失敗。因此，本領域中需要如下粘合劑組合物，其具有長的適用期，在長開放時間后良好粘接能力和在變化的環境條件下的有效性。

發明內容

發明概述

本發明涉及粘合劑組合物，該粘合劑組合物提供充分的粘接強度，易于施加，當在長開放時間條件下使用時不敏感，并具有充分長的適用期用于將基底材料粘接在一起，所述基底材料例如風力渦輪機葉片。