[发明专利]用于填充风电装置转子叶片中的接缝和缝隙的粘合剂

说明书

技术领域

本发明涉及双组分聚氨酯粘合剂、尤其是结构型双组分聚氨酯粘合剂的领域，并且尤其涉及粘合和填充风电装置转子叶片的接缝和缝隙的领域。

背景技术

长期以来就已应用基于多元醇和多异氰酸酯的双组分聚氨酯粘合剂。双组分聚氨酯粘合剂的优点在于，其在混合之后即使在不提高的环境温度下也能迅速固化(“冷固化”)并因此在很短时间之后就已经能迅速承受较高的力。但是若要作为结构型粘合剂使用，则对此类粘合剂的强度和粘合力有很高的要求，因为这类粘合剂为承载结构的元素。通常通过高的交联密度实现高的强度。这通常通过提高官能基团的浓度并且使用较高官能度的多元醇或多胺以及较高官能度的多异氰酸酯来实现。

WO2006／084900A2公开了一种可以作为结构型粘合剂使用的双组分聚氨酯粘合剂。

但是尤其就风电装置转子叶片的构造而言(其中必须将预制的侧翼半壳与支撑结构粘合并且还必须将侧翼半壳相互粘合)，迄今为止的双组分聚氨酯粘合剂具有很大的问题，即其必须具有较长的晾置时间，以便大面积涂覆粘合剂并且使得接合过程能够延迟发生。增大的空气湿度的存在会更多地导致异氰酸酯组分中的异氰酸酯基团与水发生副反应。在此过程中会消耗额外的异氰酸酯基团，这些异氰酸酯基团将无法再用来形成交联的聚氨酯。除此之外，所形成的二氧化钛还会使得粘合剂发泡。因此当例如在通常的季节变化时或者由于施工地点的特殊气候所能观察到的空气湿度较高时，粘合剂与空气水分的反应一方面尤其会大大缩短粘合剂的晾置时间，另一方面会使得固化后的粘合剂的机械特性严重变差。

WO2009／080740A1公开了一种双组分聚氨酯粘合剂，其适合用来粘合纤维成型件，其特征在于组合了高分子量的聚酯二醇、高官能度的多元醇、疏水性多元醇和其它助剂。但是这些粘合剂具有很高的刚性，其E-模量值大于2000MPa，并且在机械性能上在改善机械韧性方面仍有改善能力。

将预制的侧翼半壳与支撑结构粘合时必然会出现接缝。除此之外，在较长时间使用结构粘合的转子叶片之后，还可能会在构件本身中或者在粘合接缝区域内形成可在表面上看见的缝隙形式的应力裂纹。为了填充这些接缝和缝隙，必须使用如上所述具有较长晾置时间和高机械强度并且有在粘弹性改性材料意义上的一定程度粘弹性的粘合剂。

发明详述

本发明的任务因此在于提供双组分的聚氨酯组合物，所述聚氨酯组合物一方面具有较长的晾置时间，并且在涂布在基材上之后和在于具有高空气湿度的气候下曝露较长时间之后(例如相对空气湿度70％)，即使在40分钟之后、尤其即使在60分钟之后也能被接合(粘合)并且固化成为具有一定程度弹性(5～15％断裂伸长率)和高拉伸强度(>15MPa)的聚合物。

令人惊奇地已经发现，根据权利要求1的双组分聚氨酯组合物能够解决这个问题。

已表明，这些组合物因为其机械特性而十分适合于在大面积成型件的结构粘合时填充接缝和缝隙，尤其适合于在建造风电装置时填充转子叶片-半壳的接缝和缝隙。有其表明，根据本发明的粘合剂在粘弹性改性材料意义上的断裂伸长率和拉伸强度之间具有特别好的平衡。

其它独立权利要求的主题是本发明的其它方面。从属权利要求的主题是本发明的特别优选的实施方式。

发明的实施方式

本发明涉及一种由多元醇组分(K1)和多异氰酸酯组分(K2)构成的双组分聚氨酯组合物。

在此，所述多元醇组分(K1)包括

蓖麻油(A0)；

至少一种具有5～8个羟基的多元醇(A1)；

至少一种基于蓖麻油或豆油且羟值为150～200mg KOH／g的聚醚多元醇和／或聚酯多元醇(A2-1)

以及至少一种基于蓖麻油或豆油且羟值为210～300mg KOH／g的聚醚多元醇和／或聚酯多元醇(A2-2)。

在此所述多异氰酸酯组分(K2)包括至少一种多异氰酸酯(B1)。

物质名称中的前缀“多／聚”，例如“多元醇”、“多异氰酸酯”、“聚醚”或“多胺”，在本发明中表示相应的物质在形式上每个分子包含一个以上在其名称中出现的官能基团。

在本发明中将结构粘合的转子叶片表面上可见的裂纹称作缝隙。