[发明专利]一种聚氨酯改性的环氧树脂胶黏剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种聚氨酯改性的环氧树脂胶黏剂，所述环氧树脂胶黏剂包括以下重量份的制备原料：环氧树脂48～69wt％，固化剂38～59wt％，聚氨酯预聚体10～30wt％，所述聚氨酯预聚体由质量比为(7～10)：(2～7)多元醇和异氰酸酯制备而成。本发明制备的聚氨酯改性的环氧树脂胶黏剂，通过环氧树脂和聚氨酯预聚体反应生成，固化后得到的环氧树脂胶黏剂在保持环氧树脂胶黏剂强度的同时，提高了韧性和抗疲劳性，同时提升了胶黏剂在现场使用时的存储能力，在施工过程中不会出现发泡现象。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种聚氨酯改性的环氧树脂胶黏剂及其制备方法。

背景技术

目前风电叶片朝大型化趋势发展，叶片刚度随之增加，后缘区域形变更大，同时，叶片PS与SS面粘接区域更宽更长，这些对风电行业所用胶粘剂各项性能提出更高的要求。现在风电行业所使用的胶粘剂主要是环氧胶粘剂，对于材料本身性能而言，环氧胶粘剂拥有高强度、高模量、高粘接力，但其韧性较差，断裂伸长率平均只有3-5％。聚氨酯胶粘剂拥有较高的断裂伸长率，可达10％以上，但缺点是强度和模量较低。同时，聚氨酯合成原料中的异氰酸酯与水会发生反应，因此聚氨酯胶粘剂工艺施工多有不便，需要低湿度环境、操作时间短、存储条件苛刻。

聚氨酯改性的环氧胶粘剂，就是将环氧树脂和聚氨酯胶粘剂优势结合起来，同时需要提升工艺和存储的便利。现有已开发出的聚氨酯改性的环氧胶粘剂，因其疲劳性能较差，断裂韧性数值(GIC)较低以及叶片粘接施工过程出现发泡现象，不能直接在风电行业进行使用。

发明内容

为了克服现有技术中聚氨酯改性的环氧胶粘剂疲劳性能和韧性差以及施工过程中出现发泡现象的问题，本发明提供一种聚氨酯改性的环氧树脂胶黏剂及其制备方法，提高了胶黏剂的韧性和疲劳性能，提升了胶黏剂在现场使用时的存储能力，在施工过程中不会出现发泡现象。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

本发明第一方面提供一种聚氨酯改性的环氧树脂胶黏剂，所述环氧树脂胶黏剂包括以下重量份的制备原料：

环氧树脂48～69wt％，固化剂38～59wt％，聚氨酯预聚体10～30wt％；

所述聚氨酯预聚体由质量比为(70～100)：(20～70)多元醇和异氰酸酯制备而成。

本发明中通过多元醇和异氰酸酯反应制备得到聚氨酯预聚体，使聚氨酯预聚体中的端--NCO基与环氧树脂中的仲羟基反应，通过两种共聚物结合，化学键贯穿后形成EP-PU接枝IPNs结构，该结构的形成使得环氧网络更加紧实，减小自由体积，然后EP-PU接枝IPNs结构与胺类固化剂进行交联形成柔性侧链存在于体系中，形成稳定的高韧性胶黏剂。限制多元醇和异氰酸酯的质量比为(70～100)：(20～70)，超出此范围合成的预聚体不纯,同时体系中未反应的原料过多。

作为一种可选的实施方式，本发明提供的环氧树脂胶黏剂中，所述所述环氧树脂为主链带苯环的环氧树脂，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂或多酚型缩水甘油醚环氧树脂中的一种。

本发明中选择主链带苯环的环氧树脂，主要用于提高环氧树脂胶黏剂的硬度和脆性。

作为一种可选的实施方式，本发明提供的环氧树脂胶黏剂中，所述固化剂为聚酰胺、孟烷二胺，异佛尔酮二胺，二氨基二苯基砜，间苯二胺中的一种或几种的组合。

作为一种可选的实施方式，本发明提供的环氧树脂胶黏剂中，所述聚氨酯预聚体的制备方法如下：将多元醇溶液升温至80～90℃后真空脱水1～1.5h，降温至45～60℃后停止抽真空，在氮气氛围下加入异氰酸酯，搅拌均匀后，升温反应0.5～2h得到聚氨酯预聚体。