專利名稱：一種高強度風能葉片粘接結構膠的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種粘接用環氧結構膠，尤其是涉及一種主要用于風力發電葉片的結構粘接的高強度環氧結構膠，它具有高韌性，高剪切強度，高剝離強度、耐疲勞、耐沖擊等性能。
背景技術：
著清潔能源越來越被人們重視，風力發電已在世界各地如火如荼地開展起來，在過去的5年間全球風電裝機容量年平均增長率為24%。目前，中國的風電裝機容量為全國電源總裝機容量的1%，正處在迅猛發展的階段，具有非常好的發展前景。風力發電機葉片是風力發電的核心部位，它的長度在15-70米之間，當前的主流制造技術是通過結構膠將兩個復合成型的葉片粘接在一起。結構膠承受的力很復雜，有剪切，拉伸，剝離，彎曲、疲勞等等，此外還要承受戶外極限考驗，如大氣老化、鹽霧以及-40 80°C溫度范圍的高低溫變化等等。因此風電行業對該膠的要求非常嚴苛。目前市場上有三種類型的葉片結構膠，環氧樹脂類，丙烯酸酯類和聚氨酯類。其中美國HEXION公司的MGS L135/G葉片環氧結構膠占據了市場70%以上的份額，它的粘接剪切強度在25MPa左右，但是剝離強度較低，約在2-3N/mm。以HENKEL為代表的聚氨酯類葉片結構膠，它的特點是固化溫度低，但是熱變形溫度和粘接強度都低于環氧膠，市場份額很低。丙烯酸酯膠的剪切強度可以達到27MPa左右，但是玻璃化溫度低于環氧膠，沒能打開葉片結構膠的市場。風能行業的風險是巨大的，一個葉片開裂會造成上百萬的損失，在風場每年都會有葉片開裂等問題的出現，因此如何提高葉片結構膠的安全等級，將剪切強度、剝離強度、疲勞強度以及玻璃化轉變溫度等性能指標全部提高到一個新的等級也是葉片行業非常期待的一個事情。隨著我國風能項目的迅速發展，競爭越來越激烈，國內廠家已從當初單純的購買技術、原材料依賴進口向自主創新及原材料國產化方向發展。降低成本，實現原材料國產化已成為葉片廠家的當務之急。葉片原材料的國產化在2009年已經被國家科委立為863項目，其中難度最大的一項就是葉片結構膠的國產化。
發明內容
本發明的目的是開發出一款高韌性，高剪切強度，高剝離強度、耐疲勞、耐沖擊而且施工方便的結構膠。為了實現上述的技術目的，提出一種高強度風能葉片粘接結構膠，由混合物A和混合物B組成，所述混合物A是由下列重量百分配比的混合物組成
環氧樹脂混合物 30-50% 活性稀釋劑5-20%
增韌劑5-25%
增強填料20-80%
觸變劑組成1-20% ；所述混合物B是由下列重量百分配比的混合物組成混胺固化劑50-80%偶聯劑2-5%促進劑3-10%增強填料10-30%觸變劑1-10%。所述混合物A中的環氧樹脂重量百分配比含量是35-45% ；混合物B中混胺固化劑重量百分配比含量55-75%。所述的環氧樹脂混合物是由35%的雙酚F環氧樹脂、10%雙酚S環氧樹脂和55%雙酚A環氧樹脂組成。所述的混胺固化劑是由聚酰胺和改性胺組成，包括三乙烯四胺、二乙烯三胺、 IPDA、650聚酰胺或中間帶有聚氨酯基團的改性胺中的2種以上的混合物。所述活性稀釋劑是鄰甲酚單縮水甘油醚、環己基二甲醇二縮水甘油醚或者 1，6-已二醇二縮水甘油醚中的一種或幾種。所述增韌劑是端羧基液體丁腈橡膠和殼核共聚物的混合物。所述增強填料是硅微粉、滑石粉或短切纖維。所述促進劑是三-(二甲胺基甲基)苯酚。所述偶聯劑是Y-氨丙基三乙氧基硅烷或Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。所述觸變劑是氣相白炭黑。本發明采用環氧樹脂、增韌劑、混胺固化劑、增強填料和觸變劑的組合，提供了一種具有超強韌性、高剪切、高剝離、高疲勞強度和耐溫性能兼備的高觸變性而且施工方便的膠粘劑。該結構膠常溫0. 5mm厚膠層剪切強度35MPa ；3. Omm厚膠層剪切強度19 MPa ；剝離強度6. 5N/mm ；疲勞極限τ D (106，7. 6MPa) = 3. 88 MPa ；彎曲強度105MPa ；熱變形溫度83°C ；Tg :75°C ；觸變性能好，立面50mm厚膠層不流淌。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，對本發明進一步詳細說明；
實例1、
混合物A組分含量是混合環氧樹脂45% ；活性稀釋劑5% ；增韌劑25% ；增強填料20% ； 觸變劑5%。其中混合環氧樹脂是由35%的雙酚F環氧樹脂、10%雙酚S環氧樹脂和50%雙酚A環氧樹脂組成；
混合物B組分含量是混胺固化劑60% ；偶聯劑4% ；促進劑3% ；填料25% ；觸變劑8%。其中混胺固化劑是由聚酰胺、改性胺組成。可以是三乙烯四胺、二乙烯三胺、IPDA、650聚酰胺、 中間帶有聚氨酯基團的改性胺等2種以上混合物； 實例2
混合物A組分含量是混合環氧樹脂35% ；活性稀釋劑10% ；增韌劑20% ；增強填料25%， 觸變劑10%。其中混合環氧樹脂是由55%的雙酚A環氧樹脂、10%雙酚S環氧樹脂和35%雙酚F環氧樹脂組成；混合物B組分含量是混胺固化劑75% ；偶聯劑3% ；促進劑3% ；增強填料13% ；觸變劑 6%。其中混胺固化劑是由聚酰胺、改性胺組成。可以是三乙烯四胺、二乙烯三胺、IPDA、650 聚酰胺、中間帶有聚氨酯基團的改性胺等2種以上混合物；
上述活性稀釋劑可以是鄰甲酚單縮水甘油醚、環己基二甲醇二縮水甘油醚或者是 1，6-已二醇二縮水甘油醚中的一種或幾種；
增韌劑可以是端羧基液體丁腈橡膠和殼核共聚物的混合物； 增強填料可以是硅微粉、滑石粉、短切纖維等；
偶聯劑可以是Y-氨丙基三乙氧基硅烷或者Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；促進劑是三-(二甲胺基甲基)苯酚；觸變劑是氣相白炭黑；
按照上述配方制得的葉片粘接結構膠，A/B按重量比2. 5 :1或體積比2. 0 :1的比例稱取后，混合均勻，各項性能測試結果如下 1、固化前膠液性能
權利要求
1.一種高強度風能葉片粘接結構膠，由混合物A和混合物B組成，其特征在于，所述混合物A是由下列重量百分配比的混合物組成環氧樹脂混合物 30-50% 活性稀釋劑5-20%增韌劑5-25%增強填料20-80%觸變劑組成1-20% ；所述混合物B是由下列重量百分配比的混合物組成 混胺固化劑50-80%偶聯劑2-5%促進劑3-10%增強填料10-30%觸變劑1_10%。
2.根據權利要求1所述的高強度風能葉片粘接結構膠，其特征在于，所述混合物A中的環氧樹脂重量百分配比含量是35-45% ；混合物B中混胺固化劑重量百分配比含量55-75%。
3.根據權利要求1或2所述的高強度風能葉片粘接結構膠，其特征在于，所述的環氧樹脂混合物是由35%的雙酚F環氧樹脂、10%雙酚S環氧樹脂和55%雙酚A環氧樹脂組成。
4.根據權利要求3所述的高強度風能葉片粘接結構膠，其特征在于所述的混胺固化劑是由聚酰胺和改性胺組成，包括三乙烯四胺、二乙烯三胺、IPDA、650聚酰胺或中間帶有聚氨酯基團的改性胺中的2種以上的混合物。
5.根據權利要求4所述的高強度風能葉片粘接結構膠，其特征在于，所述活性稀釋劑是鄰甲酚單縮水甘油醚、環己基二甲醇二縮水甘油醚或者1，6_已二醇二縮水甘油醚中的一種或幾種。
6.根據權利要求5所述的高強度風能葉片粘接結構膠，其特征在于，所述增韌劑是端羧基液體丁腈橡膠和殼核共聚物的混合物。
7.根據權利要求6所述的高強度風能葉片粘接結構膠，其特征在于，所述增強填料是硅微粉、滑石粉或短切纖維。
8.根據權利要求7所述的高強度風能葉片粘接結構膠，其特征在于，所述促進劑是三-(二甲胺基甲基)苯酚。
9.根據權利要求8所述的高強度風能葉片粘接結構膠，其特征在于，所述偶聯劑是 Y-氨丙基三乙氧基硅烷或Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
10.根據權利要求9所述的高強度風能葉片粘接結構膠，其特征在于，所述觸變劑是氣相白炭黑。
全文摘要
本發明是一種高強度風能葉片粘接結構膠，由混合物A和混合物B組成，所述混合物A是由下列重量百分配比的混合物組成環氧樹脂混合物30-50%、活性稀釋劑5-20%、增韌劑5-25%、增強填料20-80%、觸變劑組成1-20%；所述混合物B是由下列重量百分配比的混合物組成混胺固化劑50-80%、偶聯劑2-5%、促進劑3-10%、增強填料10-30%、觸變劑1-10%。本發明的結構膠該結構膠常溫0.5mm厚膠層剪切強度35MPa；3.0mm厚膠層剪切強度19MPa；剝離強度6.5N/mm；疲勞極限τD(106,7.6MPa)＝3.88MPa；彎曲強度105MPa；熱變形溫度83℃；Tg75℃；觸變性能好，立面50mm厚膠層不流淌。
文檔編號C09J11/08GK102492387SQ20111043115
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月21日 優先權日2011年12月21日
發明者李印柏, 林新松, 王兵, 翟海潮, 郭金彥 申請人:北京天山新材料技術股份有限公司