專利名稱：一種高強度風能葉片粘接結(jié)構(gòu)膠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粘接用環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠，尤其是涉及一種主要用于風力發(fā)電葉片的結(jié)構(gòu)粘接的高強度環(huán)氧結(jié)構(gòu)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(shù)：
著清潔能源越來越被人們重視，風力發(fā)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(fā)展的階段，具有非常好的發(fā)展前景。風力發(fā)電機葉片是風力發(fā)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(shù)是通過結(jié)構(gòu)膠將兩個復合成型的葉片粘接在一起。結(jié)構(gòu)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(yè)對該膠的要求非常嚴苛。目前市場上有三種類型的葉片結(jié)構(gòu)膠，環(huán)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(huán)氧結(jié)構(gòu)膠占據(jù)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(jié)構(gòu)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(huán)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(huán)氧膠，沒能打開葉片結(jié)構(gòu)膠的市場。風能行業(yè)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(xiàn)，因此如何提高葉片結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(yè)非常期待的一個事情。隨著我國風能項目的迅速發(fā)展，競爭越來越激烈，國內(nèi)廠家已從當初單純的購買技術(shù)、原材料依賴進口向自主創(chuàng)新及原材料國產(chǎn)化方向發(fā)展。降低成本，實現(xiàn)原材料國產(chǎn)化已成為葉片廠家的當務(wù)之急。葉片原材料的國產(chǎn)化在2009年已經(jīng)被國家科委立為863項目，其中難度最大的一項就是葉片結(jié)構(gòu)膠的國產(chǎn)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是開發(fā)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(jié)構(gòu)膠。為了實現(xiàn)上述的技術(shù)目的，提出一種高強度風能葉片粘接結(jié)構(gòu)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(huán)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(lián)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(huán)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(huán)氧樹脂混合物是由35%的雙酚F環(huán)氧樹脂、10%雙酚S環(huán)氧樹脂和55%雙酚A環(huán)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(huán)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(lián)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(fā)明采用環(huán)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?zhèn)涞母哂|變性而且施工方便的膠粘劑。該結(jié)構(gòu)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(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明；
實例1、
混合物A組分含量是混合環(huán)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(huán)氧樹脂是由35%的雙酚F環(huán)氧樹脂、10%雙酚S環(huán)氧樹脂和50%雙酚A環(huán)氧樹脂組成；
混合物B組分含量是混胺固化劑60% ；偶聯(lián)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?？梢允侨蚁┧陌贰⒍蚁┤?、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(huán)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(huán)氧樹脂是由55%的雙酚A環(huán)氧樹脂、10%雙酚S環(huán)氧樹脂和35%雙酚F環(huán)氧樹脂組成；混合物B組分含量是混胺固化劑75% ；偶聯(lián)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(huán)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(lián)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(jié)構(gòu)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(jié)果如下 1、固化前膠液性能
權(quán)利要求
1.一種高強度風能葉片粘接結(jié)構(gòu)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(huán)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(lián)劑2-5%促進劑3-10%增強填料10-30%觸變劑1_10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度風能葉片粘接結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，所述混合物A中的環(huán)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(jù)權(quán)利要求1或2所述的高強度風能葉片粘接結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，所述的環(huán)氧樹脂混合物是由35%的雙酚F環(huán)氧樹脂、10%雙酚S環(huán)氧樹脂和55%雙酚A環(huán)氧樹脂組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強度風能葉片粘接結(jié)構(gòu)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(jù)權(quán)利要求4所述的高強度風能葉片粘接結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，所述活性稀釋劑是鄰甲酚單縮水甘油醚、環(huán)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(jù)權(quán)利要求5所述的高強度風能葉片粘接結(jié)構(gòu)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(jù)權(quán)利要求6所述的高強度風能葉片粘接結(jié)構(gòu)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(jù)權(quán)利要求7所述的高強度風能葉片粘接結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，所述促進劑是三-(二甲胺基甲基)苯酚。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高強度風能葉片粘接結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，所述偶聯(lián)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(jù)權(quán)利要求9所述的高強度風能葉片粘接結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，所述觸變劑是氣相白炭黑。
全文摘要
本發(fā)明是一種高強度風能葉片粘接結(jié)構(gòu)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(huán)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(lián)劑2-5%、促進劑3-10%、增強填料10-30%、觸變劑1-10%。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)膠該結(jié)構(gòu)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(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)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(shù)股份有限公司