本申請要求2014年6月27日遞交的美國臨時申請序列號62/017,881；以及2014年11月7日遞交的美國臨時申請序列號62/076,995的優(yōu)先權(quán)權(quán)益；所述美國臨時申請的內(nèi)容通過引用被并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明一般涉及粘合劑，并且具體地涉及具有特別適合于在諸如風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的環(huán)境中進(jìn)行結(jié)構(gòu)型粘結(jié)的性能的甲基丙烯酸酯粘合劑。
背景技術(shù)：
用于風(fēng)力渦輪機(jī)應(yīng)用的常規(guī)的粘合劑包括基于乙烯基酯樹脂、環(huán)氧樹脂和聚氨酯樹脂的粘合劑。這些粘合劑傾向于受到各種限制，所述限制包括高內(nèi)應(yīng)力、由于空氣滯留導(dǎo)致的氣泡形成、對高溫和漫長的后續(xù)固化的需求，以及在較厚的應(yīng)用中粘合粘結(jié)差。特別地，雖然環(huán)氧粘合劑具有傾向于導(dǎo)致開裂的固有應(yīng)力，但是仍然被廣泛使用在這些應(yīng)用中。此外，環(huán)氧粘合劑在寬的溫度范圍內(nèi)不具有平衡的物理性能屬性，這導(dǎo)致溫度變化誘發(fā)的失效模式。
迄今為止，DNV GL，針對風(fēng)力渦輪機(jī)的主要認(rèn)證機(jī)構(gòu)，尚未批準(zhǔn)任何用于風(fēng)力渦輪機(jī)組裝的基于甲基丙烯酸甲酯(MMA)的粘合劑。與這些常規(guī)的風(fēng)力渦輪機(jī)粘合劑相比，MMA具有若干引人注目的性能。例如，與基于MMA的結(jié)構(gòu)型粘合劑相比，在基于環(huán)氧的粘合劑中固有應(yīng)力高。在相同操作條件下，與MMA相比，基于環(huán)氧的粘合劑的固有應(yīng)力表現(xiàn)為在這些系統(tǒng)中更加明顯的開裂現(xiàn)象。此外，基于環(huán)氧的粘合劑在寬的溫度范圍內(nèi)沒有平衡的物理性能屬性，并且在低于冰點(diǎn)的溫度下顯示出不良操作表現(xiàn)。
風(fēng)力渦輪機(jī)常規(guī)性地暴露于物理上苛刻的條件下，并且常規(guī)性地被放置在偏遠(yuǎn)的陸地和水生環(huán)境中。由于現(xiàn)有的粘合劑的限制，需要額外的監(jiān)測和服務(wù)來防止現(xiàn)有的粘合劑的災(zāi)難性失效。
因此，需要基于MMA的結(jié)構(gòu)型粘合劑，以粘結(jié)風(fēng)力渦輪機(jī)，特別是風(fēng)力渦輪機(jī)葉片。還需要具有優(yōu)異熱穩(wěn)定性的制劑以便于在使用前儲存制劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
提供一種具有粘合劑組分的雙組分粘合劑制劑，所述粘合劑組分包含甲基丙烯酸甲酯單體、抗氧化劑、固化抑制劑，以及具有二甲基丙烯酸酯單體、三甲基丙烯酸酯單體或其組合的多官能單體的量?；罨瘎┙M分包含甲基丙烯酸甲酯單體和固化促進(jìn)劑。增韌劑和沖擊改性劑在所述粘合劑組分或所述活化劑組分中的至少一個中。所述粘合劑制劑非常適合于從兩個或更多個基底形成風(fēng)力渦輪機(jī)葉片。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明具有實(shí)用性，基于MMA的粘合劑特別適合用于粘結(jié)風(fēng)力渦輪機(jī)部件，特別是風(fēng)力渦輪機(jī)葉片。本發(fā)明的基于MMA的粘合劑具有改良的物理和機(jī)械性能，尤其是搭接剪切強(qiáng)度、熱膨脹系數(shù)和減少的收縮，從而不僅在由風(fēng)力渦輪機(jī)經(jīng)受的-40℃至40℃寬溫度范圍內(nèi)具有更穩(wěn)定的物理性能，而且對由常規(guī)基于環(huán)氧的粘合劑中常見的熱沖擊造成的開裂具有抵抗性。盡管以下就風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的粘結(jié)對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是要領(lǐng)會到，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)型甲基丙烯酸酯粘合劑適合于在各種不同的行業(yè)中粘結(jié)基底。用本發(fā)明的粘合劑容易地粘結(jié)的基底示例性地包括汽車裝飾件、建筑窗戶、側(cè)壁面板、屋頂，以及其他需要FRP的長期耐久性粘結(jié)的情形。
應(yīng)理解，在提供數(shù)值范圍的情形中，所述范圍旨在既包括所述范圍的端點(diǎn)值，還包括所述范圍中間的值，如同明確地包括在所述范圍內(nèi)并且以所述范圍的末位有效數(shù)字而變化。舉例來說，述及從1至4的范圍意圖包括1-2、1-3、2-4、3-4和1-4。
以雙組分制劑提供的本發(fā)明的制劑包含粘合劑組分，粘合劑組分被同義地稱作組分A，或粘合劑組分A。作為原型形式的雙組分制劑的本發(fā)明制劑的粘合劑組分包含除了固化活化劑之外在聚合反應(yīng)中有活性的所有組分。活化劑主要在活化劑組分中，活化劑組分被同義地稱作組分B或活化劑組分B。以包含除了在自由基固化條件下不反應(yīng)的稀釋劑以外的所有組分配制的組分A或組分B的重量百分比，對本發(fā)明制劑的以下組分進(jìn)行詳細(xì)說明。
在某些實(shí)施方式中，以粘合劑組分A與活化劑組分B的用戶友好的混合比1:1提供本發(fā)明的制劑。已發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)的粘合劑相比，在高強(qiáng)度纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)上，固化的本發(fā)明的粘合劑的強(qiáng)度發(fā)展和固定時間表現(xiàn)得更好。還預(yù)料不到地發(fā)現(xiàn)，在與FRP基底的某些混合條件下，在雙組分中都包含增韌劑和MMA單體產(chǎn)生優(yōu)異性能的粘合劑。
適合于形成本發(fā)明的基于MMA的粘合劑的單體示例性地包括：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸C2-C16烷基酯、C1-C16羥基烷基丙烯酸酯。除前述甲基丙烯酸甲酯之外，在此可使用的具體的甲基丙烯酸酯單體包括：甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、2-羥基乙基丙烯酸酯、2-羥基甲基丙烯酸酯、3-羥基丙基丙烯酸酯、1-羥基-2-氨基丙基甲基丙烯酸酯、1-氨基-2-羥基丙基甲基丙烯酸酯、1-氨基-3-羥基丙基甲基丙烯酸酯、2-叔丁基氨基乙基甲基丙烯酸酯，或甲基丙烯酸縮水甘油酯。通常，甲基丙烯酸酯單體以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的35至75的總重量百分比存在。在其他實(shí)施方式中，所述單體以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的45至65的總重量百分比存在。
在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的制劑還包含：二甲基丙烯酸酯單體、三甲基丙烯酸酯單體，或其組合。這些單體在本文中被同義地稱作多官能單體并且示例性地包括二(甲基)丙烯酸酯單體或三(甲基)丙烯酸酯單體，諸如選自以下的那些單體：聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、雙酚-A二(甲基)丙烯酸酯、四氫呋喃二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(polythylene glycol)二(甲基)丙烯酸酯、例如三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二-季戊四醇單羥基五(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化雙酚-A二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(2-羥乙基)異氰脲酸三丙烯酸酯、甲基甲基丙烯酸(methyl methacrylic acid)、三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGMA)、乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇單甲基丙烯酸酯，或其組合。本發(fā)明包含多官能單體，所述多官能單體通常以相對于前述甲基丙烯酸酯單體0.001-0.5:1的摩爾比存在，其中所述比率修改交聯(lián)鍵之間的平均鏈長。
已經(jīng)用本發(fā)明的粘合劑制劑實(shí)現(xiàn)了通用性能屬性。在本發(fā)明的制劑中，除常規(guī)的MMA單體之外，還提供熱塑性塑料。包含的可溶于或可懸浮于MMA單體中的熱塑性塑料在粘合劑固化時充當(dāng)增韌劑，為本發(fā)明的制劑提供在常規(guī)的制劑中未觀察到的性能，并且通常改進(jìn)與被粘結(jié)的基底的粘合。在此可作為增韌劑使用的熱塑性塑料示例性地包括：苯乙烯丙烯腈共聚物(SAN)、氯磺化聚乙烯、氯丁橡膠、乙烯丙烯酸彈性體的共聚物、丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)接枝橡膠，及其組合。通常，增韌劑以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的10至40的總重量百分比存在。在其他實(shí)施方式中，所述增韌劑以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的20至30的總重量百分比存在。在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，所述增韌劑存在于組分A和組分B兩者中。要領(lǐng)會到，當(dāng)作為增韌劑存在時，與缺少苯乙烯丙烯腈共聚物的本發(fā)明的制劑相比，苯乙烯丙烯腈共聚物傾向于增加在風(fēng)力渦輪機(jī)經(jīng)受的溫度范圍內(nèi)的熱穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的制劑中還存在沖擊改性劑。不希望受特定理論的束縛，當(dāng)將增韌劑與沖擊改性劑共混時，與沒有沖擊改性劑的制劑相比，觀察到在物理應(yīng)力條件下粘合劑的強(qiáng)度增加。在此可使用的沖擊改性劑示例性地包括：苯乙烯丁二烯共聚物、橡膠和聚碳酸酯。在此可使用的具體的沖擊改性劑包括：甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯共聚物(MBS)、丁腈橡膠、苯乙烯丁二烯的嵌段共聚物、丁鈉橡膠、丙烯腈丁二烯苯乙烯，及其組合。通常，沖擊改性劑以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的2.5至25的總重量百分比存在。在其他實(shí)施方式中，所述沖擊改性劑以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的10至20的總重量百分比存在。在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，所述沖擊改性劑存在于組分A和組分B兩者中。
在本發(fā)明的包含SAN共聚物增韌劑的特定的實(shí)施方式中，當(dāng)處于應(yīng)力下時，固化的粘合劑產(chǎn)生紋裂(crazes)以增加粘合劑的強(qiáng)度，同時提供賦予粘合劑制劑耐溶劑性和耐熱性的額外優(yōu)勢。還注意到，包含SAN共聚物提高低溫柔韌性和FRP基底粘合性。SAN的并入減少揮發(fā)性并且增加玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg，而沒有使脆度增加到以下程度：當(dāng)包含SAN共聚物的固化的粘合劑為了抗熱沖擊性而經(jīng)受熱循環(huán)時，需要使用軟化劑(flexibilizer)來避免細(xì)微開裂。相對于本發(fā)明的沒有SNA共聚物的制劑，SAN共聚物的并入增強(qiáng)固化的粘合劑的承載能力，較低的密度，以及更高的強(qiáng)度和彈性模量。
另外，在本發(fā)明的包含作為增韌劑-沖擊改性劑配對的SAN-MMA共混物的某些實(shí)施方式中，注意到在完全固化時收縮的協(xié)同減少，由此抑制細(xì)微開裂。SAN共聚物的并入增強(qiáng)固化的粘合劑的承載能力。在較低溫度下，抗沖擊性沒有快速下降。
在本發(fā)明的某些制劑中還存在浸蝕劑，以改進(jìn)由本發(fā)明的制劑形成的粘合劑和基底(例如風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的復(fù)合材料聚合物表面)之間的表面粘合。在此可使用的浸蝕劑包括：無機(jī)酸例如硫酸、硝酸、氫氟酸、鹽酸和磷酸；有機(jī)酸例如衣康酸、馬來酸、甲基丙烯酸、鹵代乙酸；及其組合。要領(lǐng)會到，某些酸混合物(例如Pirhanna)在酸組分之間提供協(xié)同浸蝕作用，以實(shí)現(xiàn)快速浸蝕。通常，浸蝕劑以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的0.1至1的總重量百分比存在。
在本發(fā)明的制劑中還存在抗氧化劑，以改進(jìn)由本發(fā)明的制劑形成的粘合劑在環(huán)境(諸如風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的環(huán)境)中的表面性能和耐候性能。在此可使用的抗氧化劑示例性地包括：3,3'-硫代二丙酸雙十三酯(DTDTDP)、硫代二丙酸二月桂酯(DLTDP)、硫代二丙酸雙十八醇酯(DSTDP)、3,5-雙(l,l-二甲基乙基)-4-羥基苯丙酸十八碳醇酯(1076)、三(2,4-二-叔-丁基苯基)亞磷酸酯、丁基化羥基甲苯，及其組合。通常，抗氧化劑以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的0.25至1的總重量百分比存在。在其他實(shí)施方式中，所述抗氧化劑以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的0.5至1.0的總重量百分比存在。要領(lǐng)會到，將所述抗氧化劑容易地提供在本發(fā)明的制劑的組分A和組分B兩者中。不希望受特定理論的束縛，據(jù)信包含抗氧化劑促進(jìn)存在所述抗氧化劑的組分A或組分B的儲存穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的制劑中還存在固化抑制劑，以改進(jìn)由本發(fā)明的制劑形成的粘合劑在環(huán)境(諸如風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的環(huán)境)中的表面性能和耐候性能。在此可使用的固化抑制劑示例性地包括：苯醌、萘醌、氫醌、4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶1-氧自由基(TEMPOL)、鹵代牛脂烷基胺、氮丙啶、聚氮丙啶、二烴基羥基胺、2,2,6,6-四-甲基-哌啶氧化物(TEMPO)；2,2,5,5-四-甲基-吡咯烷(pyrolyloxy)(PROXYL)，或其協(xié)同操作來向本發(fā)明的制劑提供儲存穩(wěn)定性的組合。通常，固化抑制劑以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的0.02至0.2的總重量百分比存在。在其他實(shí)施方式中，所述固化抑制劑以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的0.1至0.2的總重量百分比存在。要領(lǐng)會到，將所述固化抑制劑容易地提供在本發(fā)明的制劑的組分A和組分B兩者中，以促進(jìn)儲存穩(wěn)定性并且限制施加到基底之前的早期固化。
在本發(fā)明的制劑中還存在固化引發(fā)劑，以誘導(dǎo)制劑單體的固化。與至少一個基底接觸的單體的固化允許所述制劑發(fā)揮粘合劑作用。在此可使用的引發(fā)劑示例性地包括：叔-丁基過氧苯甲酸酯、氫過氧化枯烯和叔-丁基氫過氧化物、磷酸二氫鉀、硼烷絡(luò)合物例如三乙基胺硼烷-l,3-丙二胺(TEB-DAP)，及其組合。要領(lǐng)會到，通過選擇適合的固化引發(fā)劑，固化在室溫下進(jìn)行。固化后處理是可選的，但是一般認(rèn)為對于本發(fā)明的粘合劑實(shí)現(xiàn)完全的固化強(qiáng)度是不必要的。這在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的組裝中賦予重要價值。通常，固化引發(fā)劑以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的0至2的總重量百分比存在。在其他實(shí)施方式中，所述固化引發(fā)劑以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的0.2至1.0的總重量百分比存在。在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，所述固化引發(fā)劑存在于組分A和組分B兩者中；然而，一般通過將組分A中的固化引發(fā)劑分離并且與本發(fā)明的制劑中的任何固化促進(jìn)劑(一般在組分B中)分開，來增強(qiáng)儲存穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的制劑中還存在固化促進(jìn)劑，從而與本發(fā)明的沒有固化促進(jìn)劑的制劑相比動力學(xué)地加速制劑單體的固化。與至少一個基底接觸的單體的固化允許所述制劑發(fā)揮粘合劑作用。在此可使用的促進(jìn)劑示例性地包括：吡啶衍生物、丁醛苯胺縮合物、Ν,Ν-二甲基苯胺、N,N-二甲基甲苯胺、N,N-二乙基甲苯胺、乙酰丙酮金屬化物，及其組合。通常，固化促進(jìn)劑以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的0.5至2.5的總重量百分比存在。在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，所述固化促進(jìn)劑存在于組分A和組分B兩者中；然而，一般通過將組分B中的固化促進(jìn)劑隔離并且與本發(fā)明的制劑中的任何固化引發(fā)劑(一般在組分A中)分開，來增強(qiáng)儲存穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的某些制劑中還存在粘合促進(jìn)劑，從而通過改變基底表面的疏水性，與缺少所述粘合促進(jìn)劑的制劑相比，實(shí)現(xiàn)改進(jìn)本發(fā)明的粘合劑的表面粘結(jié)。在此可使用的粘合促進(jìn)劑示例性地包括：磷酸酯；磷酸酯聚合物；單官能磷酸酯和雙官能磷酸酯的混合物；官能化甲基丙烯酸酯例如琥珀酸羥乙基甲基丙烯酸酯、乙酰乙酸基乙基甲基丙烯酸酯、Ν,Ν-二乙基胺基乙基甲基丙烯酸酯、乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯，和硅烷甲基丙烯酸酯，及其組合。在其他實(shí)施方式中，硅烷化劑修飾基底表面，從而通過改變基底表面的疏水性，與缺少所述硅烷化劑的制劑相比，實(shí)現(xiàn)改進(jìn)本發(fā)明的粘合劑的表面粘結(jié)。通常，粘合促進(jìn)劑以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的0至2.5的總重量百分比存在。在其他實(shí)施方式中，所述粘合促進(jìn)劑以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的0.2至2.0的總重量百分比存在。
在本發(fā)明的某些制劑中還存在蠟，從而與缺少所述蠟的制劑相比，改變本發(fā)明的粘合劑的粘度和凝固時間。在此可使用的蠟示例性地包括：正烯烴、天然存在的蠟、石蠟，及其組合。通常，蠟以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的0至2的總重量百分比存在。在其他實(shí)施方式中，所述粘合促進(jìn)劑以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的0.5至2.0的總重量百分比存在。容易地將蠟添加到組分A或組分B中，或兩者中。
要領(lǐng)會到，除前述成分之外，容易對本發(fā)明的制劑進(jìn)行修改以包含其他添加劑來改變組分A、組分B在儲存期間的性能，或者所得到的固化粘合劑的性能。這些添加劑示例性地包括：觸變劑、螯合劑、顏料、增塑劑、填充劑、鏈終止劑、腐蝕抑制劑、香料、阻燃劑，及其組合。這樣的添加劑僅受限于與本發(fā)明的制劑中的其他成分的相容性的要求。提供這樣的添加劑，從而平衡或者以其他方式改變本發(fā)明的制劑關(guān)于處理、儲存、固化速率或粘合性能的至少一個性能。通常，填充劑添加劑以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的0至20的總重量百分比存在。通常，其他前述添加劑各自獨(dú)立地以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的0至5的總重量百分比存在。
在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的制劑包含稀釋劑，該稀釋劑不反應(yīng)并且用于改變制劑的體積。在本文中，稀釋劑被定義為：相對于包含所述稀釋劑的組分中的成分，是可混溶的并且不反應(yīng)的化合物。具體地，制劑稀釋劑為，例如，惰性填充劑，以調(diào)節(jié)組分A和組分B之間的重量比以便在制劑應(yīng)用于基底的位置進(jìn)行便捷混合。要領(lǐng)會到，該行業(yè)發(fā)現(xiàn)組分A:組分B的重量比在1:1和10:1之間為標(biāo)準(zhǔn)，并且由此提供優(yōu)異的使用便捷性。在此可使用的此類稀釋劑示例性地包括：檸檬酸三丁酯、偏苯三酸三辛酯(trioctyl trimelliate)、硬脂酸辛酯、硬脂酸正丁酯、磷酸三苯酯、dactyl maleate、馬來酸二乙酯、馬來酸二甲酯、己二酸二辛酯、己二酸二異癸酯、己二酸二甲酯、水、己二酸十二烷基酯、乙二醇，或其可混溶的組合。通常，稀釋劑以占本發(fā)明的基于組分A和組分B的組合的制劑的0％至5％的總重量百分比存在。
根據(jù)本發(fā)明的制劑是雙組分粘合劑，總結(jié)于下表1中。在本發(fā)明的雙組分制劑中，以重量百分比和對于每個組分的重量百分比提供配料的量。
表1.本發(fā)明的2組分配方，組分A和組分B之間的重量比1:1。
基于以上描述，將領(lǐng)會到，本發(fā)明的雙組分粘合劑容易在不含VOC和溶劑的情況下形成。另外，容易針對一系列粘度對組分A和組分B的流變性能進(jìn)行調(diào)節(jié)，以用于期望的應(yīng)用。進(jìn)一步，在包含浸蝕劑和/或粘合促進(jìn)劑的情況下，本發(fā)明的粘合劑容易作為共同混合的組分A和組分B應(yīng)用，而不依賴于預(yù)先對基底施加底漆，進(jìn)行打磨，或以其他方式使基底表面粗糙。
不管本發(fā)明的制劑的形式，在引入制劑的適用期時，制劑以與兩個或更多個基底同時接觸持續(xù)足夠?qū)崿F(xiàn)基底之間的粘結(jié)的時間量的方式存在?？梢允箖蓚€這樣的基底結(jié)合在一起，以形成各種接頭結(jié)構(gòu)，例如搭接接頭、對接接頭、角接接頭、邊緣接頭和T字接頭。在其他實(shí)施方式中，本發(fā)明的制劑應(yīng)用于單個基底，并且允許固化來形成涂層，該涂層提供基底保護(hù)或者可作為底漆用于隨后的材料施加。通常，當(dāng)本發(fā)明的制劑按照ASTM D 1002實(shí)現(xiàn)快速的強(qiáng)度積累時，使基底固定或以其他方式保持在相對的期望的對齊中，持續(xù)5分鐘至120分鐘的一段時間。已連接的基底隨后易于從固定物取出，同時本發(fā)明的制劑持續(xù)固化以實(shí)現(xiàn)最終強(qiáng)度。因?yàn)楸景l(fā)明的制劑通過自由基機(jī)制固化，所以可以將本發(fā)明的制劑涂敷至各種厚度而仍能實(shí)現(xiàn)固化聚合。本發(fā)明的制劑在基底之間的典型厚度范圍為0.001-4mm。
就以下非限制性實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述。這些實(shí)施例旨在說明根據(jù)本發(fā)明的具體的制劑，而不應(yīng)被解釋為對本發(fā)明的范圍的限制。
實(shí)施例1.本發(fā)明的雙組分制劑的配合
通過在裝備有機(jī)械攪拌器和氮?dú)飧采w層的混合釜中將以下混合在一起來產(chǎn)生粘合劑組分A：甲基丙烯酸酯單體、交聯(lián)劑、抗氧化劑和抑制劑。通過使混合物在室溫下旋流大約10-15分鐘而將所有配料共混。將浸蝕劑/粘合促進(jìn)劑、螯合劑和蠟添加在上述混合物中，并且以500rpm攪拌15分鐘。15分鐘之后，將期望量的增韌劑添加到混合物中，并且另外攪拌30分鐘，以形成均勻的料團(tuán)。進(jìn)一步將攪拌機(jī)的速度提高至800rpm，以確保對所有配料進(jìn)行均勻混合。在大力攪拌下，添加沖擊改性劑，持續(xù)5-10分鐘的一段時間。這時停止攪拌，并且允許混合物膨脹2小時。2小時之后，以1000rpm將料團(tuán)攪拌30分鐘，直到料團(tuán)變成光滑的糊狀物。隨后將攪拌速度降低至200rpm，并且將固化引發(fā)劑添加到反應(yīng)料團(tuán)中。隨后在600mm Hg的真空下排空反應(yīng)器，以除去滯留的氣泡。隨后在氮?dú)鈿夥罩?，將材料包裝為本發(fā)明的制劑的組分A。通過在裝備有機(jī)械攪拌器和氮?dú)飧采w層的混合釜中將以下混合在一起來生產(chǎn)活化劑組分B：甲基丙烯酸酯單體、抗氧化劑和抑制劑。通過使混合物在室溫下旋流大約10-15分鐘而將所有配料共混。將促進(jìn)劑、鏈終止劑和蠟添加在上述混合物中，并且以500rpm攪拌15分鐘。15分鐘之后，將期望量的增韌劑非常緩慢地添加到單體混合物中，并且另外攪拌30分鐘，直到它形成均勻的料團(tuán)。進(jìn)一步將攪拌機(jī)速度提高至800rpm，以確保對所有配料進(jìn)行均勻混合。在大力攪拌下，緩慢地添加沖擊改性劑，持續(xù)5-10分鐘的一段時間。停止攪拌機(jī)，并且將料團(tuán)浸潤2小時。2小時之后，以1000rpm將料團(tuán)攪拌30分鐘，直到料團(tuán)變成光滑的糊狀物。將速度降低至200rpm，并且將引發(fā)劑非常緩慢地添加到反應(yīng)料團(tuán)中。在600mm Hg的真空下排空反應(yīng)器20分鐘，以除去滯留的氣泡，并且在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行包裝。
實(shí)施例2.強(qiáng)度發(fā)展
在23.5℃的溫度下，在纖維玻璃增強(qiáng)塑料(FRP)的條帶之間形成雙搭接接頭，基底條帶具有3.0mm的厚度，粘合劑厚度在0.3mm和0.6mm之間。沒有進(jìn)行預(yù)先的表面處理。試片尺寸為101.6mmx25.4mmx3.35mm，具有25.4mmx12.5mm的重疊，其中緩變率為每分鐘10mm。條帶涂覆有實(shí)施例1的制劑。本發(fā)明的組合物的快速強(qiáng)度發(fā)展允許在組裝線上短的循環(huán)時間，由此增加粘合效率。結(jié)果總結(jié)在表2中。
表2.對在施加后FRP基底的搭接剪切強(qiáng)度和失效模式隨著時間的變化的總結(jié)，其中CF表示粘著失效。
實(shí)施例3.本發(fā)明的粘合劑的性能
在表3中，將按照實(shí)施例1的本發(fā)明的粘合劑的性能與用于風(fēng)力渦輪機(jī)粘合劑的DNV GL說明書進(jìn)行比較，連同與常見于該應(yīng)用的常規(guī)的環(huán)氧和聚氨酯(PU)粘合劑一起進(jìn)行比較。注意到，在有限負(fù)載的情況下，對于本發(fā)明的粘合劑而言，負(fù)載穩(wěn)定性是優(yōu)異的，從而增強(qiáng)了蠕變和疲勞性能。
表3.本發(fā)明的粘合劑的性能與規(guī)格和對比例A-C的比較數(shù)據(jù)。
注意：比較例A-C的性能值來自商業(yè)數(shù)據(jù)表單值。
在加速保存期限研究期間，確定本發(fā)明實(shí)施例1的制劑在50℃下可穩(wěn)定22天，并且在60℃下可穩(wěn)定5天，相當(dāng)于在室溫條件下6個月保存期限。