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。活化劑部分包括甲基丙烯酸甲酯單體和固化促進劑。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力渦輪機葉片。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】關聯申請本申請要求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的優先權權益；所述美國臨時申請的內容通過引用被并入本文。
本專利技術一般涉及粘合劑，并且具體地涉及具有特別適合于在諸如風力渦輪機葉片的環境中進行結構型粘結的性能的甲基丙烯酸酯粘合劑。
技術介紹
用于風力渦輪機應用的常規的粘合劑包括基于乙烯基酯樹脂、環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，所述限制包括高內應力、由于空氣滯留導致的氣泡形成、對高溫和漫長的后續固化的需求，以及在較厚的應用中粘合粘結差。特別地，雖然環氧粘合劑具有傾向于導致開裂的固有應力，但是仍然被廣泛使用在這些應用中。此外，環氧粘合劑在寬的溫度范圍內不具有平衡的物理性能屬性，這導致溫度變化誘發的失效模式。迄今為止，DNVGL，針對風力渦輪機的主要認證機構，尚未批準任何用于風力渦輪機組裝的基于甲基丙烯酸甲酯(MMA)的粘合劑。與這些常規的風力渦輪機粘合劑相比，MMA具有若干引人注目的性能。例如，與基于MMA的結構型粘合劑相比，在基于環氧的粘合劑中固有應力高。在相同操作條件下，與MMA相比，基于環氧的粘合劑的固有應力表現為在這些系統中更加明顯的開裂現象。此外，基于環氧的粘合劑在寬的溫度范圍內沒有平衡的物理性能屬性，并且在低于冰點的溫度下顯示出不良操作表現。風力渦輪機常規性地暴露于物理上苛刻的條件下，并且常規性地被放置在偏遠的陸地和水生環境中。由于現有的粘合劑的限制，需要額外的監測和服務來防止現有的粘合劑的災難性失效。因此，需要基于MMA的結構型粘合劑，以粘結風力渦輪機，特別是風力渦輪機葉片。還需要具有優異熱穩定性的制劑以便于在使用前儲存制劑。
技術實現思路
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。活化劑組分包含甲基丙烯酸甲酯單體和固化促進劑。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力渦輪機葉片。具體實施方式本專利技術具有實用性，基于MMA的粘合劑特別適合用于粘結風力渦輪機部件，特別是風力渦輪機葉片。本專利技術的基于MMA的粘合劑具有改良的物理和機械性能，尤其是搭接剪切強度、熱膨脹系數和減少的收縮，從而不僅在由風力渦輪機經受的-40℃至40℃寬溫度范圍內具有更穩定的物理性能，而且對由常規基于環氧的粘合劑中常見的熱沖擊造成的開裂具有抵抗性。盡管以下就風力渦輪機葉片的粘結對本專利技術進行了詳細描述，但是要領會到，本專利技術的結構型甲基丙烯酸酯粘合劑適合于在各種不同的行業中粘結基底。用本專利技術的粘合劑容易地粘結的基底示例性地包括汽車裝飾件、建筑窗戶、側壁面板、屋頂，以及其他需要FRP的長期耐久性粘結的情形。應理解，在提供數值范圍的情形中，所述范圍旨在既包括所述范圍的端點值，還包括所述范圍中間的值，如同明確地包括在所述范圍內并且以所述范圍的末位有效數字而變化。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專利技術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專利技術制劑的粘合劑組分包含除了固化活化劑之外在聚合反應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，對本專利技術制劑的以下組分進行詳細說明。在某些實施方式中，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提供本專利技術的制劑。已發現，與常規的粘合劑相比，在高強度纖維增強復合材料(FRP)上，固化的本專利技術的粘合劑的強度發展和固定時間表現得更好。還預料不到地發現，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單體產生優異性能的粘合劑。適合于形成本專利技術的基于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專利技術的基于組分A和組分B的組合的制劑的35至75的總重量百分比存在。在其他實施方式中，所述單體以占本專利技術的基于組分A和組分B的組合的制劑的45至65的總重量百分比存在。在某些實施方式中，本專利技術的制劑還包含：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(polythyleneglycol)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(methylmethacrylicacid)、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。本專利技術包含多官能單體，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鍵之間的平均鏈長。已經用本專利技術的粘合劑制劑實現了通用性能屬性。在本專利技術的制劑中，除常規的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增韌劑，為本專利技術的制劑提供在常規的制劑中未觀察到的性能，并且通常改進與被粘結的基底的粘合。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，增韌劑以占本專利技術的基于組分A和組分B的組合的制劑的10至40的總重量百分比存在。在其他實施方式中，所述增韌劑以占本專利技術的基于組分A和組分B的組合的制劑的20至30的總重量百分比存在。在本專利技術的某些實施方式中，所述增韌劑本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種雙組分粘合劑制劑，包含：粘合劑組分，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；和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；以及活化劑組分，所述活化劑組分包含：甲基丙烯酸甲酯單體；和固化促進劑；以及在所述粘合劑組分或所述活化劑組分中的至少一個中的增韌劑；在所述粘合劑組分或所述活化劑組分中的至少一個中的沖擊改性劑。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.06.27 US 62/017,881;2014.11.07 US 62/076,9951.一種雙組分粘合劑制劑，包含：粘合劑組分，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；和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；以及活化劑組分，所述活化劑組分包含：甲基丙烯酸甲酯單體；和固化促進劑；以及在所述粘合劑組分或所述活化劑組分中的至少一個中的增韌劑；在所述粘合劑組分或所述活化劑組分中的至少一個中的沖擊改性劑。2.如權利要求1所述的制劑，進一步包含存在于所述粘合劑組分或所述活化劑組分中的至少一個中的浸蝕劑。3.如權利要求1所述的制劑，進一步包含存在于所述粘合劑組分或所述活化劑組分中的至少一個中的蠟。4.如權利要求1所述的制劑，其中所述單體的量按重量構成總制劑的大部分。5.如權利要求1所述的制劑，其中所述多官能單體的量和所述單體的量以0.001-0.5:1的摩爾比存在。6.如權利要求1至5中任一項所述的制劑，其中所述增韌劑是以下中的一種：苯乙烯丙...
【專利技術屬性】
技術研發人員：阿杰伊·孔蓋爾，納格什·赤塔艾維斯，唐·戈西夫斯基，蘇博德·德什潘德，彼得·卡爾巴特，
申請(專利權)人：伊利諾斯工具制品有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US
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