風電設備用高性能環(huán)氧膠粘劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種風電設備用高性能環(huán)氧膠粘劑，所述環(huán)氧膠粘劑由甲組份和乙組份混合均勻后使用；甲組份為樹脂，乙組份為固化劑；甲組份和乙組份具有不同的顏色；甲組份與乙組份的重量混合比為100：（40～55），混合溫度為20～30℃。本發(fā)明環(huán)氧膠粘劑，該膠粘劑應用范圍廣泛，且粘結(jié)形成的工件有很好的抗疲勞性、抗氣候性，能保證風電設備在惡劣天氣下能長時間正常運行，具有極佳的使用效果；該環(huán)氧膠粘劑在固化后的TG值在80～85，拉伸強度≧70MPa,彎曲強度≧105MPa，具有極佳的性能；環(huán)氧膠粘劑不含溶劑類組份，固化后膠層收縮率只有0.1～0.8%，其膨脹系數(shù)及內(nèi)應力均很小。
【專利說明】風電設備用高性能環(huán)氧膠粘劑

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂膠，具體涉及一種風電設備用高性能環(huán)氧膠粘劑。

【背景技術】
[0002] 風能是一種潛力很大的新能源，地球上每年可用來發(fā)電的風力資源約有100億千 瓦，幾乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風 力在一年內(nèi)所提供能量的三分之一。因此，國內(nèi)外都很重視利用風力來發(fā)電，開發(fā)新能源。
[0003] 我國在2008年8月，中國風電裝機總量就已經(jīng)達到700萬千瓦，占中國發(fā)電總裝 機容量的1%，位居世界第五，這也意味著風力發(fā)電已進入可再生能源行列。
[0004] 我國現(xiàn)有的使用在風電設備上的膠粘劑，存在粘結(jié)力不足，抗氣候、抗疲勞性差等 缺點，所以在惡劣天氣條件下造成使用期限短、葉片等組件輕易損壞等現(xiàn)象，對于國內(nèi)大多 數(shù)風電設備制作廠家來說是一個大問題。
[0005] 對于以上所產(chǎn)生的問題，需要研究開發(fā)出一款風電設備用高性能環(huán)氧膠粘劑，該 膠粘劑能廣泛應用于航空、航天、風電等領域，且粘結(jié)形成的工件有很好的抗疲勞性，抗氣 候性，能保證風電設備在惡劣天氣下能長時間正常運行。該風力設備用環(huán)氧膠粘劑不但粘 結(jié)強度高，而且性能優(yōu)異，主要是由于環(huán)氧膠粘劑本身穩(wěn)定性好，在粘合葉片時，不產(chǎn)生垂 直表面的流掛，能很好的填充寬的間隙。大大避免了因放熱所產(chǎn)生的內(nèi)應力，提高抗疲勞效 果。具有極佳的使用效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明需要解決的技術問題就在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種風電設備用高 性能環(huán)氧膠粘劑，該膠粘劑應用范圍廣泛，且粘結(jié)形成的工件有很好的抗疲勞性、抗氣候 性，能保證風電設備在惡劣天氣下能長時間正常運行；該膠粘劑在粘合葉片時，不產(chǎn)生垂 直表面的流掛，能很好的填充寬的間隙，大大避免了因放熱所產(chǎn)生的內(nèi)應力，提高抗疲勞效 果，具有極佳的使用效果；該環(huán)氧膠粘劑在固化后的TG值在80~85,拉伸強度3 70MPa，彎 曲強度3 105 MPa，搭接剪切強度根據(jù)厚度0. 5~3mm可達到12~30 N/mm2,具有極佳的性能； 環(huán)氧膠粘劑不含溶劑類組份，固化后膠層收縮率只有〇. 1~〇. 8%，其膨脹系數(shù)及內(nèi)應力均很 ?。画h(huán)氧膠粘劑粘結(jié)強度高，粘接強度達18_25MPa，T型剝離強度達28-50N/cm，能夠保證最 佳的粘接性能。
[0007] 為解決上述問題，本發(fā)明采用技術方案為： 風電設備用高性能環(huán)氧膠粘劑，所述環(huán)氧膠粘劑由甲組份和乙組份混合均勻后使用； 甲組份為樹脂，乙組份為固化劑；甲組份和乙組份具有不同的顏色，以便于在混合操作 中區(qū)別兩種組分，避免混合和用量錯誤； 甲組份與乙組份的重量混合比為100 : (40?55)，混合溫度為20?30°C ; 所述環(huán)氧膠粘劑混合后固化的溫度為20?30°C，固化時所附著的被膠粘物體的表面 溫度低于35°C，固化時固化劑與被膠粘物體的變溫速度小于1°C /分鐘，從而確保環(huán)氧膠粘 劑最佳的固化效果，取得最佳的粘接強度。
[0008] 作為樹脂的甲組份的制備方法為： 第一步：合成線性酚醛樹脂，將甲醛與苯酚按照（0.5?0.8) :1的體積比置于三頸瓶 中，在80°C溫度下攪拌0. 5小時，再加入鹽酸調(diào)節(jié)pH值為1，然后保持80°C溫度繼續(xù)反應 2?3小時；反應完成后降溫，保持60?80mmHg真空氣壓下抽真空脫水2?6小時，得到 淡黃色粘稠液體狀的酚醛樹脂； 第二步：引入環(huán)氧基團，將第一步苯酚的物質(zhì)的量的1. 15?1.20倍的環(huán)氧氯丙烷加入 至上步所得的酚醛樹脂產(chǎn)物中，升溫至110?130°C并使物質(zhì)保持平穩(wěn)回流，反應1?3小 時后加入NaOH溶液； NaOH溶液的物質(zhì)的量與環(huán)氧氯丙烷的物質(zhì)的量相等；NaOH溶液分兩次先后加入，第一 次滴加 NaOH溶液時，先滴加 NaOH溶液總量的70?85%，此時滴加的NaOH溶液的質(zhì)量濃度 為40?45%，將第一部分的NaOH溶液調(diào)節(jié)至該濃度稀釋使用；在2?2. 5小時內(nèi)滴完，至 三頸瓶內(nèi)的體系轉(zhuǎn)為淺黃色濁液，然后減壓脫水；第二次滴加 NaOH溶液，繼續(xù)滴加剩余的 NaOH溶液，此時滴加的NaOH溶液的質(zhì)量濃度調(diào)整為6?8%，并保持回流，于0. 5?Ih滴完 NaOH溶液，之后再保溫2h ;然后使用真空泵保持真空度1?4毫巴除去水分，保證樹脂的最 佳質(zhì)量和性能，產(chǎn)物為淡黃色透明粘稠液體，即得到作為樹脂的甲組份。
[0009] 作為固化劑的乙組份，是三乙烯四胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、三甲基六亞甲基 二胺、聚醚胺、N-氨乙基哌嗪、異佛爾酮二胺中的3種、4種或5種的混合物?；旌虾蟮墓袒?劑組份能有效改善因固化過程中的發(fā)熱峰的溫度，提高其韌性，確保膠粘劑最佳的膠粘性 能。
[0010] 本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為： 本發(fā)明風電設備用高性能環(huán)氧膠粘劑，該膠粘劑應用范圍廣泛，且粘結(jié)形成的工件有 很好的抗疲勞性、抗氣候性，能保證風電設備在惡劣天氣下能長時間正常運行； 本發(fā)明風電設備用高性能環(huán)氧膠粘劑，該膠粘劑在粘合葉片時，不產(chǎn)生垂直表面的流 掛，能很好的填充寬的間隙，大大避免了因放熱所產(chǎn)生的內(nèi)應力，提高抗疲勞效果，具有極 佳的使用效果； 本發(fā)明風電設備用高性能環(huán)氧膠粘劑，該環(huán)氧膠粘劑在固化后的TG值在80~85,拉伸 強度蘭70MPa，彎曲強度蘭105 MPa，搭接剪切強度根據(jù)厚度0. 5~3mm可達到12~30 N/mm2， 具有極佳的性能； 本發(fā)明風電設備用高性能環(huán)氧膠粘劑，環(huán)氧膠粘劑不含溶劑類組份，固化后膠層收縮 率只有0. 1~0. 8%，其膨脹系數(shù)及內(nèi)應力均很小，具有極佳的粘接性能和環(huán)保性能，有效保護 操作人員的身體安全和產(chǎn)品極低的揮發(fā)性； 本發(fā)明風電設備用高性能環(huán)氧膠粘劑，環(huán)氧膠粘劑粘結(jié)強度高，粘接強度達18_25MPa， T型剝離強度達28-50N/cm，能夠保證最佳的粘接性能。

【具體實施方式】
[0011] 下列實施例將進一步說明本發(fā)明。
[0012] 實施例1 本發(fā)明采用技術方案為風電設備用高性能環(huán)氧膠粘劑，所述環(huán)氧膠粘劑由甲組份和乙 組份混合均勻后使用； 甲組份為樹脂，乙組份為固化劑；甲組份和乙組份具有不同的顏色，以便于在混合操作 中區(qū)別兩種組分，避免混合和用量錯誤； 甲組份與乙組份的重量混合比為100 :48,混合溫度為20?30°C ; 所述環(huán)氧膠粘劑混合后固化的溫度為20?30°C，固化時所附著的被膠粘物體的表面 溫度低于35°C，固化時固化劑與被膠粘物體的變溫速度小于1°C /分鐘，從而確保環(huán)氧膠粘 劑最佳的固化效果，取得最佳的粘接強度。
[0013] 作為樹脂的甲組份的制備方法為： 第一步：合成線性酚醛樹脂，將甲醛與苯酚按照0. 7 :1的體積比置于三頸瓶中，在80°C 溫度下攪拌〇. 5小時，再加入鹽酸調(diào)節(jié)pH值為1，然后保持80°C溫度繼續(xù)反應2?3小時； 反應完成后降溫，保持60?SOmmHg真空氣壓下抽真空脫水2?6小時，得到淡黃色粘稠液 體狀的酚醛樹脂； 第二步：引入環(huán)氧基團，將第一步苯酚的物質(zhì)的量的1. 17倍的環(huán)氧氯丙烷加入至上步 所得的酚醛樹脂產(chǎn)物中，升溫至110?130°C并使物質(zhì)保持平穩(wěn)回流，反應1?3小時后加 入NaOH溶液； NaOH溶液的物質(zhì)的量與環(huán)氧氯丙烷的物質(zhì)的量相等；NaOH溶液分兩次先后加入，第一 次滴加 NaOH溶液時，先滴加 NaOH溶液總量的78%，此時滴加的NaOH溶液的質(zhì)量濃度為43%， 將第一部分的NaOH溶液調(diào)節(jié)至該濃度稀釋使用；在2?2. 5小時內(nèi)滴完，至三頸瓶內(nèi)的體 系轉(zhuǎn)為淺黃色濁液，然后減壓脫水；第二次滴加 NaOH溶液，繼續(xù)滴加剩余的NaOH溶液，此時 滴加的NaOH溶液的質(zhì)量濃度調(diào)整為7%，并保持回流，于0. 5?Ih滴完NaOH溶液，之后再保 溫2h ;然后使用真空泵保持真空度1?4毫巴除去水分，保證樹脂的最佳質(zhì)量和性能，產(chǎn)物 為淡黃色透明粘稠液體，即得到作為樹脂的甲組份。
[0014] 作為固化劑的乙組份，是三乙烯四胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、三甲基六亞甲基 二胺、聚醚胺5種的混合物。混合后的固化劑組份能有效改善因固化過程中的發(fā)熱峰的溫 度，提1?其韌性，確保I父粘劑最佳的I父粘性能。
[0015] 實施例2 在實施例1的基礎上，甲組份與乙組份的重量混合比為100 :40 ; 作為樹脂的甲組份的制備方法為： 第一步：合成線性酚醛樹脂，將甲醛與苯酚按照〇. 5 :1的體積比置于三頸瓶中； 第二步：引入環(huán)氧基團，將第一步苯酚的物質(zhì)的量的1. 15倍的環(huán)氧氯丙烷加入至上步 所得的酚醛樹脂產(chǎn)物中； 第一次滴加 NaOH溶液時，先滴加 NaOH溶液總量的70%，此時滴加的NaOH溶液的質(zhì)量濃 度為40% ;第二次滴加 NaOH溶液，繼續(xù)滴加剩余的NaOH溶液，此時滴加的NaOH溶液的質(zhì)量 濃度調(diào)整為6%。
[0016] 作為固化劑的乙組份，是聚醚胺、N-氨乙基哌嗪、異佛爾酮二胺中的3種的混合 物。
[0017] 其他部分與實施例1完全相同。
[0018] 實施例3 在實施例1的基礎上，甲組份與乙組份的重量混合比為100 :55 ; 作為樹脂的甲組份的制備方法為： 第一步：合成線性酚醛樹脂，將甲醛與苯酚按照0. 8 :1的體積比置于三頸瓶中； 第二步：引入環(huán)氧基團，將第一步苯酚的物質(zhì)的量的1. 20倍的環(huán)氧氯丙烷加入至上步 所得的酚醛樹脂產(chǎn)物中； 第一次滴加 NaOH溶液時，先滴加 NaOH溶液總量的85%，此時滴加的NaOH溶液的質(zhì)量濃 度為45% ;第二次滴加 NaOH溶液，繼續(xù)滴加剩余的NaOH溶液，此時滴加的NaOH溶液的質(zhì)量 濃度調(diào)整為8%。
[0019] 作為固化劑的乙組份，是三乙烯四胺、三甲基六亞甲基二胺、聚醚胺、N-氨乙基哌 嗪4種的混合物。
[0020] 其他部分與實施例1完全相同。
[0021] 實施例4 在實施例1的基礎上，甲組份與乙組份的重量混合比為100 :43 ; 作為樹脂的甲組份的制備方法為： 第一步：合成線性酚醛樹脂，將甲醛與苯酚按照〇. 6 :1的體積比置于三頸瓶中； 第二步：引入環(huán)氧基團，將第一步苯酚的物質(zhì)的量的1. 16倍的環(huán)氧氯丙烷加入至上步 所得的酚醛樹脂產(chǎn)物中； 第一次滴加 NaOH溶液時，先滴加 NaOH溶液總量的73%，此時滴加的NaOH溶液的質(zhì)量濃 度為41% ;第二次滴加 NaOH溶液，繼續(xù)滴加剩余的NaOH溶液，此時滴加的NaOH溶液的質(zhì)量 濃度調(diào)整為6. 5%。
[0022] 作為固化劑的乙組份，是二乙烯三胺、四乙烯五胺、聚醚胺、異佛爾酮二胺中的4 種的混合物。
[0023] 其他部分與實施例1完全相同。
[0024] 實施例5 在實施例1的基礎上，甲組份與乙組份的重量混合比為100 : 52 ; 作為樹脂的甲組份的制備方法為： 第一步：合成線性酚醛樹脂，將甲醛與苯酚按照〇. 75 :1的體積比置于三頸瓶中； 第二步：引入環(huán)氧基團，將第一步苯酚的物質(zhì)的量的1. 19倍的環(huán)氧氯丙烷加入至上步 所得的酚醛樹脂產(chǎn)物中； 第一次滴加 NaOH溶液時，先滴加 NaOH溶液總量的83%，此時滴加的NaOH溶液的質(zhì)量濃 度為44% ;第二次滴加 NaOH溶液，繼續(xù)滴加剩余的NaOH溶液，此時滴加的NaOH溶液的質(zhì)量 濃度調(diào)整為7. 5%。
[0025] 作為固化劑的乙組份，是三乙烯四胺、三甲基六亞甲基二胺、異佛爾酮二胺中的3 種的混合物。
[0026] 其他部分與實施例1完全相同。
[0027] 實施例6 在實施例1的基礎上，甲組份與乙組份的重量混合比為100 :47 ; 作為樹脂的甲組份的制備方法為： 第一步：合成線性酚醛樹脂，將甲醛與苯酚按照〇. 72 :1的體積比置于三頸瓶中； 第二步：引入環(huán)氧基團，將第一步苯酚的物質(zhì)的量的1. 18倍的環(huán)氧氯丙烷加入至上步 所得的酚醛樹脂產(chǎn)物中； 第一次滴加 NaOH溶液時，先滴加 NaOH溶液總量的76%，此時滴加的NaOH溶液的質(zhì)量濃 度為42% ;第二次滴加 NaOH溶液，繼續(xù)滴加剩余的NaOH溶液，此時滴加的NaOH溶液的質(zhì)量 濃度調(diào)整為7%。
[0028] 作為固化劑的乙組份，是二乙烯三胺、三甲基六亞甲基二胺、聚醚胺、N-氨乙基哌 嗪、異佛爾酮二胺中的5種的混合物。
[0029] 其他部分與實施例1完全相同。
[0030] 對比例1 在實施例1的基礎上， 第一次滴加 NaOH溶液時，滴加全部NaOH溶液，此時滴加的NaOH溶液的質(zhì)量濃度為 43% ;不進行第二次NaOH溶液的滴加。
[0031] 其他部分與實施例1完全相同。
[0032] 將實施例1-3、對比例1的環(huán)氧膠粘劑固化后的結(jié)構進行性能檢測，具體的檢測標 準和方法為： (1) 固化后的TG值：采用GB/T22567-2008標準，用型號DSC200F3的差示掃描熱儀進 行玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測試； (2) 固化后的拉伸強度：采用ISO 527標準，用微機控電子萬能試驗機（雙柱落地式機） 型號UTM5205進行拉伸強度的測試； (3) 固化后的彎曲強度：采用ISO 178標準微機控制高低溫萬能材料試驗機，型號 QJ211B-30KN進行彎曲強度的測試； (4) 固化后的搭接剪切強度：采用GB7124-2007標準微機控制高低溫萬能材料試驗機， 型號QJ211B-30KN進行彎曲強度的測試； (5) 固化后膠層收縮率：按國標GB-T 13519-1992熱收縮率測試儀進行測試； (6) 環(huán)氧膠粘劑粘接強度：GB7124-2007微機控制高低溫萬能材料試驗機，型號 QJ211B-30KN進行粘結(jié)強度的測試； (7) 環(huán)氧膠粘劑T型剝離強度：按國標GB/T 2791，用型號為DLS-2電子剝離試驗機(立 式）進行測試； (8) 環(huán)保性能：按照國標GB/T15022. 2-2007采用烘箱BGF-140測定內(nèi)部VOC含量。
[0033] 根據(jù)以上檢測方法和標準，對實施例1-3、對比例1的環(huán)氧膠粘劑及其固化后的結(jié) 構進行性能檢測的結(jié)果見表1。
[0034] 表 1 :

【權利要求】
1. 風電設備用高性能環(huán)氧膠粘劑，其特征在于，所述環(huán)氧膠粘劑由甲組份和乙組份混 合均勻后使用； 甲組份為樹脂，乙組份為固化劑；甲組份和乙組份具有不同的顏色； 甲組份與乙組份的重量混合比為100 : (40?55)，混合溫度為20?30°C ; 所述環(huán)氧膠粘劑混合后固化的溫度為20?30°C，固化時所附著的被膠粘物體的表面 溫度低于35°C，固化時固化劑與被膠粘物體的變溫速度小于1°C /分鐘。
2. 如權利要求1所述的風電設備用高性能環(huán)氧膠粘劑，其特征在于，作為樹脂的甲組 份的制備方法為： 第一步：合成線性酚醛樹脂，將甲醛與苯酚按照（〇. 5?0. 8) :1的體積比置于三頸瓶 中，在80°C溫度下攪拌0. 5小時，再加入鹽酸調(diào)節(jié)pH值為1，然后保持80°C溫度繼續(xù)反應 2?3小時；反應完成后降溫，保持60?80mmHg真空氣壓下抽真空脫水2?6小時，得到 淡黃色粘稠液體狀的酚醛樹脂； 第二步：引入環(huán)氧基團，將第一步苯酚的物質(zhì)的量的1. 15?1.20倍的環(huán)氧氯丙烷加入 至上步所得的酚醛樹脂產(chǎn)物中，升溫至110?130°C并使物質(zhì)保持平穩(wěn)回流，反應1?3小 時后加入NaOH溶液； NaOH溶液的物質(zhì)的量與環(huán)氧氯丙烷的物質(zhì)的量相等；先滴加NaOH溶液總量的70? 85%，此時滴加的NaOH溶液的質(zhì)量濃度為40?45% ;在2?2. 5小時內(nèi)滴完，至三頸瓶內(nèi)的 體系轉(zhuǎn)為淺黃色濁液，然后減壓脫水；然后繼續(xù)滴加剩余的NaOH溶液，此時滴加的NaOH溶 液的質(zhì)量濃度調(diào)整為6?8%，并保持回流，于0. 5?lh滴完NaOH溶液，之后再保溫2h ;然 后使用真空泵保持真空度1?4毫巴除去水分，產(chǎn)物為淡黃色透明粘稠液體，即得到作為樹 脂的甲組份。
3. 如權利要求1所述的風電設備用高性能環(huán)氧膠粘劑，其特征在于，作為固化劑的乙 組份，是三乙烯四胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、三甲基六亞甲基二胺、聚醚胺、N-氨乙基哌 嗪、異佛爾酮二胺中的3種、4種或5種的混合物。
【文檔編號】C08G59/08GK104371625SQ201410727268
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年12月4日 優(yōu)先權日:2014年12月4日
【發(fā)明者】王峰, 張小賓 申請人:吳江固德電材系統(tǒng)股份有限公司