一种用于风电叶片辅件的密封胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于风电叶片辅件的密封胶及其制备方法，为A组分与B组分固化形成，其中A组分由聚氨酯树脂、聚醚树脂、催化剂、填料和稀释剂组成，B组分由异氰酸酯、填料和稀释剂组成，且催化剂为N

【技术实现步骤摘要】
一种用于风电叶片辅件的密封胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料
，尤其涉及一种用于风电叶片辅件的密封胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，风电行业已经成为世界各地绿色能源的重要组成部分，风电叶片作为风力发电机组的关键部件，具有重要的作用。由于叶片在风场中长期暴露于严酷的气候条件下，容易受到风、雨、冰、盐雾等自然环境的侵蚀和损伤，因此，保护叶片结构的完整性变得至关重要。目前，使用的风电叶片辅件密封胶，主要包括聚硫密封胶和有机硅密封胶，其中聚硫密封胶是以液体聚硫橡胶为主剂、配合增塑剂、补强剂、硫化剂等制成的弹性密封胶；有机硅密封胶是以SI
‑
O单元为主链，由硅氧原子交替排列而成的线性聚合物。上述存在密封性能差、易龟裂、使用寿命短等缺点，同时许多风电叶片外部辅件密封胶使用的环境温度较低，在此环境下密封胶固化度不足，力学性能不达标，因此需要一种新型的密封胶来解决这些问题。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术中的技术问题，本专利技术提供一种用于风电叶片辅件的密封胶及其制备方法。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案如下：
[0005]本专利技术第一方面提供一种用于风电叶片辅件的密封胶，所述密封胶为多组分，包括A组分和B组分；
[0006]所述A组分由以下重量份的原料制备而成，聚氨酯树脂50～70份，聚醚树脂5～15份，催化剂2～5份，填料15～20份，稀释剂8～10份；所述催化剂为N
‑
甲基吡咯烷酮或环氧乙烷基三甲氧基硅烷。
[0007]所述B组分由以下重量份的原料制备而成，异氰酸酯40～60份，填料30～40份，稀释剂10～20份。
[0008]本专利技术中，密封胶中的聚醚树脂通过与异氰酸酯发生交联反应来提高密封胶的性能，具体为聚醚树脂中含有的氢氧基(
‑
OH)会与原料中的异氰酸酯基团(
‑
NCO)发生反应，形成尿素键(
‑
NH
‑
CO
‑
NH
‑
)或脲酸酯键(
‑
NH
‑
CO
‑
O
‑
)，从而形成聚氨基甲酸酯(PU)的三维网络结构，可以提高密封胶的柔韧性和延展性，并且能够改善其成型性和可加工性，同时增强材料的机械性能和耐化学性能，使制备得到的密封胶具备良好的密封性能，能够防止水和湿气的渗透，并且在各种极端气候条件下都能保持稳定的性能。
[0009]同时本专利技术为双组分密封胶，为了可以均匀的混合进行粘接，必须保证双组分的粘度接近，因此本专利技术在两个组分都加入了填料和稀释剂。
[0010]在本申请中，使用环氧乙烷基三甲氧基硅烷(ETO
‑
Si)作为催化剂可以提高密封胶与基材的黏附性，增强密封效果，同时可以提高密封胶的耐水性和耐腐蚀性，使密封胶在潮
湿环境下的性能得到改善。此过程主要涉及的原理如下：首先是当ETO
‑
Si在基材表面水解时，会形成Si
‑
OH官能团，而Si
‑
OH官能团可以通过氢键、范德华力等相互作用与密封胶中的官能团(
‑
OH、
‑
Si
‑
O
‑
)相结合，从而提高密封胶与基材之间的粘附性；其次，ETO
‑
Si可以与密封胶中的羟基、羰基等官能团反应，形成交联结构，从而增强密封胶的物理性能和化学稳定性；最后，ETO
‑
Si水解后可以形成Si
‑
OH官能团，这些官能团可以与密封胶中的官能团(硅氧烷官能团(
‑
Si
‑
O
‑
)、碳氢基(
‑
CH2‑
)、羧基(
‑
COOH)等)反应，形成更强的化学键。同时，由于硅酸盐的化学稳定性很高，这些化学键也更加稳定，从而提高了密封胶的耐水性和耐腐蚀性。交联结构可以提高密封胶的强度、硬度、耐久性等，同时也可以防止其在使用过程中出现收缩和龟裂等现象。
[0011]当催化剂为N
‑
甲基吡咯烷酮时，N
‑
甲基吡咯烷酮对密封胶的反应具有很好的选择性，可以避免产生副反应，提高密封胶的纯度，同时作为液体催化剂，易于加入到密封胶体系中，不需要进行预处理或者使用复杂的设备。此过程主要涉及的原理首先是NMP分子具有相对较小的分子量，分子结构较为简单。其分子结构中含有一个孤对电子，这个孤对电子可以作为亲核试剂，与反应物中的亲电子亲和，从而发生取代反应。同时，NMP分子本身具有较高的极性和亲水性，可以很好地溶解在水中，保持反应体系的稳定；其次，NMP分子可以通过氢键、范德华力等相互作用，与反应物形成复合物，从而增加反应物之间的相互作用力和接触机会。与此同时，NMP分子也可以在反应过程中发挥酸性和碱性催化作用，从而增加反应的速率和效率。这种选择性使得NMP可以将密封胶反应中的目标产物作为其催化的重点，避免副反应的发生，提高反应的效率和纯度。
[0012]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的密封胶中，所述填料为氧化铝或烷基二酸酐改性的聚硅氧烷。
[0013]在本专利技术中，当填料为氧化铝时，其具有很好的耐腐蚀性，可以抵御酸、碱等化学腐蚀，可以提高密封胶的耐腐蚀性能；其次氧化铝的硬度很高，可以增加密封胶的硬度和强度，提高其耐久性和耐磨性；同时氧化铝的颗粒度很小，可以填充密封胶中的微小孔隙，提高密封胶的密封性。
[0014]当填料为烷基二酸酐改性的聚硅氧烷时，其可以通过改变聚硅氧烷的分子结构和化学性质来提高其耐热性能。具体作用如下：
[0015](1)烷基二酸酐改性的聚硅氧烷具有更高的分子量、更多的交联点和更好的热稳定性，其热稳定型提高的原因在于在烷基二酸酐的引入下，聚硅氧烷分子中的硅氧键变得更加稳定，耐高温性能得到了提高，从而可以提高密封胶的耐热性。
[0016](2)烷基二酸酐改性的聚硅氧烷具有更好的耐候性能，主要是因为其具有更好的抗氧化性能和抗紫外线性能。本专利技术中的有机基团(包含碳的化学基团)可以通过与烷基二酸酐和聚硅氧烷中的羟基或氨基发生反应，引入到聚硅氧烷分子中，形成有机硅聚合物。这些有机硅聚合物中的有机基团可以吸收紫外线，并通过分子内的电子转移反应或氧化反应吸收和中和自由基，从而发挥抗氧化作用。烷基二酸酐改性的聚硅氧烷可以通过稳定化聚合物表面、吸收紫外线和抑制氧化反应等方式来提高密封胶的耐候性。
[0017](3)烷基二酸酐改性的聚硅氧烷可以通过稳定化聚合物结构、减少自由基反应和防止氧化反应等方式来改善密封胶的抗老化性能。烷基二酸酐改性的聚硅氧烷可以在聚合物中形成稳定的交联结构，原因在于烷基二酸酐分子中含有两个羧酸官能团，可以与聚合
物分子中的氨基、羟基等反应形成酯键或酰胺键，从而将聚合物分子与硅氧烷分子牢固地连接在一起，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于风电叶片辅件的密封胶，其特征在于，所述密封胶为多组分，包括A组分和B组分；所述A组分由以下重量份的原料制备而成，聚氨酯树脂50～70份，聚醚树脂5～15份，催化剂2～5份，填料15～20份，稀释剂8～10份；所述催化剂为N
‑
甲基吡咯烷酮或环氧乙烷基三甲氧基硅烷；所述B组分由以下重量份的原料制备而成，异氰酸酯40～60份，填料30～40份，稀释剂10～20份。2.根据权利要求1所述的用于风电叶片辅件的密封胶，其特征在于，所述填料为氧化铝或烷基二酸酐改性的聚硅氧烷。3.根据权利要求2所述的用于风电叶片辅件的密封胶，其特征在于，所述烷基二酸酐改性的聚硅氧烷为硅氧烷和烷基二酸酐通过缩合反应形成的一种化合物。4.根据权利要求1所述的用于风电叶片辅件的密封胶，其特征在于，所述稀释剂为甲苯。5.根据权利要求1所述的用于风电叶片辅件的密封胶，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈煌，冯学斌，黄明富，甄波，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：