包含多层涂层体系的复合材料制造技术

公开了具有施涂于其至少一部分的多层涂层体系的复合材料。还公开了修补风电叶片、例如风电叶片的前缘的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含多层涂层体系的复合材料。
技术介绍
风力是使用风轮机将风能转化成有用形式例如电力。在2007年末，全世界的风力 发电机容量为94. 1千兆瓦。尽管目前风仅产生了超过的全世界电力应用，但其在丹麦 占电力产生的约19%，在西班牙和葡萄牙占9%，以及在德国和爱尔兰共和国占6% (2007 年数据)。在全世界范围内，2000至2007间风力发电增加超过5倍。在与电力网格连接的大规模风电场以及在用于将电力提供给孤立场所的单独涡 轮机中产生风力。风轮机典型地具有2-4个大叶片并且被设计为持续约20-25年。用于风 轮机的叶片的最佳数目取决于涡轮机将完成的作业。用于发电的涡轮机需要在高速下运 转，但不需要大量扭矩或旋转力。这些机器通常具有2或3个叶片。相反，风力泵以更大的 扭矩但并不大的速度运转，并且因此具有许多叶片。风轮机叶片或“风电叶片(wind blade) ”持续地暴露于自然条件下并且被理想地 设计为在最少故障的情况下耐受温度极端条件、风切变、沉淀和/或其它环境危害。通常在 叶片的前缘观察到涂层损坏。叶片的“前缘”将被理解为是指切入风中的叶片部分，同时后 缘是相对的边缘。前缘可以是光滑的或者包括凸起或“结节”，其有助于减少噪音、增加稳定 性和/或使得叶片能够捕集更多的能量。前缘典型地会经历环境因素例如盐、砂、污物和造 成干磨的其它颗粒，以及环境因素例如风、雨、雪等。因此，可能在前缘上观察到加速的涂层 损坏和/或腐蚀。因此通常希望在前缘上的附加保护作用。将希望提供用于保护风轮机叶片并且延长叶片的使用寿命的涂料组合物。理想 地，这些涂料组合物可以在最少的基材表面准备的情况下施涂于叶片基材，并且将提供前 缘耐侵蚀性。专利技术概述本专利技术涉及一种包含施涂于其至少一部分的多层涂层体系的复合材料，所述多层 涂层体系包括(1)由底漆组合物沉积的第一涂层；和(2)施涂于第一涂层的至少一部分之上的面涂层组合物，其中所述面涂层由包含 以下组分的成膜组合物沉积(a)含有羟基和/或胺基的官能组分；和(b)含有异氰酸酯和/或酐官能团的固化剂；并且当固化剂含有异氰酸酯时，异氰酸酯与羟基和/或胺基的比例为> 1 1。本专利技术进一步涉及如上所述施涂于第一涂层的至少一部分之上的面涂层组合物， 其中所述面涂层由包含氟化丙烯酸系的成膜组合物沉积。其它涂覆的基材以及修补基材例如风电叶片的方法也处于本专利技术范围内。专利技术详述除了在任何工作例中或者在另外说明的情况下之外，在说明书和权利要求书中使用的表示成分量、反应条件等的所有数值应被理解为在所有情形中由术语“约”修饰。因 此，除非相反地说明，在以下说明书和附属的权利要求书中描述的数值参数是近似值，其可 以根据将通过本专利技术获得的所希望的性能而变化。至少地并且不试图限制等同原则应用于 权利要求书的范围，每一数值参数应该至少根据所报导的有效数位的数目并且通过采用一 般舍入技术来理解。“包括”和类似的术语是指包括但不限于。尽管描述本专利技术的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但描述于具体实施例中 的数值被尽可能准确地报导。然而，任何数值固有地含有由在它们各自的试验测量中发现 的标准偏差必然产生的一定误差。另外，应该理解的是本文中列出的任何数值范围意在包括其中包含的所有子范 围。例如，范围“1-10”意在包括在所列出的最小值1与所列出的最大值10之间(并且包 括端值)的所有子范围，即具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值的所有子 范围。本说明书和附属的权利要求书中使用的冠词“一”、“一个/ 一种”和“所述/该”包 括复数对象，除非清楚并且明确地限于一个对象。例如，尽管本文中提及“一个”第一涂层、 “一种”底漆组合物、“一个”面涂层、“一种”固化剂等，但可以使用这些组分各自和任何其它 组分的一个或多个。本文中所示的本专利技术的各个实施方案和实施例分别被理解为相对于本专利技术范围 而言是非限定性的。如下面的说明书和权利要求书中使用的，以下术语具有下面所示的含义术语“可固化”，例如与可固化组合物结合使用的，是指所示组合物可以通过官能 团聚合或交联，例如借助于包括但不限于热(包括环境固化)和/或催化暴露的方式。术语“固化”、“固化的”或类似术语，如与固化的或可固化组合物例如一些具体描 述的“固化组合物”结合使用的，是指构成可固化组合物的至少一部分可聚合和/或可交联 组分被聚合和/或交联。另外，可聚合组合物固化是指使所述组合物经受固化条件例如但 不限于热固化，从而使得该组合物的反应性官能团反应并且导致聚合物的聚合和形成。当 可聚合组合物经受固化条件时，聚合后和在大多数反应性端基发生反应后，余下未反应的 反应性端基的反应速率逐渐变得较慢。可聚合组合物可以经受固化条件直到其被至少部分 固化。术语“至少部分固化”是指使可聚合组合物经受固化条件，其中该组合物的至少一部 分反应性基团发生反应而形成聚合物。术语“反应性”和“官能”是指能够与其本身和/或其它官能团和/或化合物自发 地或当施加热时或在催化剂存在下或者通过本领域技术人员已知的任何其它方式进行化 学反应的化合物或基团。“聚合物”是指包括均聚物和共聚物以及低聚物的聚合物，并且前缀“聚”是指二个或更多。用作第一涂层的成膜组合物是底漆组合物。“底漆”将被理解为通常是指作为底涂 层或预备涂层施涂的涂层；即被一个或多个另外的涂层覆盖的涂层。通常，底漆层为基材提 供功能优点。例如，底漆可用于平整或“填充”基材上的孔或裂缝、赋予基材耐腐蚀性、改进 对基材的附着力、增加后续涂层的耐久性、和/或赋予后续涂层抗片落性。合适的底漆组合 物的实例包括已知可用作工业底漆涂料的任一种。在本专利技术的某些其它实施方案中，用作第一涂层的成膜组合物包含含有环氧基和/或羟基的官能聚合物。例如，用作第一涂层的 成膜组合物可以包含一种或多种环氧官能聚合物，每一聚合物典型地具有环氧基或环氧乙 烷基团。这里使用的“环氧官能聚合物”是指包含环氧官能团的聚合物。这些材料通常被 称为二或聚环氧化物。通常，如使用甲基紫作为指示剂通过用高氯酸和溴化季铵滴定测量 的，环氧官能聚合物的环氧当量可以为70-4，000，例如140-600。合适的环氧官能聚合物可以是饱和或不饱和、环状或无环、脂族、脂环族、芳族或 杂环的。如果需要，环氧官能聚合物可以具有侧挂或末端羟基。它们可以含有取代基例如卤 素、羟基和/或醚基。可用类型的这些材料包括聚环氧化物，包括通过使表卤醇(例如表氯 醇或表溴醇)与二或多元醇在碱存在下反应得到的环氧聚醚。合适的多元醇包括多酚例如 间苯二酚；邻苯二酚；氢醌；双(4-羟基苯基)-2，2-丙烷，即双酚A ；双(4-羟基苯基)-1， 1-异丁烷；4，4- 二羟基二苯甲酮；双(4-羟基苯酚)-1，1-乙烷；双(2-羟基苯基)-甲烷 和1，5-羟基萘。经常使用的聚环氧化物包括双酚A的二缩水甘油醚，例如EPON 828或1001环氧 树脂，其可从Shell Chemical Company商购获得。其它可用的聚环氧化物包括多元醇的多 聚缩水甘油醚、多元羧酸的多聚缩水甘油酯、源于烯属不饱和脂环族化合物的环氧化的聚 环氧化物、在环氧分子中包含氧化烯基团的聚环氧化物、环氧酚醛清漆树脂、和通过羧酸、 醇、水、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：BA康奈利，JN瓦勒塔，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：US