用于风力发电机转子覆层防护的聚氨酯灌封胶及其制备方法与流程

1.本发明属于双组分聚氨酯胶黏剂领域，具体涉及一种用于风力发电机转子覆层防护的聚氨酯灌封胶及其制备方法。


背景技术：

2.传统的双组份聚氨酯灌封胶，其力学性能相对较差，在常温下硬度、拉伸强度、冲击强度、拉伸剪切强度相对较低、体积收缩率相对较大；且在常温使用时适用期短，不能完全满足灌封所需操作时间的要求。而且现有的灌封胶固化后的胶层容易出现气泡和气孔；此外，现有的灌封胶防水性能低，在海上风电运用时易受潮气的侵蚀。传统的双组份聚氨酯灌封胶含挥发性有机溶剂，使用中有潜在的身体威胁及环境污染。


技术实现要素：

3.本发明目的在于，针对现有技术中存在不足，提供一种用于风力发电机转子覆层防护的聚氨酯灌封胶及其制备方法。
4.为此，本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
5.一种用于风力发电机转子覆层防护的聚氨酯灌封胶，包括a、b两组分，其中a组分为树脂、填料、助剂等，b组分为固化剂，a、b组分混合时的质量比为100：30。
6.所述a组分由以下质量份的原料组成：
7.多元醇45～55份；
8.碳酸钙30～40份；
9.钛白粉1～5份；
10.除水剂5～10份；
11.表面活性剂0.5～2份；
12.润湿分散剂0.1～1份；
13.流平剂0.1～1份；
14.附着力促进剂0.1～1份；
15.消泡剂0.1～1份；
16.所述b组分由以下质量份的原料组成：
17.2，4
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯与4，4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯的1：1混合物(mdi
‑
50)：97～99份；
18.干燥除水剂1～3份。
19.进一步地，所述多元醇为聚醚多元醇、蓖麻油改性多元醇的多种混合物，其比例为1：0.5
‑
1.5；其中，所述聚醚多元醇为陶氏生产的聚醚多元醇voranol 225、voranol cp755、voranol 3000lm中的一种；所述蓖麻油改性多元醇为凡特鲁斯生产的蓖麻油改性多元醇polycin d
‑
290、caspol 5001、polycin gr
‑
35中的一种；通过多元醇的搭配以调节树脂羟值，从而提升固化后树脂的强度与性能。
20.所述碳酸钙为重质碳酸钙粉末，粒径500～2000目。
21.所述除水剂为分子筛、噁唑烷中的一种或两种的混合物。
22.所述表面活性剂为硅烷偶联剂kh570 5％、钛酸酯偶联剂2％、硬脂酸钠3％中的一种。通过表面活性剂可将重质碳酸钙表面活化，降低其表面极性、增加亲油性，从而改善其在树脂中的分散性。
23.所述润湿分散剂为毕克生产的润湿分散剂disperbyk
‑
169、byk
‑
w909、byk
‑
w961中的一种。使用润湿分散剂可改善碳酸钙粉末表面的润湿性，使其更好地在树脂中分散。
24.所述流平剂为海明斯生产的流平剂levaslip 431、levaslip 810、levaslip 875中的一种。通过添加流平剂，能有效降低胶黏剂的表面张力，改善其流平性能，并使胶黏剂固化后表面平滑、均匀，没有针孔、火山口等缺陷。
25.所述附着力促进剂为海明斯生产的附着力促进剂adherant 1121、adherant adp中的一种。通过附着力促进剂的选择可以提高玻纤布与基材之间的粘接强度。
26.所述消泡剂为毕克生产的消泡剂byk
‑
054、byk
‑
1797、byk
‑
a501、byk
‑
a535中的一种。
27.所述mdi
‑
50为万华化学生产的wannate mdi
‑
50或mdi
‑
50f中的一种；因mdi
‑
50低温下易结晶，故需于25℃烘箱中保存。
28.所述干燥除水剂为恶唑烷、对甲苯磺酰异氰酸酯中的一种。
29.一种制备上述用于风力发电机转子覆层防护的聚氨酯灌封胶的方法，包括以下步骤：
30.1、a组分的制备：取多元醇45～55份、表面活性剂0.5～2份、润湿分散剂0.1～1份、流平剂0.1～1份、附着力促进剂0.1～1份、消泡剂0.1～1份，充分搅拌混合均匀。再加入碳酸钙粉末30～40份、钛白粉1～5份、除水剂5～10份，使用高速分散机充分分散。
31.分散均匀后，将其倒入三颈烧瓶中，在真空度<
‑
0.1mpa、80
‑
120℃下真空搅拌90
‑
150min，即得a组分；
32.2、b组分的制备：取mdi
‑
50 97
‑
99份、干燥除水剂1
‑
3份，在真空度<
‑
0.1mpa、60
‑
80℃下真空搅拌30
‑
60min，即得b组分；
33.3、使用前将a、b组分置于25℃保温2h以上，按质量比100：30的比例混合，适度搅拌，即得到用于风力发电机转子覆层防护的聚氨酯灌封胶。
34.与现有技术相比。本发明具有以下优点：
35.1、本发明为双组份聚氨酯胶黏剂，将a、b两组分按质量比100：30混合后搅拌均匀即可使用。a、b组分混合后即开始固化，在常温下48小时后可大致固化成型并可承受适度的应力，再于80℃烘箱中固化5小时即可完全固化。完全固化后的灌封胶具有优异的力学性能，其在25℃下硬度>80d、拉伸强度>50mpa、冲击强度>30kj/m2、拉伸剪切强度>30mpa、体积收缩率<2％；且在25℃时适用期>90min，可满足灌封所需操作时间的要求。
36.2、固化后的胶层没有气泡和气孔，对灌封材料的保护严密；此外，固化后的灌封胶还具有优异的防水性能，其吸水率<0.3％，远小于标准所要求的1％，能有效地保护灌封材料在实际运用中，尤其是在海上风电运用时免受潮气的侵蚀。
37.3、与传统的双组份聚氨酯灌封胶相比，本发明的双组份胶黏剂不含挥发性有机溶剂，避免了使用中潜在的身体威胁及环境污染。
具体实施方式
38.下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
39.本发明所述的一种用于风力发电机转子覆层防护的聚氨酯灌封胶，包括a、b两组分，其中a组分为树脂、填料、助剂，b组分为固化剂，a、b组分混合时的质量比为100：30。
40.所述a组分由以下质量份的原料组成：
41.多元醇45～55份；
42.碳酸钙30～40份；
43.钛白粉1～5份；
44.除水剂5～10份；
45.表面活性剂0.5～2份；
46.润湿分散剂0.1～1份；
47.流平剂0.1～1份；
48.附着力促进剂0.1～1份；
49.消泡剂0.1～1份；
50.所述b组分由以下质量份的原料组成：
51.2，4
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯与4，4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯的1：1混合物(mdi
‑
50)：97～99份；
52.干燥除水剂1～3份。
53.进一步地，所述多元醇为聚醚多元醇、蓖麻油改性多元醇的多种混合物，其比例为1：0.5
‑
1.5；其中，所述聚醚多元醇为美国陶氏生产的voranol 225、voranol cp755、voranol 3000lm；所述蓖麻油改性多元醇为美国凡特鲁斯生产的polycin d
‑
290、caspol 5001、polycin gr
‑
35；通过多元醇的搭配不仅可以获得优异的操作时间还可以获得较高的粘接强度。
54.所述碳酸钙为重质碳酸钙粉末，粒径500～2000目。
55.所述除水剂为分子筛、噁唑烷中的一种或两种的混合物。
56.所述表面活性剂为硅烷偶联剂kh570 5％、钛酸酯偶联剂2％、硬脂酸钠3％中的一种。通过表面活性剂可将重质碳酸钙表面活化，降低其表面极性、增加亲油性，从而改善其在树脂中的分散性。
57.所述润湿分散剂为毕克生产的disperbyk
‑
169、byk
‑
w909、byk
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w961中的一种。使用润湿分散剂可改善碳酸钙粉末表面的润湿性，使其更好地在树脂中分散。
58.所述流平剂为海明斯生产的levaslip 431、levaslip 810、levaslip 875中的一种。通过添加流平剂，能有效降低胶黏剂的表面张力，改善其流平性能，并使胶黏剂固化后表面平滑、均匀，没有针孔、火山口等缺陷。
59.所述附着力促进剂为海明斯生产的adherant 1121、adherant adp中的一种。通过附着力促进剂的选择不仅可以提高其常温粘接强度还可以大大提高其高温粘接强度。
60.所述消泡剂为毕克生产的byk
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054、byk
‑
1797、byk
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a501、byk
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a535中的一种。
61.所述mdi
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50为万华化学生产的wannate mdi
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50或mdi
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50f中的一种；因mdi
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50低温下易结晶，故需于25℃烘箱中保存。
62.所述干燥除水剂为恶唑烷、对甲苯磺酰异氰酸酯中的一种。
63.一种制备上述用于风力发电机转子覆层防护的聚氨酯灌封胶的方法，包括以下步骤：
64.1、a组分的制备：取多元醇45～55份、表面活性剂0.5～2份、润湿分散剂0.1～1份、流平剂0.1～1份、附着力促进剂0.1～1份、消泡剂0.1～1份，充分搅拌混合均匀。再加入碳酸钙粉末30～40份、钛白粉1～5份、除水剂5～10份，使用高速分散机充分分散。
65.分散均匀后，将其倒入三颈烧瓶中，在真空度<
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0.1mpa、80
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120℃下真空搅拌90
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150min，即得a组分；
66.2、b组分的制备：取mdi
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50 97
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99份、干燥除水剂1
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3份，在真空度<
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0.1mpa、60
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80℃下真空搅拌30
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60min，即得b组分；
67.3、使用前将a、b组分置于25℃保温2h以上，按质量比100：30的比例混合，适度搅拌，即得到用于风力发电机转子覆层防护的聚氨酯灌封胶。