[发明专利]一种用于风电叶片辅件的密封胶及其制备方法

说明书

本发明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‑甲基吡咯烷酮或环氧乙烷基三甲氧基硅烷，且填料为氧化铝或烷基二酸酐改性的聚硅氧烷。本发明制备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。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种用于风电叶片辅件的密封胶及其制备方法。

背景技术

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。

发明内容

为了克服现有技术中的技术问题，本发明提供一种用于风电叶片辅件的密封胶及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案如下：

本发明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；

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。

本发明中，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。

同时本发明为双组分密封胶，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，因此本发明在两个组分都加入了填料和稀释剂。

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。