ADHESIVO DE PU DE 2 COMPONENTES PARA EL PEGADO DE PIEZAS MOLDEADAS QUE CONTIENEN FIBRAS.

Adhesivo de poliuretano de 2 componentes que consta de un componente poliol que contiene a) del 2 al 30 % en peso de por lo menos un poliesterdiol que tiene un peso molecular superior a 1000 g/mol;

b) del 5 al 35 % en peso de por lo menos un poliol que tiene de 3 a 14 grupos funcionales; c) del 5 al 35 % en peso de polioles hidrófobos que tienen una funcionalidad OH entre 2,3 y 4, elegido entre los policarbonatopolioles, polibutadienopolioles y polioles oleoquímicos; d) del 2 al 65 % en peso de otros aditivos y auxiliares, la suma de todos los porcentajes debe totalidad el 100 %, así como un componente isocianato elegido entre poliisocianatos que tienen una proporción NCO/OH de 0,9:1 a 1,5:1, el adhesivo reticulado tiene una Tg superior a 50ºC.

Adhesivo de PU de 2 componentes para el pegado de piezas moldeadas que contienen fibras La invención se refiere a un adhesivo de 2 componentes basado en poliuretanos, que posee un gran poder adhesivo. Este adhesivo está pensado para poder pegar también sustratos con superficies no planas y salvar con fuerza adhesiva firme las fisuras y los intersticios.

En el documento WO 2004/029121 se describen adhesivos de PU de 2 componentes, formados por polioles de tipo diol o triol, que reticulan por reacción con los poliisocianatos. Forman también parte de la composición pigmentos, tales como el ácido silícico altamente dispersado, cargas de relleno y tamices moleculares. Como componentes esenciales de la invención se incluyen ácidos orgánicos que tienen un pK entre 2, 8 y 4, 5. No se describe la adición de polioles de mayor número de grupos funcionales para elevar la densidad de reticulación. Es también conocido que los ácidos carboxílicos pueden conducir a una mayor formación de burbujeas dentro de los sistemas reticulados con isocianatos.

En el documento WO 2002/066572 se describen adhesivos de PU de 2 componentes para materiales de madera, que contienen hasta un 98 % de polioles oleoquímicos, del 1 al 7, 5 % de un diol de peso molecular bajo, con un índice de OH entre 400 y 2000, así como del 1 al 7, 5 % de un poliol pentafuncional, otros auxiliares y una resina, dichos adhesivos pueden reticularse con poliisocianatos.

En el documento EP 0794977 se describen adhesivos de PU de 2 componentes, formados por polioles, ácido silícico altamente dispersado, cargas de relleno y tamices moleculares, que reticulan por reacción con poliisocianatos. Como polioles se emplean dioles y trioles. Los adhesivos anteriores se destinan al pegado de madera y de metal, pero no se describe el pegado de sustratos de plástico, que presenten una gran estabilidad mecánica incluso cuando se someten a una temperatura considerable.

Es también conocido el pegado de sustratos de plástico reforzado con fibras de vidrio. Estos sustratos poseen una gran estabilidad mecánica, por ello es deseable que los plásticos en cuestión puedan absorber también las fuerzas correspondientes. Los ejemplos de estos pegados o uniones pegadas son el pegado de componentes reforzados con fibras para alas y otras partes de los aviones, el pegado de componentes reforzados con fibras para la industria de los botes o barcas o el pegado de componentes reforzados con fibras para la fabricación de aspas de molinos de viento para la producción de electricidad. Las exigencias mecánicas que deben cumplir los componentes pegados son elevadas. Tienen que absorber grandes fuerzas de tracción, los esfuerzos para absorber las vibraciones permanentes son grandes y conducen a la fatiga del material. También son grandes los factores atmosféricos, se tiene que asegurar la estabilidad frente a las grandes diferencias de temperatura, así como la constancia de propiedades cuando la humedad varía. Ya es conocido el pegado de estas piezas con adhesivos epoxi de 2 componentes. Tienen una resistencia mecánica suficiente, pero surgen varios inconvenientes durante su transformación o procesado. Se requieren por ejemplo temperaturas elevadas para la reticulación, para lograr una resistencia mecánica suficiente. Además, las superficies del sustrato tienen que prepararse de forma especial antes del pegado.

Los adhesivos del estado de la técnica tienen el inconveniente de que las uniones pegadas no tienen estabilidad mecánica suficiente en las diferentes condiciones de intemperie y temperatura. Además son poco adecuados para el pegado de grandes superficies, ya que el tiempo de transformación hasta la soldadura o pegado de los sustratos no es suficientemente largo. Por otro lado, los adhesivos no son apropiados para salvar de forma solvente y concluyente las faltas de planitud (irregularidades) de los sustratos a pegar.

Es, pues, objeto de la presente invención desarrollar un adhesivo que pegue entre sí sustratos de plástico sin tratamiento previo, que tenga un largo período de tiempo disponible para el procesado y asegure una unión pegada estable incluso de superficies no planas. Además, las capas de adhesivo reticulado tienen que ser insensibles a la humedad y a las diferentes temperaturas ambientales y mantener estables sus propiedades mecánicas.

La invención alcanza su objeto con un adhesivo de poliuretano de 2 componentes, que consta de un componente poliol que contiene del 2 al 30 % en peso de por lo menos un poliesterdiol de un peso molecular superior a 1000 g/mol, del 5 al 35 % en peso de por lo menos un poliol provisto de 3 a 14 grupos funcionales, del 5 al 35 % en peso de polioles hidrófobos, de una funcionalidad OH entre 2, 3 y 4, elegidos entre policarbonatopolioles, polibutadienopolioles o polioles oleoquímicos, así como del 2 al 65 % en peso de otros aditivos y auxiliares, la suma de dichos porcentajes debe totalizar el 100 %, así como un componente isocianato formado por poliisocianatos que tienen una proporción NCO/OH de 0, 9:1 a 1, 5:1, y el adhesivo reticulado tiene una Tg superior a 60ºC.

Otro objeto de la invención es la utilización de estos adhesivos de PU de 2 componentes para el pegado de plásticos reforzados con fibras, en especial de piezas reforzadas con fibras para la fabricación de aspas de instalaciones eólicas de generación de electricidad.

Como sustratos son apropiados los artículos moldeados ya conocidos de materiales mixtos reforzados con fibras, que poseen gran resistencia mecánica. Estas fibras pueden ser por ejemplo fibras de vidrio, fibras de carbono o fibras de aramida, que quedan aprisionadas u ocluidas dentro de una matriz de plástico. Estas fibras pueden incorporarse en forma de esteras (Matte) , tejidos, no tejidos o filamentos (rovings) . La matriz de plástico puede ser por ejemplo de poliésteres o de epóxidos, que por acción de un reticulante y/o endurecedor pueden reaccionar para formar un polímero termoendurecido. Los expertos ya conocen estos sustratos reforzados con fibras. Se emplean por ejemplo en la construcciones de aviones, barcos o botes y en otras piezas que deben soportar grandes esfuerzos mecánicos. Un campo especial de aplicación de estos sustratos pegados son las aspas de los rotores de molinos de viento para generación de electricidad. Los procesos de fabricación de estas piezas moldeadas también son conocidos.

Las aspas se fabrican por ejemplo por moldeo de piezas huecas y se reticulan. El molde suele estar partido en dos. La cara de la pieza que está en contacto con el moldeo se obtiene en general con una superficie lisa, lista para el uso, mientras que la cara opuesta puede y debe normalmente mecanizarse. En la posterior fabricación de las aspas se pegan entre sí dos o más sustratos de este tipo. La cara que se pega es en general la cara que ha estado en contacto con el molde. La superficie debe tener una configuración tal que las partes de sustrato a pegar presenten aproximadamente un encaje. La superficie prevista para el pegado pueden ser rugosa y de por sí no plana. Según la invención no es necesario el lijado ni el fresado para conseguir una forma que sea la imagen en el espejo de la pieza contraria a pegar. Cuando se emplean los adhesivos de la invención tampoco es necesario el tratamiento previo de las superficies a pegar. Es suficiente con la superficie esté libre de polvo y de grasa en el momento en el que se aplican el adhesivo, no es necesario aplicar imprimación alguna.

Una forma de trabajar ya conocida consiste en que las superficies de la cara exterior de las piezas se cubran con un tejido protector resistente al rasgado después de la fabricación de las piezas en el molde y antes de la reticulación. El tejido puede quitarse por completo inmediatamente antes del pegado posterior y de este modo se presenta la superficie adecuada. También es posible mecanizar estas superficies para dejarlas rugosas y para darles un buen encaje con la pieza opuesta correspondiente. Sobre las superficies de los sustratos preparadas de este modo y libres de partes sueltas y de polvo se puede aplicar seguidamente el adhesivo de la invención.

El adhesivo de PU de 2 componentes de la invención es líquido, pero en caso especiales puede tener también propiedades tixotrópicas. Consta de un componente poliol y un componente isocianato. Estos componentes se mezclan entre sí inmediatamente antes de la aplicación. El componente poliol ha de contener varios polioles polifuncionales. De este modo se asegura una reticulación suficiente para que resulte una unión pegada mecánicamente estable, incluso cuando se somete a condiciones... [Seguir leyendo]

1. Adhesivo de poliuretano de 2 componentes que consta de un componente poliol que contiene a) del 2 al 30 % en peso de por lo menos un poliesterdiol que tiene un peso molecular superior a 1000 g/mol;

b) del 5 al 35 % en peso de por lo menos un poliol que tiene de 3 a 14 grupos funcionales;

c) del 5 al 35 % en peso de polioles hidrófobos que tienen una funcionalidad OH entre 2, 3 y 4, elegido entre los policarbonatopolioles, polibutadienopolioles y polioles oleoquímicos;

d) del 2 al 65 % en peso de otros aditivos y auxiliares, la suma de todos los porcentajes debe totalidad el 100 %, así como un componente isocianato elegido entre poliisocianatos que tienen una proporción NCO/OH de 0, 9:1 a 1, 5:1, el adhesivo reticulado tiene una Tg superior a 50ºC.

2. Adhesivo de PU de 2 componentes según la reivindicación 1, caracterizado porque como poliol hidrófobo se emplea el aceite de ricino o un dímero de diol.

3. Adhesivo de PU de 2 componentes según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el poliesterdiol se basa en dioles alifáticos lineales, cicloalifáticos y/o ramificados de bajo peso molecular, y ácidos dicarboxílicos alifáticos, y tiene un peso molecular de hasta 15000 g/mol, en especial de 1500 a 8000 g/mol.

4. Adhesivo de PU de 2 componentes según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el poliol b) es un poliol que tiene de 3 a 9 grupos OH y se elige entre los alcoholes del azúcar, los polieterpolioles y los polioles que contienen grupos amino.

5. Adhesivo de PU de 2 componentes según una de las reivindicaciones de 1 a 3, caracterizado porque como aditivos forman parte de la composición resinas, en especial resinas que tienen uno o varios grupos OH.

6. Adhesivo de PU de 2 componentes según una de las reivindicaciones de 1 a 4, caracterizado porque se emplean poliisocianatos aromáticos.

7. Adhesivo de PU de 2 componentes según una de las reivindicaciones de 1 a 5, caracterizado porque el adhesivo no contiene disolventes, en especial tampoco contiene plastificantes.

8. Adhesivo de PU de 2 componentes según una de las reivindicaciones de 1 a 6, caracterizado porque el adhesivo reticulado tiene una Tg superior a 60ºC e inferior a 130ºC.

9. Adhesivo de PU de 2 componentes según la reivindicación 8, caracterizado porque el adhesivo reticulado tiene propiedades hidrófobas, de modo que después de la inmersión en agua la temperatura de transición vítrea Tg se desviará en menos del 20 % del valor inicial.

10. Adhesivo de PU de 2 componentes según una de las reivindicaciones de 1 a 9, caracterizado porque el adhesivo reticulado tiene una segunda Tg, que es inferior a la primera Tg.

11. Adhesivo de PU de 2 componentes según una de las reivindicaciones de 1 a 10, caracterizado porque después de la reticulación el adhesivo tiene un módulo E superior a 1000 MPa a una temperatura entre -10ºC y 70ºC.

12. Uso de un adhesivo de PU de 2 componentes según una de las reivindicaciones de 1 a 11 para pegar sustratos metálicos, de plástico o de espuma o materiales mixtos reforzados con fibras.

13. Uso según la reivindicación 12 para el pegado de piezas moldeadas basadas en fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras textiles, aprisionadas dentro de una matriz de poliéster o de poliepóxido.

14. Uso según la reivindicación 12 ó 13 para el pegado de piezas moldeadas que tienen una superficie irregular.