Adhesivo para palas de rotor para centrales energéticas eólicas.

Una composición de poliuretano de dos componentes que consiste en un componente (K1) de poliol y un componente (K2) de poliisocianato;

según la cual el componente (K1) de poliol comprende:

aceite de ricino (A0);

al menos un diol (A1) aromático alcoxilado y

al menos un poliol con 5 a 8 grupos (A2) hidroxilo,

y según la cual el componente (K2) de poliisocianato comprende al menos un poliisocianato (B1).

Adhesivo para palas de rotor para centrales energéticas eólicas Campo técnico

La invención se refiere al campo de los adhesivos de poliuretano de dos componentes, en particular a los adhesivos de poliuretano de dos componentes, estructurales, y en particular al campo de la adherencia de las palas de rotor para centrales energéticas eólicas.

Técnica anterior

Los adhesivos de poliuretano de dos componentes a base de polioles y polllsoclanatos se han usado ya durante mucho tiempo. Los adhesivos de poliuretano de dos componentes presentan la ventaja de que se curan rápidamente después de la mezcla Incluso a una temperatura normal no elevada ("curado en frío") y, por lo tanto, pueden absorber rápidamente altas fuerzas después de un tiempo breve aún. Sin embargo, para el uso como adhesivos estructurales se ponen altas exigencias en las resistencias y las fuerzas adhesivas de dichos adhesivos puesto que dichos adhesivos constituyen elementos de estructuras de soporte. Normalmente se consiguen altas resistencias mediante alta densidad de reticulación. Esto normalmente se consigue por elevación de la concentración de grupos funcionales y el uso de polioles o poliaminas funcionales superiores y polllsoclanatos funcionales superiores.

La patente internacional WO 26/849 A2 describe un adhesivo de poliuretano de dos componentes que se puede usar como un adhesivo estructural.

Sin embargo, en particular para la construcción de palas de rotor para centrales energéticas eólicas, donde semicarcasas de ala prefabricadas con una estructura de soporte y, además, que se deben adherir entre sí con un ajuste exacto, los adhesivos previos de poliuretano de dos componentes presentan el gran problema de que deben presentar un tiempo abierto prolongado para que el adhesivo se pueda aplicar sobre un gran área y que pueda tener lugar el procedimiento de unión de una forma escalonada en el tiempo. La presencia de elevada humedad conduce a una reacción secundaria aumentada de los grupos ¡soclanato en el componente isocianato con agua. Se consumen los grupos ¡soclanato adicionales que ya no están disponibles para la construcción de un poliuretano retlculado. Además, puede ocurrir una espumaclón del adhesivo debido al desarrollo de dióxido de carbono. Como consecuencia, en el caso de alta humedad se puede observar en fluctuaciones estacionales habituales o debido a particularidades climáticas en el sitio de tratamiento, por una parte que la reacción del adhesivo con la humedad, en particular el tiempo abierto del adhesivo, se reduce mucho y las propiedades mecánicas del adhesivo curado se deterioran bruscamente.

La patente internacional WO 29/874 A1 describe un adhesivo de poliuretano de dos componentes que es adecuado para la adhesión de partes fibrosas del molde y se distingue por la combinación de un polléster - dlol de alto peso molecular, polioles altamente funcionales, un poliol hidrófobo y otras sustancias auxiliares. Sin embargo, estos adhesivos presentan una alta rigidez con valores para el módulo E mayores que 2. MPa y sus propiedades mecánicas aún se podían mejorar en el sentido de una mejora de la viscosidad mecánica.

Presentación de la invención

La presente invención presenta, por lo tanto, el problema de preparar composiciones de poliuretano de dos componentes, disponibles, que por una parte presenten un largo tiempo abierto y después de aplicación sobre un sustrato y después de una larga exposición a un clima con alta humedad (por ej., 7% de humedad relativa) se puedan unir (adherir) y curar a polímeros con una alta resistencia mecánica Incluso después de 4 minutos, en particular también incluso después de 6 minutos y de esta manera se produzca un adhesivo estructural.

Ahora se encontró sorprendentemente que una composición de poliuretano de dos componentes según la reivindicación 1 es capaz de resolver este problema.

Resultó que estas composiciones son aptas de manera óptima debido a sus propiedades mecánicas para ser usadas como adhesivos estructurales para adherir partes del molde de gran área, en particular de semicarcasas de pala de rotor durante la construcción de centrales energéticas eólicas. En particular, resultó que los adhesivos según la invención alcanzan un equilibrio especialmente bueno entre resistencia a la tracción y deformación en la rotura así como módulo E en el sentido de un material modificado de una manera elástica, viscosa.

Otros aspectos de la invención forman el contenido de otras reivindicaciones independientes. Realizaciones preferidas especialmente de la invención forman el contenido de las reivindicaciones dependientes.

Maneras de llevar a cabo la invención

La presente invención se refiere a una composición de poliuretano de dos componentes que consiste en un componente (K1) de poliol y un componente (K2) de polllsocianato.

El componente (K1) de poliol comprende: aceite de ricino (A);

al menos un diol (A1) aromático alcoxilado y al menos un poliol con 5 a 8 grupos (A2) hidroxilo.

El componente (K2) de poliisocianato comprende al menos un poliisocianato (B1).

El prefijo "poli" en las denominaciones de sustancias tales como "poliol", poliisocianato", poliéter" o "poliamina" indica en el presente documento que la sustancia particular contiene formalmente más de uno de los grupos funcionales que se encuentran en su denominación por molécula.

El componente (K1) de poliol comprende aceite de ricino (A). El aceite de ricino es una materia prima que se vuelve a producir de manera natural y se obtiene de la semilla del arbusto de ricino (Ricinus communis, familia spurge). El aceite de ricino es básicamente un triglicérido. El ácido de aceite de ricino comprende grupos hidroxilo. Por consiguiente, el aceite de ricino es un poliol hidrófobo. El aceite de ricino se puede usar bruto o purificado. El uso de aceite de ricino con un contenido reducido en ácidos grasos libres (aceite de ricino bajo en AGL) se ha demostrado que es especialmente adecuado. El aceite de ricino se usa preferiblemente por el contenido en ácidos grasos libres menor que 5% en peso, en particular entre 1 y 4% en peso.

El uso de aceite de ricino como un producto natural que se vuelve a producir en productos industriales es ecológicamente extremadamente valioso y, por lo tanto, muy ventajoso.

Es ventajoso si la cantidad de aceite de ricino (A) en el componente (K1) de poliol está entre 5 y 3% en peso, en particular entre 1 y 25% en peso, preferiblemente entre 14 y 2% en peso.

El componente (K1) de poliol comprende al menos un diol (A1) aromático alcoxilado.

"Diol aromático" indica aquí y en lo que sigue un diol que comprende como unidad central al menos un núcleo aromático y dos grupos hidroxilo. También pueden estar presentes diversos núcleos aromáticos en el diol. Los grupos hidroxilo son preferiblemente grupos no fenólicos, es decir, no están dispuestos de manera ventajosa directamente en el núcleo aromático.

El núcleo aromático también se puede condensar y/o puede comprender un sustituyente heteroaromático y/u otros sustituyentes. En un núcleo heteroaromático están presentes heteroátomos que son parte del anillo o sistema de anillos aromático.

Ejemplos de dichos núcleos aromáticos son formas sustituidas de: benceno, naftaleno, antraceno, fenantraceno, imidazol, piridina, pirrol, pirimidina, pirazina, quinolina. Ejemplos de dioles con diversos núcleos aromáticos son dioles con la cadena principal básica de un bifenilo, terfenilo, 2,2-bipiridina, difenilmetano, 1,1-difeniletano o 2,2- difenilpropano.

Los dioles aromáticos que se ha demostrado que son especialmente adecuados que se producen a partir de fenol y a partir de formaldehído, acetaldehído o acetona o mezclas de ellos, en particular bisfenol A, bisfenol F o bisfenol A/F.

El diol (A1) aromático alcoxilado es preferiblemente un diol aromático etoxilado y/o propoxilado.

Dichos dioles alcoxilados presentan preferiblemente la estructura de la fórmula (I).

Aquí, el sustituyente R1 representa un grupo CH2, CH(CH3) o C(CFÍ3)2.

Los índices n, n, mym son valores tales que n+n+m+m = 1 a 2, en particular n+n+m+m = 1 a 8.

Además, los sustituyentes R2 y R3 de acuerdo con esto representan R2 = H y R3 = metilo o R2 = metilo y R3 = H.

Los segmentos a1 y a1 significan una unidad de oxipropileno (OP) y a2 y a2 una unidad de oxietileno (OE). Las líneas de puntos en la fórmula (I) muestran de manera esquemática que la secuencia de los segmentos de alquilenglicol a1, a1 y a2 y a2, que están conectados entre sí, es variable. Así, es posible una secuencia en bloques o

una alterna o una aleatoria de estas unidades de oxialqulleno.... [Seguir leyendo]

1. Una composición de poliuretano de dos componentes que consiste en un componente (K1) de poliol y un componente (K2) de poliisocianato;

según la cual el componente (K1) de poliol comprende:

aceite de ricino (A);

al menos un diol (A1) aromático alcoxilado y al menos un poliol con 5 a 8 grupos (A2) hidroxilo,

y según la cual el componente (K2) de poliisocianato comprende al menos un poliisocianato (B1).

2. La composición de poliuretano de dos componentes según la reivindicación 1, caracterizada porque el diol (A1) aromático alcoxilado es un diol aromático etoxilado y/o uno propoxilado.

3. La composición de poliuretano de dos componentes según la reivindicación 2, caracterizada por que el diol (A1) aromático alcoxilado presenta la fórmula (I):

en que R1 = CH2, CH(CH3) o C(CH3)2,

R2 = H y R3 = metilo o R2 = metilo y R3 = H y n+n+m+m = 1 a 2, en particular n+n+m+m = 1 a 8 y las líneas de puntos muestran que la secuencia de los segmentos de alquilenglicol a1, a1 y a2 y a2, que están conectados entre sí, es variable.

4. La composición de poliuretano de dos componentes según la reivindicación 3, caracterizada porque n=n=.

5. La composición de poliuretano de dos componentes según una de las reivindicaciones previas, caracterizada por que el poliol con 5 a 8 grupos (A2) hidroxilo es un poliéter poliol a base de un azúcar, en particular de sorbitol.

6. La composición de poliuretano de dos componentes según una de las reivindicaciones previas, caracterizada por que la composición de poliuretano de dos componentes contiene además al menos un triol (A3) alifático.

7. La composición de poliuretano de dos componentes según una de las reivindicaciones previas, caracterizada por que el triol (A3) alifático es un triol alifático alcoxilado, en particular con un peso molecular entre 5 y 1. g/mol.

8. La composición de poliuretano de dos componentes según una de las reivindicaciones previas, caracterizada por que el componente (K1) de poliol contiene además al menos una poliamina (PA) en una cantidad de ,5 a 5% en peso, preferiblemente 1,5 a 2,5% en peso.

9. La composición de poliuretano de dos componentes según una de las reivindicaciones previas, caracterizada por que el poliisocianato (B1) es un poliisocianato aromático.

1. La composición de poliuretano de dos componentes según una de las reivindicaciones previas, caracterizada por que el componente (K1) de poliol contiene:

-25% en peso de aceite de ricino (A),

8 - 15% en peso de diol (A1) aromático alcoxilado

1 - 1% en peso de poliol con 5 a 8 grupos (A2) hidroxilo,

- 25% en peso, preferiblemente 7 - 25% en peso de triol (A3) alifático.

11. Un método de adhesión que comprende las etapas:

- Mezclar el componente (K1) de poliol y el componente (K2) de poliisocianato de una composición de poliuretano de dos componentes según una de las reivindicaciones 1 a 1,

- Aplicar la composición de poliuretano de dos componentes mezclada sobre al menos una de las superficies del sustrato que se tienen que adherir,

- Unir dentro del tiempo abierto,

- Curar la composición de poliuretano.

12. El método según la reivindicación 11, caracterizado porque el sustrato que se tiene que adherir es un plástico, en particular un plástico reforzado con fibra.

13. El método según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado por que el sustrato que se tiene que adherir es una

parte del molde a base de fibras de vidrio y/o fibras de carbono en una matriz de poliéster o matriz de poliepóxido.

14. Un artículo adherido que se adhirió según un método según una de las reivindicaciones 11 a 13.

15. El uso de una composición de poliuretano de dos componentes según una de las reivindicaciones 1 a 1, como adhesivo, en particular como un adhesivo estructural.

16. El uso según la reivindicación 15, como un adhesivo para la construcción de palas de rotor para centrales

energéticas eólicas.