CN116802236A - 用于风力涡轮机叶片的腻子组合物 - Google Patents

用于风力涡轮机叶片的腻子组合物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于风力涡轮机叶片的腻子组合物。本发明还涉及基材、优选涂覆有本发明的腻子组合物的风力叶片，以及用于将腻子组合物施加至风力叶片的方法。该腻子组合物包含a)基础组合物，该基础组合物包含i)一种或多种氨基官能树脂，该一种或多种氨基官能树脂包含一种或多种聚天冬氨酸酯和/或一种或多种聚醚天冬氨酸酯，和ii)一种或多种羟基官能树脂，该一种或多种羟基官能树脂包含一种或多种羟基官能聚合物和/或一种或多种基于蓖麻油的多元醇；以及b)固化剂，该固化剂包含一种或多种多异氰酸酯；其中，相对于1份(重量)的该一种或多种氨基官能树脂i)，该一种或多种羟基官能树脂ii)是1‑10份(重量)，比如相对于1份(重量)的该一种或多种氨基官能树脂i)的1‑9份、比如1.5‑9份、比如2‑9份，或1‑8份、比如1.5‑8份、比如2‑8份，或1‑7份、比如1.5‑7份、比如2‑7份，或1‑6份、比如1.5‑6份、比如2‑6份，或1‑5份、优选1.5‑5份、比如2‑5份，或1‑4份、比如1.5‑4份、比如2‑4份，或1‑3份、比如1.5‑3份、比如2‑3份(重量)。本发明还涉及一种基材，该基材在外表面的至少一部分上具有由本发明的腻子组合物获得的腻子层；和用于将本发明的腻子组合物施加至基材的方法；以及本发明的腻子组合物用于施加至基材、优选用于施加至风力叶片的用途。

Description

用于风力涡轮机叶片的腻子组合物
技术领域
本发明涉及一种适合于施加在比如风力涡轮机叶片等基材上的腻子组合物。本发明还涉及一种基材，该基材在外表面的至少一部分上具有由本发明的腻子组合物获得的腻子层，并且涉及一种用于将本发明的腻子组合物施加至基材的方法。
背景技术
近年来，风能已经成为电力生产的重要来源，并且对于减少CO2排放有显著贡献。风力发电是利用通过风力涡轮机的气流来提供机械动力从而使发电机转动。
风力涡轮机典型地具有带有三个叶片、附接到在高的管状塔架的顶部上的机舱的逆风转子。风力涡轮机叶片、或“风力叶片”通常被设计为维持约20至25年。这些叶片经常暴露于恶劣天气，并且被理想地设计成以最少的失效忍耐温度极限、风切变、降水、和/或其他环境危害。尤其是在叶片的前缘上经常观察到由于侵蚀导致的涂层失效。雨、冰雹、冰、UV、吸水、以及其他天气条件侵蚀叶片的前缘。这影响叶片的空气动力并且可能造成严重的损坏。
通常，风力涡轮机叶片涂覆有包括底漆和防侵蚀顶涂层的多层体系，并且在前缘上补充有适当的前缘保护性涂层以进一步防侵蚀。
在涂层下面，通常使用腻子组合物(putty composition)来平整或覆盖风力叶片表面不规则处或包括裂缝和凹陷的部分。例如，这些可以是风力叶片的在施工期间各种单个部件在其中连接的区段。腻子组合物还可以用于覆盖风力叶片的已经被损坏(例如被侵蚀)的区段。此类区段还显示出表面不平整和不规则，这使得它们对进一步的侵蚀敏感。风力叶片表面的包括边缘、角部或凹陷的区段为侵蚀力提供了攻击点，并因此对侵蚀非常敏感。腻子组合物必须提供可以适当地用涂料体系外涂覆的光滑且均匀的表面。为了获得光滑表面，在外涂覆之前，必须打磨固化的腻子层。快速的固化时间是令人期望的，因为它将减少从施加到打磨的时间。同时，重要的是使固化的腻子层保持适当的强度和柔韧性。
用于风力叶片的聚氨酯腻子组合物是本领域已知的。WO 2017/207521和WO 2017/207523二者都披露了用于风力叶片的双组分聚氨酯腻子，其包括基础组合物中的多元醇和包含多异氰酸酯的固化剂的混合物。
CN 102250505中已经披露了用于风力叶片修复的聚脲腻子组合物，其包含30-50％用多异氰酸酯混合物固化的聚天冬氨酸酯胺。
发明内容
本发明提供了适合于风力叶片的腻子组合物，该腻子组合物提供了硬度的快速发展，并因此允许在施加之后的一段短的时间内进行机械打磨。因此，本发明涉及一种腻子组合物，该腻子组合物包含a)基础组合物，该基础组合物包含：
i)一种或多种氨基官能树脂，该一种或多种氨基官能树脂包含一种或多种聚天冬氨酸酯和/或一种或多聚醚天冬氨酸酯，和
ii)一种或多种羟基官能树脂，该一种或多种羟基官能树脂包含一种或多种羟基官能聚合物和/或一种或多种基于蓖麻油的多元醇；
并且
其中，
相对于1份(重量)的该一种或多种氨基官能树脂i)，该一种或多种羟基官能树脂ii)是1-10份(重量)，比如相对于1份(重量)的该一种或多种氨基官能树脂i)的1-9份、比如1.5-9份、比如2-9份，或1-8份、比如1.5-8份、比如2-8份，或1-7份、比如1.5-7份、比如2-7份，或1-6份、比如1.5-6份、比如2-6份，或1-5份、优选1.5-5份、比如2-5份，或1-4份、比如1.5-4份、比如2-4份，或1-3份、比如1.5-3份、比如2-3份(重量)。
在一个实施方案中，本发明涉及根据本发明的腻子组合物用于施加在基材的外表面上的用途。
在一个实施方案中，本发明涉及一套零件，该套零件包括：
A)包含a)基础组合物的第一容器，该基础组合物包含：
i)一种或多种氨基官能树脂，该一种或多种氨基官能树脂包含一种或多种聚天冬氨酸酯和/或一种或多聚醚天冬氨酸酯，和
ii)一种或多种羟基官能树脂，该一种或多种羟基官能树脂包含一种或多种羟基官能聚合物和/或一种或多种基于蓖麻油的多元醇；
和
B)包含b)固化剂的第二容器，该固化剂包含一种或多种多异氰酸酯。
在一个实施方案中，本发明涉及比如风力叶片等基材，该基材在其外表面的至少一部分上具有由根据本发明的腻子组合物获得的腻子层。
附图
图1和图2说明了由示例性组合物随时间推移获得的硬度。X轴：时间(h)，Y轴：硬度(肖氏A级和D级)。制备每种示例性组合物的6mm层，并根据ASTM D2240用硬度计测量随时间推移的硬度。虚线对应于实验数据的最佳拟合回归曲线(当可以拟合时)。在5小时和24小时的时间段内描绘硬度。
图1硬度结果。Y轴：硬度(肖氏A)，X轴：时间(小时)。
图1A：用Setathane D 1145制备的样品；图1B：用Setathane D1150制备的样品；
图1C：用2043制备的样品。
图2硬度结果。Y轴：硬度(肖氏D)，X轴：时间(小时)。
图2A：用Setathane D 1145制备的样品；图2B：用Setathane D1150制备的样品；
图2C：用2043制备的样品。
具体实施方式
本发明涉及用于风力涡轮机叶片的腻子组合物。腻子组合物包含基于氨基官能树脂和羟基官能树脂的组合的粘合剂体系，该氨基官能树脂包含聚天冬氨酸酯和/或聚醚天冬氨酸酯；该羟基官能树脂包含一种或多种羟基官能聚合物和/或一种或多种基于蓖麻油的多元醇。诸位发明人已经发现，通过具有这种组合可以获得快速硬度，这减少了打磨腻子表面所需的时间。与常规聚氨酯配制剂相比，腻子随时间推移产生优越的硬度。
因此，本发明涉及一种腻子组合物，其包含：a)基础组合物，该基础组合物包含i)一种或多种氨基官能树脂(该一种或多种氨基官能树脂包含一种或多种聚天冬氨酸酯或一种或多种聚醚天冬氨酸酯或其混合物)，和ii)一种或多种羟基官能树脂；和b)固化剂，该固化剂包含一种或多种多异氰酸酯。
诸位发明人发现，当将腻子层施加在基材上时，腻子层的硬度发展的时间可以通过调节i)和ii)之间的重量比来调控。因此，在优选实施方案中，相对于1份(重量)的该一种或多种氨基官能树脂i)，该一种或多种羟基官能树脂ii)是1-10份(重量)，比如相对于1份(重量)的该一种或多种氨基官能树脂i)的1-9份、比如1.5-9份、比如2-9份，或1-8份、比如1.5-8份、比如2-8份，或1-7份、比如1.5-7份、比如2-7份，或1-6份、比如1.5-6份、比如2-6份，或1-5份、最优选1.5-5份、比如2-5份，或1-4份、比如1.5-4份、比如2-4份，或1-3份、比如1.5-3份、比如2-3份(重量)。将聚天冬氨酸酯作为唯一的粘合剂并不能提供成功的腻子组合物，因为尽管表面看起来坚硬得足以打磨，但该材料保持软的内芯。
如在本发明中使用的术语“腻子组合物”是指足够致密或足够粘以在用抹刀或腻子刀施加时填充物品表面中的缺陷的组合物。当术语“腻子”(没有“组合物”)或“腻子层”在本上下文中使用时，它通常是指在基材表面上施加之后的腻子。腻子组合物的粘度显著高于常规涂料组合物(例如底漆、顶涂层组合物和前缘保护性涂料组合物)的粘度。已经对示例性组合物的部分a)和部分b)测量了粘度，典型地，关于部分a)的粘度典型地在500,000-2,500,000cP的范围内，比如在范围内优选在800,000-2,000,000cP的范围内，并且关于部分b)的粘度在500-5,000cP的范围内，优选在700-3000cP的范围内。在一个优选实施方案中，根据本发明的腻子组合物具有使其适合于用抹刀或腻子刀施加到表面上以填充基材表面上的间隙和不规则处的粘度。此外，腻子应具有使其适合于施加在例如4至7mm的单层中的抗下垂性(sag resistance)。根据本发明的腻子组合物无法通过已知用于涂料组合物的常规施加方法比如通过刷、辊或无气喷涂等进行施加。
本发明的腻子组合物可以施加至各种基材。基材可以由比如金属或塑料等单一材料制成，或者它可以由各种材料构成。在一个优选实施方案中，基材是比如基于环氧树脂的塑料基材等的纤维增强塑料基材。用于增强的合适纤维是玻璃纤维，芳族聚酰胺纤维和/或碳纤维，或比如***或剑麻等的天然纤维。基材例如可以是风力涡轮机叶片或游艇的船体和上部结构。优选的基材是风力涡轮机叶片。腻子组合物优选施加至基材的不平坦或包括间隙和凹陷的区域。此类区域可能在施工过程中例如通过连接不同的单个部件而出现。此类区域也可能通过侵蚀引起的对基材的损坏而出现。优选地，将腻子组合物直接施加到基材的表面上。因此，腻子与基材直接接触；因此，在基材和腻子之间不施加另外的涂层。可以在固化的腻子的顶部上施加一个或多个另外的涂层(包括例如底漆、顶涂层和耐侵蚀的前缘保护性涂层)以产生多涂层涂料体系。
粘合剂体系
本发明中的粘合剂体系包含两个反应性部分i)和ii)，它们分别含有NH和OH反应性基团。此外，将比如叔胺等催化剂或比如二月桂酸二丁基锡等酸性催化剂包括在内以使交联反应活化。相对于ii)调节催化剂的量以适当地控制固化过程。
i)和ii)与多异氰酸酯之间的反应具有不同的反应速率。这两种反应速率之间的比率可以用催化剂的量来调节。
OH基团与多异氰酸酯之间发生的反应产生尿烷键。NH基团与多异氰酸酯之间的反应产生脲键。最终产物是在其化学结构中含有脲和尿烷基团的组合的杂化聚合物。
这种杂化聚合物的优点是以催化反应为主的快速交联过程，并且通过NH基团和异氰酸酯的反应提高硬度。脲键形成更硬的材料，并因此材料的表面比常规聚氨酯体系硬化得更快，从而允许在一段短的时间之后对其进行打磨。另一方面，当粘合剂仅由聚天冬氨酸酯组成时，获得了硬的表面，然而内芯保持软，这使得腻子不适合进行打磨。
基础组合物
基础组合物a)包含一种或多种氨基官能树脂(该一种或多种氨基官能树脂包含一种或多种聚天冬氨酸酯和/或一种或多种聚醚天冬氨酸酯)；与一种或多种羟基官能树脂(该一种或多种羟基官能树脂包含一种或多种羟基官能聚合物和/或一种或多种基于蓖麻油的多元醇)的组合。
羟基官能树脂
在一个实施方案中，羟基官能树脂包含选自以下的一种或多种羟基官能聚合物：例如羟基官能聚酯、羟基官能聚碳酸酯和羟基官能丙烯酸聚合物、及其混合物。所述羟基官能聚合物包含至少两个羟基官能团。
羟基官能聚酯是在其主链中含有酯官能团的聚合物。聚酯通常由双官能醇和二元羧酸(或衍生物)产生或由内酯产生。然后发生聚酯化反应。例如，聚酯二醇是通过二醇引发剂使杂环的环(己内酯单体)开环而产生的。聚酯需要通过合适的外部交联剂进行固化，以获得令人期望的机械特性以及耐久性和耐化学性。羟基官能聚酯在其结构中含有反应性羟基(OH)，该羟基与异氰酸酯基(NCO)反应以产生聚氨酯键。在一个实施方案中，所述羟基官能聚酯包含衍生自己内酯单体的聚酯二醇，比如来自***合众国的英杰维特公司(Ingevity，United States of A merica)的2043和来自德国路德维希港的巴斯夫公司(BASF Ludwigshafen，Germany)的/>1006。
羟基官能聚碳酸酯是在其化学结构中含有碳酸酯基团的聚合物的组。在一个实施方案中，所述聚碳酸酯包括聚碳酸酯二醇，其为可通过碳酸与多元醇反应形成的酯化产物。在实际实践中，众所周知，碳酸酯结构是在常见反应条件下通过光气或碳酸二酯引入的。与二醇(例如与3-甲基-1,5-戊二醇或1,6-己二醇)反应，然后得到聚碳酸酯二醇。当然，除了连接起始组分的碳酸酯官能团之外，取决于所用起始化合物的性质和量，此类聚碳酸酯二醇还可以按比例包含比如酯基或醚基等另外的官能团，。聚碳酸酯二醇优选为直链聚碳酸酯二醇。羟基优选在末端，换言之，布置在优选直链聚碳酸酯二醇(羟基封端的聚碳酸酯二醇)的两端。最优选地，该化合物是脂肪族聚碳酸酯二醇，例如来自德国勒沃库森的科思创德国股份有限公司(Covestro Deutschland AG,Le verkusen,Ge rmany)的Desmophen C系列产品(portfolio)。
羟基官能丙烯酸聚合物可以使用一种或多种官能的(甲基)丙烯酸酯单体制备，其产生官能化的丙烯酸树脂，该官能化的丙烯酸树脂可以使用比如多异氰酸酯等适当的交联剂通过其侧接官能团进行交联。高固体丙烯酸树脂是通过使用更高量的官能单体(与常规热固性丙烯酸树脂相比)来制备的，并且在溶液聚合期间通过使用较高的引发剂浓度来降低分子量。实例是来自德国路德维希港的巴斯夫公司的JONCRYL 948、来自阿科玛公司(Arkema)的Sinocure 9237和来自湛新公司(Allnex)的Setalux 1118。
在一个优选实施方案中，所述羟基官能树脂包含一种或多种基于蓖麻油的多元醇。蓖麻油是含有各种经甘油酯化的甘油三酯的天然产物。蓖麻油酸构成脂肪酸的主要部分，其具有基于脂肪酸的总量大于80wt％的典型浓度。基于蓖麻油的多元醇是本领域技术人员已知的应用于聚氨酯涂料中的生物基多元醇。可用于本发明内的可商购的基于蓖麻油的多元醇的实例包括来自荷兰湛新公司(Allnex,Netherlands B.V.)的D1145和/>D1150；来自丹麦奥尔堡(/>Denmark)的Nivapol公司的/>Polem A1140和来自美国嘉吉公司(Cargill United States)的Agrol StarTM。
羟基官能树脂可以包含羟基官能聚合物和基于蓖麻油的多元醇的混合物。
羟基官能树脂优选具有在800至50的范围内、优选从400至150mg KOH/g、最优选从270至180mg KOH/g的羟基值。羟基值是根据DIN EN ISO 15880确定的。
氨基官能树脂
氨基官能树脂包含一种或多种聚天冬氨酸酯和/或一种或多种聚醚天冬氨酸酯，优选聚天冬氨酸酯。
聚天冬氨酸酯
聚天冬氨酸酯是具有仲氨基，更特别地具有两个仲氨基的多胺。聚天冬氨酸酯是可商购的，并且可以通过本领域技术人员熟悉的制备方法获得。通常通过迈克尔反应使多胺与马来酸二烷基酯反应。在本发明的上下文中，多胺优选包含脂肪族直链或支链的亚烷基和/或亚环烷基残基。
在本发明的上下文中，术语“聚天冬氨酸酯”包括根据下式(I)的脂肪族聚天冬氨酯，其中X是脂肪族直链或支链的亚烷基和/或亚环烷基残基。
其中每个R表示直链或支链的C1-C10烷基残基，比如直链或支链的C1-C6烷基残基，比如甲基、乙基、丙基或丁基残基，优选乙基残基；并且X是典型地具有6至24个碳原子、优选6至16个碳原子的直链或支链的二价亚烷基和/或亚环烷基残基。聚天冬氨酸酯的典型实例包括以商品名Desmophen NH 1220、Desmophen NH 1420、Desmophen NH 1423、Desmophen1520、和Desmophen NH 1521出售的物质(从德国勒沃库森的科思创德国股份有限公司可商购)。
聚醚天冬氨酸酯
术语“聚醚天冬氨酸酯”指示具有式(I)的化合物，其中X是聚醚，其在本文中典型地指示以下聚合物：在该聚合物中，重复单元含有通过氧原子连接的一个或多个碳原子的烷基残基，比如通过氧原子连接的在两个至六个之间的碳原子的烷基残基，比如通过氧原子连接的两个碳原子的烷基残基。所述碳原子中的一个或多个可以被小的烷基比如甲基、乙基或丙基、优选甲基取代。可用于生产聚醚天冬氨酸酯的典型的聚醚胺包括从亨斯迈公司(Huntsman Corporation)可商购的Jeffamine聚醚胺。根据本发明的优选的聚醚天冬氨酸酯由式(I)表示，其中或X是具有以下结构的具有重复单元的聚醚残基
其中m是典型地在2至35的范围内，比如在2至10的范围内，比如在2至6的范围内，比如在2至4的范围内。可商购的聚醚天冬氨酸酯是来自德国勒沃库森的科思创德国股份有限公司的Desmophen NH 2850XP。
基于本发明的腻子组合物的总重量，包含一种或多种聚天冬氨酸酯和/或一种或多种聚醚天冬氨酸酯的氨基官能树脂的量优选处于从3至22wt％、更优选5至15wt％的范围内。
根据本发明的聚天冬氨酸酯和聚醚天冬氨酸酯优选具有100至300mg KOH/g、优选190至250mg KOH/g的胺值。胺值是根据DIN EN ISO 15880确定的。
固化剂
本发明的腻子组合物进一步包含固化剂，该固化剂包含一种或多种多异氰酸酯。在本文中，“多异氰酸酯”是指在单个分子中具有两个或更多个反应性异氰酸酯基(-NCO)的任何有机化合物，比如二异氰酸酯、三异氰酸酯、四异氰酸酯等，以及其混合物。可以有效地使用环状和/或直链的多异氰酸酯分子。通过相应多异氰酸酯的异氰酸酯含量以及数均分子量可很容易确定每个分子中的异氰酸酯基的数目。异氰酸酯含量可以例如根据DIN ENISO 11909通过相应样品与过量二丁胺反应并以溴酚蓝为指示剂用盐酸对超过的量进行反滴定来确定。
根据本发明的多异氰酸酯的实例是本身已知的化合物，优选脂肪族多异氰酸酯，特别提及的是二异氰酸酯及其二聚体和三聚体，比如脲二酮和异氰脲酸酯。实例包括六亚甲基-1,6-二异氰酸酯(也称为六亚甲基二异氰酸酯或HDI)、八亚甲基二异氰酸酯、十亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、十四亚甲基二异氰酸酯、三甲基己烷二异氰酸酯、四甲基己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2-异氰酸基丙基环己基异氰酸酯、二环己基甲烷2,4’-二异氰酸酯、二环己基甲烷4,4’-二异氰酸酯、1,4-或1,3-双(异氰酸基-甲基)环己烷、1,4-或1,3-或1,2-二异氰酸基-环己烷、以及2,4-或2,6-二异氰酸基-1-甲基-环己烷的衍生物，及其混合物。最优选的是六亚甲基二异氰酸酯(HDI)。
并且，可以使用脂肪族多异氰酸酯的反应产物或预聚物。特别提及所述多异氰酸酯的缩二脲、脲基甲酸酯(allophohanate)、脲二酮和异氰脲酸酯。这里优选使用所述多异氰酸酯的二聚体和/或三聚体，优选六亚甲基二异氰酸酯的二聚体和/或三聚体。特别地，上述多异氰酸酯的脲二酮和异氰脲酸酯本身是已知的，并且还可商购。
异氰脲酸酯可以由各种异氰酸酯中的任一种在比如甲酸钠、乙酸钾、叔胺或三苯膦等特定催化剂的存在下进行制备。异氰脲酸酯环体系构成了由三个异氰酸酯基组成的三聚体，这三个异氰酸酯基在每种情况下非常稳定，甚至在例如超过100℃的高温下保持其完整性。这三个异氰酸酯基中的每一个都源自所使用的相应异氰酸酯的三个不同的分子；换言之，形成了三聚体结构。如果使用多异氰酸酯(实例为如HDI等二异氰酸酯)，则有可能发生中间交联，并且因此多个异氰脲酸酯环可以彼此连接。已知还有可能在制备异氰脲酸酯期间添加一定分数的桥接二醇(例如像己二醇)以便改进例如其反应性，并且以这种方式，多个异氰脲酸酯环体系彼此连接。类似地，由两个异氰酸酯基组成的脲二酮可以通过类似的催化反应制备。
优选的多异氰酸酯是不含溶剂且基本上不含异氰酸酯单体的，即含有如根据DINEN ISO 10 283测量的小于0.5％、并且更优选小于0.3％的异氰酸酯单体。
当多异氰酸酯被用作固化剂时，将官能度定义为每个分子中存在的异氰酸酯基的数目。出于实际目的，由于在商业化产品中存在各种相关类型的多异氰酸酯分子，异氰酸酯基的数目以平均值提供。表述“平均官能度”是指两种或更多种多异氰酸酯的组合的官能度。“平均官能度”用反应性(异氰酸酯基)的总数目除以多异氰酸酯分子的总数目来计算。典型地，较低的官能度产生较少的交联从而产生更柔韧、更软的产品，并且较高的官能度产生更多的交联从而产生更稠更硬的产品。在一个优选实施方案中，在本发明的组合物中使用的多异氰酸酯的平均官能度是在2-4的范围内，比如在2-3.5的范围内或在3-4或2-3的范围内。
本发明中施加的一种或多种多异氰酸酯优选具有按重量计在10-25％的范围内、比如在15-25％的范围内、比如在约20-24％或20-23％的范围内的NCO含量。
本发明中可用的可商购的多异氰酸酯的实例包括Desmodur N 3 200、Desmodur N3600、Desmodur N 3900、Desmodur XP 2860；其都从德国勒沃库森的科思创德国股份有限公司可获得；以及来自巴斯夫公司的Basonat HA 1000、Basonat HA 2000、Basonat HI2000和Basonat HA 3000。
要包含于固化剂中的一种或多种多异氰酸酯可以基于令人期望的腻子组合物的特性(比如优选的腻子组合物的粘度以及干燥腻子的硬度)进行选择。术语“一种或多种多异氰酸酯”指示可以使用的多异氰酸酯的共混物。
固化剂组分中的异氰酸酯基的总数目与基础组合物中的羟基和胺基的总数目典型地是在80:100至160:100、比如90:100至125:100、比如95:100至120:100的范围内，优选在100:100至120:100、比如100:100至110:100、或105:100至110:100的范围内。优选地，异氰酸酯基的数目超过了氨基的数目，优选地仅较小的过量，以有助于胺基完全反应。
催化剂
在一个优选实施方案中，施加催化剂以加速ii)中的反应性羟基与b)中的异氰酸酯基之间的反应。此类催化剂可以选自亲电化合物(路易斯酸)和亲核化合物(路易斯碱)。用作路易斯酸的催化剂是元素周期表副族的金属的有机盐。优选的催化剂是锡、锌、锆和铋的盐。在路易斯碱中，建议的化合物是叔胺，比如三乙二胺(DABCO＝二氮杂双环辛烷)。催化剂的使用可能缩短腻子组合物的罐藏期(pot-life)。因此，最佳的催化剂是当仅少量添加时加速交联反应的反应性的那些。应避免过度使用催化剂，因为耐候性和热稳定性可能劣化。催化剂的量通常基于羟基官能树脂ii)的量和羟基含量来调节。优选地，基于基础组合物a)的总重量，催化剂以约0.02至1.00wt％、比如0.02至0.5wt％、比如0.05至0.5或0.05至0.3或0.02至0.3wt％的量存在。在混合a)和b)之前将催化剂引入组合物a)中。
另外的组分
腻子组合物通常包含比如填料、颜料和添加剂等另外的组分。
填料和颜料的实例为碳酸钙、白云石、滑石粉、云母、硫酸钡、高岭土、二氧化硅、二氧化钛、红色氧化铁、黄色氧化铁、黑色氧化铁、炭黑、酞菁蓝和酞菁绿。除下述空心微球以外的一种或多种填料和一种或多种颜料的总量优选是按腻子组合物的重量计在5-65％之间、比如在5-60％之间、比如在5-50％之间、优选在10-50％之间的一种或多种填料和一种或多种颜料。
为了降低腻子的重量，可以添加空心微球。这些优选存在于腻子组合物的基础组合物中。空心微球是所谓的轻量填料，不应与上述填料混淆。这些球通常填充有比如空气、氮气和/或二氧化碳等气体，或正烷烃、异烷烃和/或新烷烃。空心微球可以具有无机或有机球壳。无机空心微球包括玻璃、硅酸盐、二氧化硅和陶瓷微球。有机微球包括聚合物微球，比如基于苯乙烯和/或基于聚(甲基)丙烯酸酯的塑性体，基于丙烯腈的聚合物比如聚丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物或聚丙烯腈聚合物。合适的空心微球例如以商品名Expansel DE(来自诺力昂公司(Nouryon))、3M Glass Bubbles(来自3M公司)或Dualite E(来自汉高公司(Henkel))可商购。优选地，空心微球是无机空心微球。空心微球的粒径(D50值，基于体积)通常在30至65微米的范围内、优选在35至60微米的范围(根据ISO 13320:2009-10通过激光衍射确定)。基于腻子组合物的总重量，在腻子组合物中的空心微球的量优选在0.5至15wt％的范围内、比如在5-15wt％的范围内、比如在8至12wt％的范围内。空心微球的使用导致腻子密度的降低。
添加剂的实例为稀释剂、润湿剂、流平剂和分散剂；比如硅油等消泡剂；针对水分的稳定剂(水清除剂)，比如取代的异氰酸酯、取代的硅烷、原甲酸三烷基酯和合成沸石；改性氢化油和气相二氧化硅；以及流变改性剂(有时称为触变剂或防流挂剂)，其通常被添加以调节腻子的粘度。
此外，基础组合物和固化剂可以补充有一种或多种溶剂。合适的溶剂的优选实例为有机溶剂，比如甲苯、二甲苯和石脑油溶剂；酮，比如甲基乙基酮、甲基异丁基酮、二丙酮醇和环己酮；酯，比如乙酸甲氧基丙酯、乙酸正丁酯和乙酸2-乙氧乙酯；及其混合物。然而，关于所要求保护的腻子组合物，溶剂通常与包含无关。因此，本发明的腻子组合物通常以无溶剂形式制备，并以此提供良好的环境特征。因此，任何溶剂，如果存在的话，优选是总腻子组合物的按重量计小于5％、比如小于2.5％、比如小于1％。最优选地，腻子组合物基本上不含任何溶剂，这意味着一种或多种有机溶剂尚未明确地作为腻子组合物中的组分包含在内。如果有的话，则腻子组合物中仅存在少量的一种或多种有机溶剂，这是作为使用例如某些添加剂的结果，这些添加剂可以任选地以有机溶剂中的溶液在商业上获得。如果包含溶剂，则溶剂将是有限量的，从而允许有助于用抹刀或腻子刀的最佳施加特性的粘度。
本发明的腻子组合物的制备
腻子组合物可以由可商购的组分进行制备。基础组合物和固化剂通常还可以包含一种或多种其他成分，如以上填料和颜料和添加剂(例如增稠剂、润湿剂、分散剂、流变改性剂和消泡剂)。优选地，腻子还包含空心玻璃球。
优选地，基础组合物a)在两个或三个步骤中制备。在第一步骤中，制备水清除剂、增稠剂、颜料和其他添加剂的分散体，作为被称为漆浆的粘合剂体系的一部分。在第二步骤中，将漆浆与其余的粘合剂组分(包括羟基官能树脂和氨基官能树脂)和催化剂共混，以获得不包含任选的空心微球的最终基础组合物a)。第三任选步骤包括以低混合速度添加空心微球。
腻子组合物可以通过涂料生产领域内常用的适合的技术来制备。可以通过混合两种或更多种组分、例如两种预混合物(其中一种预混合物包含基础组合物a)并且一种预混合物包含固化剂b))来制备腻子组合物。在混合之前，可以对预混合物中的一者或两者都进行预处理以满足特定的温度要求。应当理解，当提及腻子组合物时，它是其中a)和b)已经混合的最终混合的腻子组合物。
基础组合物a)和固化剂b)的混合允许基础组合物中的(分别为多元醇和聚天冬氨酸酯胺的)羟基和氨基与固化剂中的多异氰酸酯的异氰酸酯基之间的化学反应。因此，必须仔细控制反应性组分之间的混合比以便于获得具有令人期望的物理特性的腻子组合物。包含催化剂以活化交联反应。相对于ii)调节催化剂的量以适当地控制固化过程。
基础组合物a)和固化剂b)的混合比通常定义为基础组合物与固化剂之间的体积比或重量比。在本发明的上下文中，基础组合物与固化剂之间的体积混合比通常是在1:1与5:1之间、优选在2:1与4:1之间、比如约3:1。对混合比进行优化以获得腻子组合物的令人期望的特性将在技术人员的能力范围内。通常，将调节a)与b)的混合比，以允许羟基和氨基官能团相对于异氰酸酯基的最佳化学计量比。
本发明的腻子组合物的施加
腻子组合物的施加可以通过标准的施加方法比如通过抹刀或腻子刀来完成。
通常，本发明的腻子组合物直接施加在基材上，而在基材与腻子组合物之间没有中间涂层。优选地，腻子组合物以一个或多个层施加，并且腻子组合物的总厚度是在0.1-10mm之间、比如0.5-10mm、比如1-10mm、比如在1.5-8mm之间、最优选在2-7mm之间。
还优选地，其上施加有腻子组合物的风力涡轮机叶片的外表面的部分至少包括风力叶片的主要部分，但是通常风力涡轮机叶片的整个表面都可以涂覆腻子组合物。
因此，本发明还提供了将本发明的腻子组合物施加在比如风力叶片等基材的外表面上的方法，所述方法包括将如本文定义的腻子组合物施加到所述风力叶片的表面的至少一部分上；并使腻子组合物干燥以获得适合于打磨的硬度。
将腻子组合物施加到风力叶片之后，使该组合物在受控的环境温度和湿度下干燥。优选使腻子组合物在不超过40℃的温度下、特别是在10-35℃的范围内的温度下、比如在15-30℃的范围内的温度下干燥。在本发明的上下文中，从在表面上施加腻子直到腻子已经获得使其适合于打磨的硬度的时间(也称为“到打磨的时间(time to sand)”)通常是在30分钟至4小时之间、比如在30分钟至2-3小时之间、优选在约30分钟至2小时之间。已经观察到在硬度随时间推移的增加(比如这里使用肖氏A或肖氏D硬度计确定的表面硬度)与到打磨的时间之间存在相关性。已经确定，当腻子达到确定的硬度值时，表面适合于打磨。对于最佳打磨条件，当根据ASTM D2240测量时，硬度应优选高于70、更优选高于75肖氏A、最优选高于80肖氏A、并且高于15、更优选高于20肖氏D。在基础组合物中仅使用聚天冬氨酸酯或聚醚天冬氨酸酯没有提供适合于风力叶片并且在30分钟至4小时后准备好进行打磨的腻子。诸位发明人已经观察到，腻子表面正在快速硬化，形成一种壳，而外部腻子表面和基材之间的组合物仍然是软材料。
打磨之后，腻子可以用底漆、和/或顶涂层和/或前缘保护性涂料进行外涂覆；也可以施加孔隙填料。
本发明的实施方案
在下文中披露了本发明的实施方案。应当理解的是，本文提及的本发明的各个方面、实施方案、实施方式和特征可以单独地或以任何组合要求保护。
在一个方面，本发明涉及一种腻子组合物，该腻子组合物包含：
a)基础组合物，该基础组合物包含
i)一种或多种氨基官能树脂，该一种或多种氨基官能树脂包含一种或多种聚天冬氨酸酯和/或一种或多聚醚天冬氨酸酯，和
ii)一种或多种羟基官能树脂，该一种或多种羟基官能树脂包含一种或多种羟基官能聚合物和/或一种或多种基于蓖麻油的多元醇；
和
b)固化剂，该固化剂包含一种或多种多异氰酸酯。
在优选实施方案中，相对于1份(重量)的该一种或多种氨基官能树脂i)，该一种或多种羟基官能树脂ii)是1-10份(重量)，比如相对于1份(重量)的该一种或多种氨基官能树脂i)的1-9份、比如1.5-9份、比如2-9份，或1-8份、比如1.5-8份、比如2-8份，或1-7份、比如1.5-7份、比如2-7份，或1-6份、比如1.5-6份、比如2-6份，或1-5份、最优选1.5-5份、比如2-5份，或1-4份、比如1.5-4份、比如2-4份，或1-3份、比如1.5-3份、比如2-3份(重量)。
在一个实施方案中，所述腻子组合物包含
a)基础组合物，该基础组合物包含
i)一种或多种氨基官能树脂，该一种或多种氨基官能树脂包含一种或多种聚天冬氨酸酯，和
ii)一种或多种羟基官能树脂，该一种或多种羟基官能树脂包含一种或多种羟基官能聚合物和/或一种或多种基于蓖麻油的多元醇；
和
b)固化剂，该固化剂包含一种或多种多异氰酸酯；
其中，相对于1份(重量)的该一种或多种氨基官能树脂i)，该一种或多种羟基官能树脂ii)是1-10份(重量)，比如相对于1份(重量)的该一种或多种氨基官能树脂i)的1-9份、比如1.5-9份、比如2-9份，或1-8份、比如1.5-8份、比如2-8份，或1-7份、比如1.5-7份、比如2-7份，或1-6份、比如1.5-6份、比如2-6份，或1-5份、优选1.5-5份、比如2-5份，或1-4份、比如1.5-4份、比如2-4份，或1-3份、比如1.5-3份、比如2-3份(重量)。
在一个实施方案中，所述腻子组合物包含
a)基础组合物，该基础组合物包含
i)一种或多种氨基官能树脂，该一种或多种氨基官能树脂包含一种或多种聚天冬氨酸酯，和
ii)一种或多种羟基官能树脂，该一种或多种羟基官能树脂包含一种或多种羟基官能聚合物和/或一种或多种基于蓖麻油的多元醇；
b)固化剂，该固化剂包含一种或多种多异氰酸酯；和
c)催化剂；
其中，相对于1份(重量)的该一种或多种氨基官能树脂i)，该一种或多种羟基官能树脂ii)是1-10份(重量)，比如相对于1份(重量)的该一种或多种氨基官能树脂i)的1-9份、比如1.5-9份、比如2-9份，或1-8份、比如1.5-8份、比如2-8份，或1-7份、比如1.5-7份、比如2-7份，或1-6份、比如1.5-6份、比如2-6份，或1-5份、优选1.5-5份、比如2-5份，或1-4份、比如1.5-4份、比如2-4份，或1-3份、比如1.5-3份、比如2-3份(重量)。
在一个实施方案中，相对于1份(重量)的一种或多种氨基官能树脂i)，所述一种或多种羟基官能树脂ii)是1-10份(重量)，比如相对于1份(重量)的一种或多种氨基官能树脂i)的1.5-5份、比如1.5-4份，或2-5份、比如2-4份(重量)。
在一个实施方案中，所述一种或多种羟基官能树脂包含选自以下的一种或多种羟基官能聚合物：羟基官能聚酯、羟基官能聚碳酸酯和羟基官能丙烯酸聚合物及其混合物。
在一个实施方案中，所述一种或多种羟基官能聚合物包含衍生自己内酯单体的聚酯二醇。在一个实施方案中，所述一种或多种羟基官能聚合物包含一种或多种聚碳酸酯二醇。在一个优选实施方案中，所述聚碳酸酯二醇包括直链聚碳酸酯二醇，优选地所述聚碳酸酯二醇的羟基在末端。优选地，所述聚碳酸酯二醇包括脂肪族聚碳酸酯二醇。在一个实施方案中，所述羟基官能树脂包含一种或多种羟基官能丙烯酸聚合物。
在一个优选实施方案中，所述一种或多种羟基官能树脂包含一种或多种基于蓖麻油的多元醇。在一个实施方案中，所述羟基官能树脂包含羟基官能聚合物和基于蓖麻油的多元醇的混合物。
在一个优选实施方案中，所述羟基官能树脂具有在800至50、优选从400至150mgKOH/g、最优选从270至180mg KOH/g的范围内的根据DIN EN ISO 15880确定的羟基值。
在一个实施方案中，所述一种或多种氨基官能树脂包含一种或多种聚天冬氨酸酯。在另一个实施方案中，所述聚天冬氨酸酯包含具有下式(I)的化合物
其中每个R表示直链或支链的C1-C10烷基残基，比如直链或支链的C1-C3烷基残基，优选乙基残基；并且X是具有6至24个碳原子、比如6至16个碳原子的直链或支链的二价亚烷基和/或亚环烷基残基。在一个优选实施方案中，R是乙基残基。
在一个实施方案中，所述一种或多种氨基官能树脂包含一种或多种聚醚天冬氨酸酯。在另一个实施方案中，所述聚醚天冬氨酸酯包含具有下式(I)的化合物，
其中每个R表示直链或支链的C1-C10烷基残基，比如直链或支链的C1-C3烷基残基；并且X是聚醚残基。在一个优选实施方案中，R是乙基残基。在一个优选实施方案中，所述聚醚残基具有以下结构的重复单元
其中m是在2至35的范围内，如在2至10的范围内，如在2至6的范围内，如在2至4的范围内。在一个优选实施方案中，R是乙基残基。
优选地，基于本发明的腻子组合物的总重量，包含一种或多种聚天冬氨酸酯和/或一种或多种聚醚天冬氨酸酯的氨基官能树脂的量处于从3至22wt％的范围内、更优选从5至15wt％的范围内。
在一个优选实施方案中，所述聚天冬氨酸酯和聚醚天冬氨酸酯具有100至300mgKOH/g、优选在190至250mg KOH/g之间的根据DIN EN ISO 15880确定的胺值。
在一个实施方案中，所述一种或多种氨基官能树脂包含所述聚天冬氨酸酯和所述聚醚天冬氨酸酯的混合物。
在一个实施方案中，b)中的所述一种或多种多异氰酸酯具有按重量计在10-25％的范围内、比如在15-25％的范围内、比如在约20-24％或20-23％的范围内的NCO含量。在一个实施方案中，所述一种或多种多异氰酸酯的平均官能度是在2-4的范围内、比如在2-3.5的范围内、或在3-4或2-3的范围内。在一个优选实施方案中，所述一种或多种多异氰酸酯中的一种或多种包括脂肪族多异氰酸酯、优选基于六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的脂肪族多异氰酸酯。
在一个实施方案中，a)和b)以在1:1与5:1之间的范围内、优选在2:1与4:1之间、优选在2.5:1与3.5:1之间、比如约3:1的体积比存在于所述腻子组合物中。在一个实施方案中，a)和b)以这样的量存在于所述腻子组合物中，该量使得固化剂组分中的异氰酸酯基的数目与基础组合物中的胺基和羟基的数目的化学计量比是在80:100至160:100、比如90:100至125:100、比如95:100至120:100的范围内，优选在100:100至120:100、比如100:100至110:100、或105:100至110:100的范围内；比如约100:100。
在一个实施方案中，所述腻子组合物进一步包含催化剂。在另一个实施方案中，所述催化剂选自一种或多种叔胺或一种或多种酸性催化剂。在一个实施方案中，所述催化剂在与b)混合之前包含在基础组合物a)中。在另一个实施方案中，所述催化剂在混合a)和b)时单独添加。在一个优选实施方案中，基于基础组合物a)的总重量，所述催化剂以0.02至1.00wt％、比如0.02至0.5wt％、比如0.05至0.5、或0.05至0.3、或0.02至0.3wt％的量存在。
在一个实施方案中，所述腻子组合物进一步包含选自填料、颜料和添加剂的一种或多种另外的组分。在一个实施方案中，所述填料和颜料选自碳酸钙、白云石、滑石粉、云母、硫酸钡、高岭土、二氧化硅、二氧化钛、红色氧化铁、黄色氧化铁、黑色氧化铁、炭黑、酞菁蓝和酞菁绿中的一种或多种。在一个优选实施方案中，所述填料和颜料(不包括空心微球)的总量是在腻子组合物的按重量计5-65％之间、比如在5-60％之间、比如在5-50％之间、优选在10-50％之间；或者填料和颜料的总量是在腻子组合物的按重量计10-75％之间、比在如15-40％之间、比如在20-30％之间。在一个实施方案中，所述添加剂选自稀释剂、润湿剂、流平剂和分散剂；比如硅油等消泡剂；针对水分的稳定剂(水清除剂)，比如取代的异氰酸酯、取代的硅烷、原甲酸三烷基酯和合成沸石；流变改性剂、改性氢化油和气相二氧化硅。
在一个实施方案中，所述腻子组合物进一步包含空心微球。在一个优选实施方案中，所述空心微球是无机微球，优选选自玻璃、硅酸盐、二氧化硅和陶瓷微球。在一个优选实施方案中，基于腻子组合物的总重量，腻子组合物中的空心微球的量在0.5至15wt％的范围内、比如在5-15wt％的范围内、优选在2-10wt％的范围内。
在一个实施方案中，所述腻子组合物具有总腻子组合物的按重量计小于5％、比如小于2.5％、比如小于1％的溶剂含量。优选地，所述腻子组合物基本上不含任何溶剂。
在一个实施方案中，所述腻子组合物具有比常规涂料组合物明显更高的粘度。在一个实施方案中，所述腻子组合物具有使其适合于用抹刀或腻子刀施加以填充基材表面上的间隙和不规则处的粘度。
在一个实施方案中，当根据ASTM D2240测量所述硬度时，所述腻子组合物在施加在基材表面上之后的30分钟至5小时之间的时间段内、比如在30分钟至4小时之间的时间段内、比如在30分钟至3小时之间的时间段内、比如在30分钟至2小时之间的时间段内，获得高于70肖氏A、比如高于75肖氏A、比如高于80肖氏A且高于15肖氏D、比如高于20肖氏D的硬度。
在一个方面，本发明涉及一套零件，该套零件包括：
A)包含a)基础组合物的第一容器，该基础组合物包含：
i)如对于以上腻子组合物所述的一种或多种氨基官能树脂，该一种或多种氨基官能树脂包含一种或多种聚天冬氨酸酯和/或一种或多聚醚天冬氨酸酯，和
ii)如对于以上腻子组合物所述的一种或多种羟基官能树脂，该一种或多种羟基官能树脂包含一种或多种羟基官能聚合物和/或一种或多种基于蓖麻油的多元醇；和
B)包含如对于以上腻子组合物所述的b)固化剂的第二容器，该固化剂包含一种或多种多异氰酸酯。
在优选实施方案中，在容器A)中的基础组合物a)中，相对于1份(重量)的该一种或多种氨基官能树脂i)，该一种或多种羟基官能树脂ii)是1-10份(重量)，比如相对于1份(重量)的该一种或多种氨基官能树脂i)的1-9份、比如1.5-9份、比如2-9份，或1-8份、比如1.5-8份、比如2-8份，或1-7份、比如1.5-7份、比如2-7份，或1-6份、比如1.5-6份、比如2-6份，或1-5份、优选1.5-5份、比如2-5份，或1-4份、比如1.5-4份、比如2-4份，或1-3份、比如1.5-3份、比如2-3份(重量)。
在一个实施方案中，在容器A)中的基础组合物a)中，相对于1份(重量)的一种或多种氨基官能树脂i)，所述一种或多种羟基官能树脂ii)是1-10份(重量)，比如相对于1份(重量)的一种或多种氨基官能树脂i)的1.5-5份、比如1.5-4份，或2-5份、比如2-4份(重量)。
在一个实施方案中，所述第一容器A)进一步包含如对于以上腻子组合物所述的催化剂。在另一个实施方案中，所述套零件进一步包括C)第三容器，该第三容器包含如对于以上腻子组合物所述的c)催化剂。
在一个优选实施方案中，所述组分a)和b)以适于在混合时获得腻子组合物(即具有比涂料组合物明显更高的粘度的组合物)的量存在于容器A)和B)中。
在一个优选实施方案中，所述套零件用于制备根据本发明的腻子组合物。
在一个实施方案中，容器A)中的所述基础组合物a)和/或容器B)中的所述固化剂b)进一步包含选自填料、颜料和添加剂的一种或多种另外的组分。在一个实施方案中，所述填料和颜料选自碳酸钙、白云石、滑石粉、云母、硫酸钡、高岭土、二氧化硅、二氧化钛、红色氧化铁、黄色氧化铁、黑色氧化铁、炭黑、酞菁蓝和酞菁绿中的一种或多种。在一个实施方案中，所述添加剂选自稀释剂、润湿剂、流平剂和分散剂；比如硅油等消泡剂；针对水分的稳定剂(水清除剂)，比如取代的异氰酸酯、取代的硅烷、原甲酸三烷基酯和合成沸石；流变改性剂、改性氢化油和气相二氧化硅。
在一个实施方案中，容器A)中的所述基础组合物a)进一步包含空心微球。在一个优选实施方案中，所述空心微球是无机微球，优选选自玻璃、硅酸盐、二氧化硅和陶瓷微球。在一个优选实施方案中，所述空心微球以以下量存在，该量允许基于最终腻子组合物的总重量在0.5至15wt％的范围内、比如在5-15wt％的范围内、比如在8至12wt％的范围的含量。
在一个方面，本发明涉及根据本发明的腻子组合物用于施加在基材的外表面上的用途，比如在纤维增强塑料基材、比如基于环氧树脂的塑料基材的表面上的用途，优选在风力叶片的外表面上的用途。在另一个实施方案中，所述腻子用于填充所述表面上的间隙和不规则处。在一个实施方案中，腻子组合物的施加优选通过抹刀或腻子刀进行。
在一个方面，本发明涉及用于在基材的外表面上施加腻子组合物的方法。在一个实施方案中，所述方法包括将腻子组合物直接施加在基材上，而在基材与腻子组合物之间没有中间涂层。在一个实施方案中，所述腻子组合物用腻子刀或抹刀施加。在一个实施方案中，所述方法包括以一个或多个层施加所述腻子组合物。优选地，腻子组合物的总厚度在0.1-10mm之间、比如0.5-10mm、比如1-10mm、比如在1.5-8mm之间、最优选在2-7mm之间。在一个实施方案中，将所述腻子组合物施加在风力叶片的外表面上。
在一个方面，本发明涉及一种基材，该基材在外表面的至少一部分上具有由根据本发明的腻子组合物获得的腻子层。在一个实施方案中，所述基材包括纤维增强塑料基材、比如基于环氧树脂的塑料基材、优选风力涡轮机叶片。在一个实施方案中，所述基材包括多层体系，该多层体系包括腻子层和选自底漆和/或顶涂层和/或前缘保护性涂层的一个或多个涂层。
在一个优选实施方案中，所述基材包括多层体系，该多层体系包括：
i)施加在基材的外表面上的由根据本发明的腻子组合物获得的固化的腻子层；和
ii)任选地，施加在该固化的腻子层上的固化的底漆层；和
iii)固化的顶涂层；和
iv)任选地，固化的前缘保护性涂层；
其中，
iii)和iv)可以以相反顺序施加，使得所述前缘保护性涂层施加在固化的顶涂层的顶部上；或者所述顶涂层施加在该固化的前缘保护性涂层的顶部上。
在一个优选实施方案中，所述顶涂层和/或所述前缘保护性涂层由WO 2020/260578中所述的涂料组合物获得，将其以其全文并入本文。
在一个优选实施方案中，所述顶涂层和/或所述前缘保护性涂层由涂料组合物获得，该涂料组合物包含
a)基础组合物，其包含具有下式(I)的聚醚天冬氨酸酯
其中每个R表示直链或支链的C1-C10烷基残基，如直链或支链的C1-C6烷基残基，比如甲基、乙基、丙基或丁基残基；并且其中X是聚醚；
和
b)固化剂，该固化剂包含一种或多种多异氰酸酯。
无论任何单独提供的并入本文的其他地方的特定文件，本文引用的所有的参考文献(包括出版物、专利申请和专利)均通过援引以其全文并入本文，并且其程度如同每个参考文献被单独且明确指示以其全文通过援引并入本文并在本文中阐述一样(在法律允许的最大程度上)。
除非本文中另外指示或与上下文明显相矛盾，否则在描述本发明的上下文中，术语“一个/种(a/an)”和“该(the)”以及类似的指示物的使用将被解释为涵盖单数和复数二者。除非另外指示，否则例如短语“该组合物”将被理解为是指本发明或特别描述的方面的各种“组合物”。
除非另外说明或与上下文明显相矛盾，否则本文中关于一种或多种要素使用比如“包含”、“具有”、“包括”或“含有”等术语的对本发明的任何方面或方面的描述旨在为本发明的“由该一种或多种特定要素组成”、“基本上由该一种或多种特定要素组成”或“基本上包含”该一种或多种特定要素的类似方面或方面提供支持(例如，除非另外说明或与上下文明显相矛盾，否则在本文中描述为包含特定要素的组合物应当被理解为也描述了由该要素组成的组合物)。
在本说明书中使用任何和所有实例或示例性语言(包括“例如(for instance、forexample、e.g.)”和“比如”)仅旨在更好地阐明本发明，并且除非另外指示，否则不对本发明的范围具有限制。
本文使用的标题和副标题仅为了方便，并且不应以任何方式解释为限制本发明。在本说明书中使用任何和所有实例或示例性语言(包括“例如(for instance、forexample、e.g.)”和“比如”)仅旨在更好地阐明本发明，并且除非另外指示，否则不对本发明的范围具有限制。本文引用和并入专利文献仅为了方便，并且不反映有关此类专利文献的有效性、专利性和/或可执行性的任何观点。
应当理解的是，本文提及的本发明的各个方面、实施方案、实施方式和特征可以单独地或以任何组合要求保护。
实验
将通过以下非限制性实施例阐明本发明。
腻子的制备和应用
以本领域技术人员已知的常规方式通过混合基础组合物a)和固化剂b)的各自的指示成分来生产a)和b)的各自的组分。
基础组合物a)在两个步骤中制备。在第一步骤中，制备了颜料在水、稳定剂和增稠剂中的分散体，即所谓的漆浆。在第二步骤中，将漆浆与催化剂和剩余的包含羟基官能树脂和氨基官能树脂的粘合剂组分共混。在单独的步骤中，添加空心玻璃球以获得最终的基础组合物a)。
漆浆制备程序
将固体颗粒和添加剂添加到树脂中，并使用高速分散器进行分散，直到达到可接受的分散度。
将其他组分比如添加剂(例如增稠剂、润湿剂、分散剂、流变改性剂、催化剂和消泡剂)和填料添加到混合物中。最后，通过使用例如0-50μm的双通道钢制细度计(grindgauge)(Sheen Instruments)来检查固体的分散度(研磨细度)。
玻璃球的添加
然后以低混合速度掺入玻璃球以获得最终组分a)。
然后接着在施加之前，将组分a)与组分b)混合。
施加
通过腻子刀将混合的腻子组合物以4-7mm的干膜厚度(dft)直接施加至基础层压件、环氧玻璃纤维增强的塑料(GFRP)层压件。
下表1-表3指示了在实施例中施加的羟基官能树脂和氨基官能树脂以及多异氰酸酯的信息。
表1：实施例中施加的羟基官能树脂(从荷兰湛新公司和美国英杰维特公司可获得)。
表2：实施例中施加的氨基官能树脂(聚天冬氨酸酯)(从德国勒沃库森的科思创德国股份有限公司可获得)。
表3：实施例中施加的多异氰酸酯(从德国勒沃库森的科思创德国股份有限公司可获得)。
实施例中使用的催化剂是二月桂酸二丁基锡(缩写DBTDL)TIB KAT 218，其从德国曼海姆TIP化学品公司(TIP chemicals，Mannheim Germany)可获得。
添加剂、颜料和填料：
湿润剂和分散剂：来自CABOT公司的CAB-O-。
流变改性剂：来自阿科玛公司。
消泡剂：来自毕克化学助剂和仪器事业部(BYK Additives&Instruments)。
水清除剂：来自霍尼韦尔公司(Honeywell)的UOP L-Powder Eco和L-Paste Eco。
颜料：二氧化钛
填料：碳酸钙和滑石。
玻璃球：来自3MTM的玻璃泡(Glass bubbles)
测试的组合物：
下表4a、4b和5表示具有和不具有添加剂、颜料和填料的腻子组合物。各组分的量以每种总腻子组合物的重量百分比给出。施加每种组合物的6mm层，并根据ASTM D2240用硬度计随时间推移测量硬度。
表4a和4b显示了不含添加剂、颜料和填料的示例性测试组合物(A至M)的含量和表征。图1和2指示硬度发展(肖氏A级和D级)，并且表4a和4b指示达到20肖氏D级和80肖氏A级的时间。组合物A、B、C和D是在本发明范围之外的比较实施例。
数据和图指示，羟基官能树脂和包含聚天冬氨酸的氨基官能树脂的组合给出了比仅包含羟基官能树脂的常规聚氨酯腻子更好的硬度特征。聚天冬氨酸的添加使得硬度能够更快地发展，并因此使腻子在不影响混合物工作时间的情况下在更短的时间段内形成适合于打磨的表面。当仅使用羟基官能树脂时，硬度发展缓慢。当聚天冬氨酸树脂是基础组合物中唯一的树脂时，腻子层的表面迅速硬化，同时在腻子表面与基材之间保持软的内部组合物。在这些情况下可以测量硬度(如表4a所示)，但芯保持软且未固化。在不同的固化时间对6mm厚度的膜进行横向切割，并观察内芯。
表4a：测试腻子组合物(无添加剂、颜料和填料)。
*甚至在高肖氏A和D下也观察到了软的内芯
^1小时之后达到肖氏70肖氏A和17肖氏D
表4b：测试腻子组合物(无添加剂、颜料和填料)。
*观察到软的内核
表5列出了配制剂N-T，它们是包含添加剂、颜料和填料的腻子组合物。
当肖氏D硬度在24-31之间时，用于这些配制剂的到打磨的时间在45分钟与3小时之间。
表5：具有添加剂、颜料和填料的腻子组合物
N/A:不适用
粘度
根据ISO 2555，设定在25℃的温度下，在布氏(Brookfield)粘度计上测量组分a)和b)的粘度。
腻子组合物的各种特性的另外的表征可以例如通过以下方法进行：
抗下垂性
抗下垂性可以通过水平放置的测试面板上的下垂指示器来测量。下垂指示器具有规定间距的间隙，该间隙适合于测量所评估涂层的抗性。这种方法是根据ISO 16862改编的。另一种测量腻子填料抗下垂性的方法是在一组面板上施加确定的湿厚膜(例如2mm至7mm)。然后，在施加之后，将测试面板立即以竖直位置放置。然后，将没有流动趋势的膜厚度确定为抗下垂性的最大值。
弯曲测试
可以遵循根据ISO 6860或ISO 1519的程序。将湿膜施加到0.8mm厚度的经打磨且去油污的钢板上，并且在固化后，将表面上包括腻子层的金属板绕圆柱形心轴弯曲并且通过观察开裂来评估柔韧性。
冲击
冲击可以根据ISO 6272-2进行测试，其规定了用于评估涂漆、清漆或相关产品的干膜在经受落锤(在标准条件下掉落、作用在小面积的球形压头之上)引起的变形时对开裂或从基材上剥离的抗性的方法。
Taber磨损
根据ASTM D 4060测试Taber磨损。将1kg的重物施加在钢板上的腻子层上。使用CS10磨轮并使用2×500转数。结果用膜损失(以mg计)呈现。
干燥硬化时间
干燥硬化时间可以根据ISO 9117-4使用Beck Koller法进行评估，该方法规定了使用机械直线或圆形干燥时间记录器确定达到有机涂层干燥的各阶段所花费的时间的测试。
人工气候老化
根据ISO 16474-3，按照测试循环1，通过人工气候老化可以测试腻子对UV降解的抗性。测试循环号1：在60℃下，用UVA-340灯(UVA-340，在340nm下0.83W/m2照射)4小时的UV光，随后在50℃下冷凝4小时，共计1000至3000小时。
拉伸强度
拉伸模量和拉伸应力/应变关系的其他方面可以根据ISO 527进行测量。
抗裂性(柔韧性)
(固化的腻子层的)抗裂性可以根据ASTM D 522方法B进行测量。立即用肉眼检查试样的弯曲表面是否开裂。通过确定裂纹是否由指定的心轴尺寸产生，该程序可以作为“通过/失败”测试来应用。

Claims (15)

1.一种腻子组合物，其包含
a)基础组合物，该基础组合物包含
i)一种或多种氨基官能树脂，该一种或多种氨基官能树脂包含一种或多种聚天冬氨酸酯和/或一种或多聚醚天冬氨酸酯，和
ii)一种或多种羟基官能树脂，该一种或多种羟基官能树脂包含一种或多种羟基官能聚合物和/或一种或多种基于蓖麻油的多元醇；
和
b)固化剂，该固化剂包含一种或多种多异氰酸酯；
其中，
相对于1份(重量)的该一种或多种氨基官能树脂i)，该一种或多种羟基官能树脂ii)是1-10份(重量)，比如相对于1份(重量)的该一种或多种氨基官能树脂i)的1-9份、比如1.5-9份、比如2-9份，或1-8份、比如1.5-8份、比如2-8份，或1-7份、比如1.5-7份、比如2-7份，或1-6份、比如1.5-6份、比如2-6份，或1-5份、优选1.5-5份、比如2-5份，或1-4份、比如1.5-4份、比如2-4份，或1-3份、比如1.5-3份、比如2-3份(重量)。
2.根据权利要求1中任一项所述的腻子组合物，其中，所述一种或多种羟基官能树脂包含一种或多种选自羟基官能聚酯、羟基官能聚碳酸酯和羟基官能丙烯酸聚合物的羟基官能聚合物。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的腻子组合物，其中，所述一种或多种羟基官能树脂包含一种或多种基于蓖麻油的多元醇。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的腻子组合物，其中，所述一种或多种羟基官能树脂具有在800至50、优选从400至150mg KOH/g、最优选从270至180mg KOH/g的范围内的根据DIN ENISO 15880确定的羟基值。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的腻子组合物，其中，所述一种或多种氨基官能树脂包含一种或多种聚天冬氨酸酯。
6.根据权利要求5所述的腻子组合物，其中，所述聚天冬氨酸酯包含具有下式(I)的化合物
其中每个R表示直链或支链的C1-C10烷基残基，比如直链或支链的C1-C3烷基残基，优选乙基残基；并且X是具有6至24个碳原子、比如6至16个碳原子的直链或支链的二价亚烷基和/或亚环烷基残基。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的腻子组合物，其中，所述聚天冬氨酸酯和/或聚醚天冬氨酸酯具有100至300mg KOH/g、优选在190至250mg KOH/g之间的根据DIN ENISO15880确定的胺值。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的腻子组合物，其中，所述一种或多种多异氰酸酯具有按重量计在10-25％的范围内、比如在15-25％的范围内、比如在约20-24％或20-23％的范围内的NCO含量，和在2-4的范围内、比如在2-3.5的范围内或在3-4或2-3的范围内的平均官能度。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的腻子组合物，其中，a)和b)以这样的量存在于所述腻子组合物中，该量使得该固化剂组分中的异氰酸酯基的数目与该基础组合物中的胺基和羟基的数目的化学计量比是在80:100至160:100、比如90:100至125:100、比如95:100至120:100的范围内，优选在100:100至120:100、比如100:100至110:100、或105:100至110:100的范围内；比如约100:100。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的腻子组合物，其进一步包含催化剂。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的腻子组合物，其进一步包含空心微球。
12.根据权利要求11所述的腻子组合物，其中，所述空心微球以基于该腻子组合物的总重量在0.5至15wt％的范围内、比如在5-15wt％的范围内、比如在8至12wt％的范围的量存在。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的腻子组合物用于施加在比如纤维增强塑料基材、比如基于环氧树脂的塑料基材等基材的外表面上的用途，优选地在风力叶片的外表面上的用途。
14.一种风力叶片，其在外表面的至少一部分上具有由根据权利要求1-12中任一项所述的腻子组合物获得的腻子层。
15.一种风力叶片，其在外表面的至少一部分上具有多层体系，该多层体系包括：
i)施加在该基材的外表面上的由根据权利要求1-12中任一项所述的腻子组合物获得的固化的腻子层；和
ii)任选地，施加在该固化的腻子层上的固化的底漆层；和
iii)固化的顶涂层；和
iv)任选地，固化的前缘保护性涂层；
其中，
iii)和iv)可以任选地以相反顺序施加，使得所述前缘保护性涂层施加在该固化的顶涂层的顶部上；或者所述顶涂层施加在该固化的前缘保护性涂层的顶部上。
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