CN102712773A

CN102712773A - 复合材料的修复

Info

Publication number: CN102712773A
Application number: CN2010800622438A
Authority: CN
Inventors: 丹尼尔·托马斯·琼斯; 安德鲁·詹姆斯·帕西; 伊恩·詹姆斯·克兰威尔
Original assignee: Gurit UK Ltd
Current assignee: Gurit UK Ltd
Priority date: 2009-12-14
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2012-10-03
Also published as: US9381707B2; US20130012086A1; EP2513206B1; DK2513206T3; BR112012014481A2; WO2011073107A1; GB2475352B8; GB2475352B; GB2475352A8; GB0921800D0; EP2513206A1; GB2475352A

Abstract

本发明公开了一种预浸料，其包括用具有第一粘度的基体树脂至少部分浸渍的纤维增强层、在所述纤维增强层的第一侧上的具有第二粘度的湿树脂的涂层、在所述纤维增强层的第二侧上的作为紫外线阻挡层的可除去的第一柔性膜和任选地覆盖所述湿树脂的涂层的可除去的第二柔性保护膜，第一粘度高于第二粘度，所述基体树脂和所述湿树脂均能够由紫外线固化。

Description

复合材料的修复

技术领域

本发明涉及一种用于制造纤维增强的树脂基体复合材料的预浸料。更具体而言，本发明涉及复合材料的修复，尤其是涉及使用这种预浸料修复纤维增强的树脂基体复合材料。本发明还涉及一种用于在纤维增强的基体树脂复合材料上形成修复补丁的零件工具包。本发明还涉及一种将固化的预浸料粘结到基板表面上的方法。本发明还涉及预浸料用的保持器。

背景技术

由纤维增强的树脂基体复合材料制成的一些部件如果在使用过程中复合材料的表面已经损坏，则定期地需要修复。这些部件中的一些被安装作为结构或机器的一部分和/或非常大，例如，包括可能超过50米长的风力涡轮叶片，所以在技术和经济上方便的是在工地现场修复它们。

已知的是使用湿层压修复方法，其中将干纤维层和液体树脂铺在受损表面上，然后液体树脂固化以在工地现场修复结构。为了确保树脂相容性，对于修复选择的树脂类型通常是用于制造原始制品的相同家族，最常用的是聚酯、乙烯基酯或环氧树脂。聚酯、乙烯基酯修复通常在高于15°C下进行，因为在低于该温度下这些树脂难以固化和粘附，并且如果在低温下胶凝化，则即使随后加热也可能会表现出永久性的固化不完全。环氧树脂可以被配制成粘附到聚酯、乙烯基酯以及环氧树脂基板，经常是所选的材料。然而，这种传统固化的湿层压环氧树脂在低环境温度和高环境湿度下容易出现“双产品”，这样来自倾向于与大气中的二氧化碳和水分反应形成氨基甲酸铵层的胺固化剂的双产品现象造成很差的后续层压粘合。另一种后果是，旨在与环氧化合物反应的胺化合物在与水分和二氧化碳的反应中消耗。因此，并非所有的环氧基团都反应，从而产生固化不完全的树脂，造成低的机械和热性能。

在低温下的另一个问题是当树脂混合并且当树脂在基板上展开而形成较薄层时提供贮存期的平衡。为了在低温下固化，需要反应性化合物将树脂固化为薄层，这使得由于极短的贮放期而极难混合树脂。

为了对进入困难或受限制的部分(例如，现场修复风力涡轮叶片)进行修复，通常的方法是先检查损伤并将所需的织物(例如，玻璃纤维)切割成型。将织物放在背板上，然后使用液体树脂浸渍纤维，从而形成“湿浸料”。这些湿浸料预制件由于存在液体树脂而难于处理。如果先将纤维玻璃织物切割成型，则浸湿和处理织物的行为使形状扭曲，其不再良好地适合原始缺陷形状，并且所需的纤维排列可能会失去。液体树脂倾向于滴落并覆盖非修复区，从而要求大量的后修复清理。液体树脂倾向于转移到操作者的防护手套上，然后容易转移到工具、服装和非修复区上。当进入困难时，如从绳线或平台修复风力涡轮叶片时，常常在大风条件下，处理问题更加突出。

因此，这种湿层压修复方法在工地的某些环境条件下不能可靠地使用。此外，在工地进行湿层压很麻烦并且耗时。

还已知的是在工地的修复过程中使用常规预浸料。然而，这种预浸料要求初始真空装袋，以从预浸料和基板之间和从相邻的预浸料层之间抽出空气，以及要求随后的加热，以提供足够低的粘度和固结压力，从而确保在预浸料层和基板之间的充分浸湿、在预浸料尚未完成浸渍时的完全纤维浸湿和在固化预浸料树脂的温度下的足够时间。可靠地实现这些很困难和耗时，特别是确保预浸料层压体被完全和均匀加热，以确保整个层压体的浸湿和树脂固化。当使用常规热固化的和UV固化性预浸料来修复风力涡轮叶片的前缘时，已经发现，在环境温度下将预浸料直接涂布在受损表面上并且没有额外的热量导致预浸料和基板之间的粘合极差或不粘合，因为预浸料不能容易地浸湿基板表面。可以使用热轧步骤来粘附常规预浸料，但是该过程延长了涂布时间并且仍只提供了差的粘合。在工地上，难以保证在修复的表面区域上均匀地达到预浸料和基板之间的所需温度。此外，即使加热，也很难导致预浸料树脂流动，以减少任何树脂高点或用树脂填充基板中的任何低点。在预浸料层的边缘，在那里相邻的预浸料层之间存在高度差，可能会发生陷落，从而在修复中导致更多的空隙。此外，如果需要树脂加热，则对于不同大小和形状的受损区域必须提供共用的加热垫。

US-A-5,732,743公开了一种使用预浸料密封管道的方法，例如连接或修复管道。然而，所披露的预浸料和方法不能提供持久的修复、不适于修复大区域(例如风力涡轮叶片上的区域)并且在处于环境条件时很难在工地上应用。US-A-5,166,007公开了一种用于修理车辆的含有预浸料的补丁或修复组件。US-A-5,554,666公开了一种光固化性腻子或模制品。US-A-2004/0067335公开了一种使用湿层压的纤维增强的聚合物复合材料修复损坏的混凝土结构的方法。EP-A-0025359公开了光固化性预浸料。EP-A-0922727公开了防水用的光固化性预浸料。

这些现有技术文献都没有提供能够可靠和快速地制造对基板进行耐久性修复的纤维/树脂组合或方法，尤其是用在大区域上，如风力涡轮叶片，所述纤维/树脂组合或方法在处于各种环境条件下时都可以在工地上应用。

发明内容

本发明提供一种预浸料，其包括用具有第一粘度的基体树脂至少部分浸渍的纤维增强层、在所述纤维增强层的第一侧上的具有第二粘度的湿树脂的涂层、在所述纤维增强层的第二侧上的作为紫外线阻挡层的可除去的第一柔性膜和任选地覆盖所述湿树脂的涂层的可除去的第二柔性保护膜，第一粘度高于第二粘度，所述基体树脂和所述湿树脂均能够由紫外线固化。

本发明还提供一种用于在纤维增强的基体树脂复合材料上形成修复补丁的零件工具包，所述工具包包括(a)预浸料，包括用具有第一粘度的基体树脂至少部分浸渍的纤维增强层，和(b)湿树脂的亚层，所述湿树脂包括用于在所述预浸料上形成涂层的涂布树脂，和任选地用于填充表面缺陷的填充树脂，其中所述基体树脂的粘度高于所述湿树脂的粘度，并且所述基体树脂和所述湿树脂均能够由紫外线固化。

优选地，所述湿树脂适于提供在固化后所述修复补丁用的可砂磨的最终表面。

本发明还提供一种将固化的预浸料粘结到基板表面上的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)提供包括用具有第一粘度的基体树脂至少部分浸渍的纤维增强层的预浸料，所述纤维增强层的第一侧带有具有第二粘度的湿树脂的涂层，第一粘度高于第二粘度，所述基体树脂和所述湿树脂均能够由紫外线固化；

(ii)通过将所述涂层迫向基板表面，将所述预浸料涂布到基板；和

(iii)使用紫外线固化所述基体树脂和所述湿树脂。

通常，包括多个预浸料的层状堆叠体被涂布，例如通过相继涂布各层，从而在基板上形成多层的修复补丁。

预浸料树脂可以容易地配制成能够粘结到各种基板材料上，尤其是加入了由聚酯、环氧树脂或其他常用的基体树脂构成的基体树脂的纤维增强的复合材料。

本发明还提供一种预浸料用的保持器，所述保持器包括对于UV线基本上不透明的材料的至少一个中空刚性伸长管以及至少一个可除去的端盖，所述端盖由对于UV线基本上不透明的材料构成，用于覆盖所述管的至少一端。

所述保持器可以包括所述中空刚性管的相互连接的阵列。所述管的横截面可以呈圆柱形或方形。

本发明还提供一种根据本发明所述的保持器的组件，其在各个管中含有预浸料，所述预浸料包括用基体树脂至少部分浸渍的纤维增强层以及在所述纤维增强层的第一侧上的湿树脂的涂层，所述基体树脂和所述湿树脂均能够由紫外线固化，所述预浸料绕着所述管的纵轴至少部分地弯曲，使得所述纤维增强层的第二侧邻近各个管的内表面，围绕所述内表面延伸的所述预浸料的长度小于所述内表面的周边长度，并且所述湿树脂的涂层不与所述管接触。

通常，所述预浸料通过在所述管内弯曲而变形，并且其向后朝向平面构造的恢复力将所述预浸料迫向所述内表面。

附图说明

下面仅通过举例的方式结合附图说明本发明的实施方案，在附图中：

图1是根据本发明第一实施方案的预浸料的示意性立体图；

图2是根据本发明第二实施方案的预浸料在基板上的示意性侧剖视图；

图3是使用根据图1的预浸料修复基板的示意性平面图；

图4是使用根据图2的预浸料修复风力涡轮叶片的前缘的示意性立体图；

图5是根据本发明另一个实施方案的预浸料用的保持器的端视图；

图6是根据本发明另一个实施方案的预浸料用的保持器的端视图；和

图7示出对于在本发明的优选实施方案中使用的涂布树脂而言，粘度随剪切速率的变化。

具体实施方式

图1示出根据本发明第一实施方案的预浸料。为了清晰地进行说明，层厚度被放大。同时，为了清晰地进行说明，预浸料以颠倒配置显示-上表面经常是当预浸料被涂布到基板上时的下表面。预浸料2包括用具有第一粘度的基体树脂6完全或部分浸渍的纤维增强层4。用具有第二粘度的湿树脂的涂层10涂布纤维增强层4的一侧8。第一粘度高于第二粘度，以提供根据本发明的双粘度预浸料。在预浸料2的另一侧9上，用被用作紫外(UV)线阻挡层的可除去的柔性膜11涂布纤维增强层4。膜11可以包括含有UV吸收材料的塑料膜，例如聚乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯的膜。这种UV吸收膜是本领域中已知的。如图所示，膜11可以是过大尺寸的，从而超出预浸料2外围的边缘。

更具体而言，用在通常5~35°C的环境温度下可由紫外(UV)线固化的高粘度热固性基体树脂6浸渍预浸料2的纤维增强层4。优选地，含有UV-固化光引发剂的光固化性树脂被选择成使得由环境光提供UV强度以在12小时以下的固化时间内实现树脂的完全固化，并且通常用高强度UV源在30分钟的时间内实现，如发光二极管(LED)、汞蒸汽或基于微波的UV源。

UV固化性基体树脂6的粘度被选择成使得提供(a)低或中度粘性，和(b)在现场修复过程中向预浸料2悬垂(drape)，如在下面讨论的，树脂任选地被选择成使得在使用过程中可能会经历的特定范围的环境温度内提供所需性能。虽然希望具有在5~35°C的完整所需温度范围内可以有效工作的单一预浸料产品，但是这种预浸料可以在工作温度的中间范围内具有理想的性能，而在极端温度时可能受损，例如，在35°C下过于粘性，在5°C下悬垂性过低。任选地，可以提供不同种类的预浸料，每种预浸料含有针对给定的温度子范围优化的各自树脂：例如，在一个实施方案中，低5~15°C、中15~25°C和高(25~35°C)工作温度产品，通常具有重叠的范围，或者，在另一个实施方案中，用在5~25°C的范围A和用在20~35°C的范围B。

粘度的下限阈值首先被选择成足够高，使得基体树脂保持预浸料材料的一般形式，并且保持纤维排列，使得预浸料可以被准确地切割并保持尺寸准确度。然而，树脂粘度的下限阈值也被选择成使得树脂仅表现出低或中度粘性，使得树脂易于处理，不会意外地过分强地粘附到表面(如在现场使用中操作者的手套)上。粘度的上限阈值被选择成足够低，使得预浸料具有悬垂性，因此可以符合所需的修复的几何形状。

此外，如上所述，预浸料2中的基体树脂6的粘度相对较高。这使得在通常在环境温度下进行的UV固化阶段之前，树脂表现出低的或甚至可以忽略的流动性，从而使树脂易于切割和处理。为了适于在5°C和35°C下使用，预浸料的基体树脂材料优选在20°C下的粘度为1×10⁴~2×10⁶Pa.s，更优选在20°C下的粘度为2×10⁴~1×10⁶Pa.s。

在本说明书中，使用具有20mm直径的钢板、1000μm的间隙和珀耳帖(Peltier)冷却系统的TA Instruments AR2000流变仪测量预浸料2中的基体树脂6的粘度。在以下条件下进行测量：以2°C/min的冷却速率从40°C振荡降到-10°C，在1Hz频率下控制位移1×10^-4弧度。

在本说明书中，使用具有20mm直径的钢板、1000μm的间隙和珀耳帖冷却系统的TAInstrumentsAR2000流变仪测量预浸料2中的湿树脂10的粘度。通过装载样品并放置平衡35分钟进行测量。在0.01s^-1下进行稳态流粘度测量，直到材料已经达到了平衡粘度。然后，对材料在3分钟内进行从0.001s^-1到1000s^-1的连续倾斜的剪切速率扫描。

通过浇注树脂的1.0、2.0、3.0、4.0和5.0mm厚度的水平线测试湿树脂10的抗流挂性。然后，将浇注的树脂线垂直放置，使树脂的线下垂，同时在不存在UV固化光的情况下在20°C下观察树脂的运动或流淌。抗流挂性被测定作为在设定时间内在没有树脂流淌或可观察到的暴落的情况下能够浇注的最大膜厚度。

还通过将400gsm(克/平方米)的湿树脂10涂布在多个2400gsm玻璃预浸料的堆叠体上来测试湿树脂10支撑保持多层预浸料2的能力，每个预浸料具有平均44%的树脂含量，堆叠体高度等于固化的复合材料厚度，大约2.5mm。将该堆叠体涂布到层压基板上，并使用挤压技术除去空气。然后，将堆叠体垂直放置，记录在20°C下相对于时间堆叠体从开始数据移动的距离。

UV-固化性树脂是本领域中已知的。例如，该树脂可以包括含有一种或多种烯属不饱和共聚性单体的热固性树脂，例如，选自聚酯、乙烯基酯或丙烯酸酯。通常，热固性树脂含有丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体。热固性树脂还可以含有一种或多种烯属不饱和共聚单体，例如，苯乙烯或乙烯基甲苯，它们可以存在以降低树脂的粘度，从而在预浸料的制造过程中有助于基体树脂进行的纤维浸渍。最优选地，UV-固化性基体树脂是适于热熔浸渍的高分子量树脂或者由部分固化的低起始粘度树脂构成，或者与增稠添加剂混合，增稠添加剂的加入增大了浸渍后预浸料质地的粘度，本领域中称为“分级”或“前进”，使得预浸料树脂具有正确的粘度，并可以容易地在环境光和环境温度条件下由UV线完全和快速地固化。这种实现所需的树脂粘度的分级或前进是预浸料制造领域的技术人员众所周知的。

纤维增强层4包括由玻璃、碳、芳纶或类似材料制成的纤维12。纤维增强层4可以包括织造或非织造纤维，并且可以包括多于一层的纤维。纤维12可以是单向的(UD)，即，在共同的纵向方向取向，或者可以是双轴或多轴的。例如，纤维增强层4可以是单轴的，纤维在0°取向，可以是双轴的，纤维相对于预浸料的纵向方向的+45/-45°或+90/-90°取向，或者可以是多轴的，纤维相对于预浸料中的单向纤维的+45/-45°或+90/-90°取向，而单向纤维在预浸料的纵向方向上延伸。

在本说明书中，根据下面的测试方案测量树脂的表面粘性：

表面粘性测试方案

1)将预浸料样品在实验室温度(22°C+/-2°C)下放置大约10分钟。

2)去除一侧的背板。

3)将预浸料的样品自身折叠，并且将侧边粘附在一起。

4)施加轻微的压力。

5)小心地将预浸料剥离开，并根据下面的粘性测试表测量粘性水平：

等级说明

ZT-零粘性

QC-0根本没有粘附。表面摸起来干燥

LT-低粘性-带手套的手指在触摸表面之后容易移开

QC-1只有在强力压力下才能粘附。分开非常容易。表面摸起来相当干燥

QC-2在中等压力下粘附。分开非常容易。表面具有一些粘稠度

QC-3在轻微压力下粘附。分开容易。表面具有一些粘稠度

MT-中等粘性-带手套的手指在触摸表面之后不容易移开

QC-4小压力即粘附。分开容易。分开时没有纤维移动

QC-5小压力即粘附。用一些力分开。分开时纤维移动小

QC-6小压力/无压力即粘附。用一些力分开。分开时有一些纤维移动

HT-高粘性-带手套的手指在触摸表面之后有树脂留在上面

QC-7无压力即粘附。用力分开。分开时纤维扭曲

QC-8无压力即粘附。用很大力分开。分开时纤维扭曲并且树脂“成串”

QC-9无压力即粘附。用很大力分开。分开时纤维高度扭曲并且树脂“成串”

XT-极端粘性-手套在试图从表面移开时拉伸或撕裂

QC-10无压力即粘附。在不破坏织物/纤维排列的情况下不能剥离开

根据本发明的优选实施方案，当在22°C+/-2°C下用上述方案进行测试时，优选地，对于5~25°C的现场应用温度，基体树脂的表面粘性为QC0~QC7，对于5~25°C的现场应用温度，为QC3~QC10。

如上所述，预浸料2具有低粘度湿树脂的涂层10。该涂层具有浆糊状的稠度，在100s^-1的剪切速率下优选具有275Pa.s的最大粘度，从而在涂布过程中能够进行空气去除，并且，任选地在1s^-1的剪切速率下粘度为至少130Pa.s，从而在所需的使用温度下提供抗流挂性。

通常，在100s^-1的剪切速率下，粘度为40~275Pa.s，更优选50~250Pa.s，再更优选75~200Pa.s，再更优选75~175Pa.s。通常，在1s^-1的剪切速率下，粘度为130~1000Pa.s，更优选250~1000Pa.s，再更优选250~750Pa.s，再更优选300~750Pa.s。

如果涂层粘度过高，则通过对较大预浸料件进行挤压技术来除去空气以及将预浸料滑到位置的能力变得困难。如果树脂粘度过低，则空气很容易被除去，但是树脂可能会滴落，从而如果在预浸料的涂布中从补丁修复边缘挤出任何多余的树脂则污染非修复区。如果树脂粘度过低，则树脂可能没有足够的抗流挂性以保持修复在适当位置，直到固化进行到树脂的充分固化状态，以防止修复的移动。

通过使用一种或多种已知的触变剂(如氧化硅)可以进一步改善预浸料的处理性能，触变剂帮助维持在低剪切速率下的抗流挂性，但是在较高的剪切速率下变薄，从而允许涂层10在预浸料2上更容易地铺展和滑动。优选的是最小化氧化硅的量，因为过量的氧化硅可能使树脂更昂贵、变脆、难以砂磨精整加工，并且在较高水平时，可能会削弱UV固化。

抗流挂性的缺乏尽管是不希望的，但是可以适应。例如，就在涂布到基板后，修复补丁可以临时保持在适当位置(例如，手动)，并且在保持期间，允许或者使涂布的湿树脂固化，例如，在日光下，和/或通过提供来自UV源(例如，灯)的短剂量的高强度UV线，以推动树脂固化到充分状态，使得树脂能够在所需位置牢固地保持修复。任选地，只有修复的小区域可以接触到UV源，以在适当位置赋予修复以粘性。更重要的是限制涂布树脂的最大粘度，使得挤压技术能够用于除去基板和预浸料之间或者在预浸料的任何后续层之间任何夹带的空气。

糊状物的固化速率可以改进，以提供更快速的固化，从而弥补较低的抗流挂性。可以通过改变树脂中的反应性基团、抑制剂的种类和量、和/或固化剂来改进固化速率。通常，当湿树脂涂层或糊状物允许树脂铺展、补丁滑动和空气去除时，30秒到10分钟的工作时间是优选的，更优选1.5~5分钟。

在35°C下发挥抗流挂性和空气去除性的糊状物可能过稠而不能在5°C下工作，反过来，在5°C下可靠工作的糊状物在35°C下可能提供小的抗流挂性并且可能会滴落。

在所需的使用温度下，涂层10的树脂材料在100s^-1的剪切速率下优选最大粘度为275Pa.s，从而能够在涂布过程中进行空气去除，并且任选地，在1s^-1的剪切速率下粘度为至少130Pa.s，从而在所需的使用温度下提供抗流挂性。这种在20°C下测量时具有该粘度的树脂可能适于在从最小5°C扩展到最大35°C的环境温度工作范围的下端和上端时有效利用。然而，基体和湿树脂的粘度都可以被选择成使得预浸料具有较窄的环境温度工作范围，例如包括可能部分重叠的温度带。因此，可以提供多个预浸料样品，使得为涂层10和预浸料2的树脂材料提供多于一种的选择，从而通过提供在5~35°C的所需温度范围的较窄子集的更优选区域中操作的材料包，能够使现场使用者针对当天的环境条件选择具有适宜树脂材料的预浸料。例如，对于低的5~15°C、中等15~25°C和高的25~35°C的环境温度应用，可以提供三种预浸料种类，或更优选地，可以提供两种包的选择，一种在5和25°C之间使用，另一种在20和35°C之间使用。优选地，对于所需的温度范围和在5~35°C范围内的至少一个温度下，涂层10的材料在100s^-1的剪切速率下最大粘度为275Pa.s，从而能够在涂布过程中进行空气去除，并且任选地，在1s^-1的剪切速率下粘度为至少130Pa.s。

低粘度涂层10由在通常5~35°C的环境温度下也可由紫外(UV)线固化的热固性树脂形成。同样，光固化性树脂含有UV-固化光引发剂，其例子是本领域中众所周知的。这些可以包括经暴露于辐射而断裂的I型自由基光引发剂，如α-羟基酮(AHK)、α-氨基酮(AAK)和酰基膦(MAPO/BAPO)。例如，可以使用市售的光引发剂，如Irgacure819(BAPO)、Irgacure2022(Irgacure819(BAPO)和Darocure1173(AHK)的共混物)、DarocureTPO(MAPO)和Irgacure2100/氧化膦。

可选择地，还可以使用II型自由基光引发剂，如二苯甲酮、芴和硫杂蒽酮。

I型和II型自由基光引发剂也可以组合使用。光协同剂化合物，如叔胺，例如，三乙醇胺(TEA)或甲基-二乙醇胺(MDEA)，也可用于调节反应性和材料的固化。为了改变固化速率，任选地，本领域中已知的固化抑制剂可以与不同存在量的固化剂组合使用。

使用光引发剂、协同剂和抑制剂的这些组合，可以调节固化所需的波长和速率。预浸料能够使用自然光固化，或者被设计成对于自然暴露更为耐受并被选择成用UV源固化，如利用通电汞蒸汽产生UV线的电极和无电极灯，或者基于LED的UV发射器。

优选地，组合被选择成使得由环境光提供UV强度以在12小时以下的固化时间内实现树脂的完全固化，并且使用较高强度UV源在30分钟内实现。更优选地，组合被选择成使得使用较高强度UV源提供UV强度以在15分钟内实现树脂的完全固化。

同样，对于基体树脂，涂层10的树脂可以包括含有一种或多种烯属不饱和共聚性单体的热固性树脂，例如，选自聚酯、乙烯基酯或丙烯酸酯。通常，热固性树脂含有丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体。热固性树脂还可以含有一种或多种烯属不饱和共聚单体，例如，苯乙烯或乙烯基甲苯，它们可以存在以降低树脂的粘度。优选地，涂布树脂可以容易地在环境光和环境温度条件下由UV线完全和快速地固化。

涂层10的树脂的低粘度意味着使用者认为涂层10是湿的。在修复过程中，涂层10促进基板的浸湿和粘附到基板，在使用中，预浸料涂布到基板上。当修复过程需要形成预浸料的堆叠体时，在将要修复的表面上形成多层预浸料结构，每个预浸料用面朝基板的涂层10涂布，从而利用涂布在先前预浸料层的上表面上的涂层10涂布后续的预浸料层，从而涂层增大了堆叠体内的层间粘附。

通常，涂层10的厚度为35μm~1000μm，更优选100μm~400μm。

涂层10的粘度被选择成使得湿树脂可以流入其上涂布预浸料2的底层基板的不平表面上，涂层10直接接触基板表面。通常，在涂布预浸料2后，通过在预浸料上表面上的平滑擦拭动作施加压力，例如，使用柔性刀片(例如，挤压)，以确保从基板表面和预浸料之间的界面除去任何夹带的空气。如果将后续的预浸料层层压在初始的预浸料层上，则这种擦拭技术同样可以用来从相邻的预浸料层之间的界面除去意外夹带的空气。这种湿树脂的配方可以增强对基板的粘合及韧性。

通过提供这种低粘度涂层，实现了预浸料与底层基板表面以及相邻预浸料层之间的良好粘合，无需任何外部热量或固结空气压力被施加到预浸料上而导致涂布树脂流动，使其与基板表面密切均匀接触。低粘度涂层容易为预浸料修复补丁的外表面提供所需的形状和尺寸，特别地，使得预浸料修复补丁的外表面具有尽可能接近对应于损坏之前基板的初始表面。

对于常规的UV固化性树脂材料，由于固化在UV线下快速进行，因此如果树脂直接涂布到基板表面上，则难以实现一致和均匀的表面浸湿。通过在预浸料表面上设置低粘度涂层，通过UV线在与预浸料的基体树脂在大致相同时间下固化该层，使用者能够容易地在修复补丁表面上施加手动平滑和调平压力，从而铺展树脂、弄平任何高点和填充表面中的任何低点，并且实现相邻预浸料层与所需的外表面轮廓的层压。在涂布过程中，低粘度涂层不会开始过早的胶凝化和固化，因为其已被涂布到预浸料表面上并且通过预浸料背板而屏蔽UV线，然后除去预浸料背板而开始固化。

UV固化性涂层10具有特别优选的粘度范围，从而允许可靠和可重复地实现手动平滑和调平压力，例如使用挤压技术。如果涂层10的粘度过低，则树脂很容易滴落，并且在将预浸料涂布到基板上后，预浸料可以在其自身重量下滑动。如果涂层10的粘度过高，则在层压过程中使用者难以挤出任何夹带的空气。选定的低粘度范围允许预浸料可靠地将其整个表面粘附到底层基板表面上，在使用手动平滑和调平擦拭压力的预浸料涂布后，涂层厚度是可变的，并且预浸料在该表面上可滑动地重新定位到所需的位置。此外，相对于湿层压方法，本发明的预浸料的主要优点在于，因为预浸料包括浸渍入纤维增强物中的较高粘度基体树脂以提供可悬垂预浸料，这样使得与液体树脂和初始干纤维的湿层压增强材料相比，预浸料更好地保持其形状并且处理不太麻烦。

本发明的预浸料可以用于形成逐层层压的多层堆叠体，象常规预浸料增强材料那样。实现得到的修复补丁在先前不平的损坏基板表面上的最外表面的外形和尺寸的容易控制以及连续预浸料层的重新定位能力的优点源自于具有双层、不同粘度、UV固化性树脂材料的预浸料。

涂层10可以初始设有可除去的柔性背板(未显示)，以在使用前保护涂层10。通常，背板包括塑料膜，例如聚乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯的膜。为了促进从低粘度“湿”涂层10除去背板，没有意外地将树脂转移到除去的背板或操作者上而造成不太干净的过程，预浸料的“湿”侧可以任选地被冷却到低温，例如，就在除去背板之前冷却到低于目前环境条件的温度15°C。可以通过冷藏室喷射、在展开台上的用于除去背板的网的冷却辊、冷却架区、冰袋等提供冷却。在预浸料被冷却后，通常，预浸料被放置在远离UV线的黑暗环境中，以避免过早的树脂固化，然后在环境温度下预先调节一段时间，从而在涂布到基板上之前将预浸料升到工作温度。

这种涂布的预浸料在修复过程中制造和使用简单，并且提供高质量、耐久的修复。

根据本发明的第二实施方案，如图2所示，预浸料32包括用具有第一粘度的基体树脂36完全或部分浸渍的纤维增强层34，象图1中示出的第一实施方案那样。同样，在图中层厚度被放大。然而，纤维增强层34的一侧未用湿树脂的涂层预先涂布。相反，湿树脂38，可以是与第一实施方案使用的相同树脂，就在将预浸料32涂布到基板表面40之前被涂布到最下预浸料表面42上，并且任选地，如果需要，初始涂布到基板表面40上作为填充物43。因此，在该实施方案中，湿树脂可以用作多功能树脂，在预浸料和底层基板之间作为可重新定位和可平滑/可调平的粘合剂，还作为填充物以填充将要修复的基板表面中的大孔或腔，进一步作为外表面上的填充和整平化合物，从而提供易于砂磨且提供适用于油漆和其他顶部涂料粘附的表面的最终表面。最上预浸料表面45用可除去的UV阻断背板膜46覆盖。

举例来说，图1的实施方案的预浸料可以用在以下结合图3说明的修复过程中。

在第一步骤中，打磨将要修复的基板表面16，例如通过砂盘，以提供彻底粗糙的表面。任选地，可以涂布湿树脂以填充任何较大的局部孔或表面凹凸。然后，将具有图1的实施方案的结构并且形成修复补丁22的预浸料层2涂布在受损区域上，涂层10设置在基板表面16上。挤压擦拭技术用于从预浸料2和表面16之间的界面推出空气。然后除去UV阻断背板11。从预浸料2下面挤压出的任何过量的涂布树脂可以在修复上平滑化，特别是在预浸料层的边缘，在那里存在高度下降。通过在涂布补丁22后除去UV阻断背板11，在环境条件下启动树脂固化过程。补丁22的修复可以在环境光中固化，任选地还使用UV灯，以提供较高强度的UV线，从而加速固化过程并为固化的树脂材料提供改善的机械和化学性能。

然后，可以涂布相邻的补丁以继续修复。预浸料的涂层10允许下一个补丁先被放置在基板上，然后在涂层10上滑动以使该补丁与先前涂布的补丁准确地对准。

举例来说，图2的实施方案的预浸料可以用在以下结合图4说明的修复过程中。

将具有图2的实施方案的结构但没有涂布树脂层的多个预浸料层20彼此叠置而形成多层堆叠体18，其中在堆叠体18的外周边缘处相继的层在侧向上部分地搭接而形成交错的层结构。在图4所示的实施方案中，在每个堆叠体18中存在三个预浸料层20a、20b、20c。预浸料层的具有交错层的堆叠体18在施加的热量和压力下预先固结而形成修复补丁22。在一侧上，与图1所示的相似，过大尺寸的UV阻断背板膜(未显示)安置到修复补丁22上。形成修复补丁22的这些步骤可以在预浸料制造设施中进行或者在工地进行。

象第一实施方案中那样，在修复过程的第一步骤中，打磨将要修复的基板表面46，例如通过砂盘，以提供彻底粗糙的表面。基板46被勾画轮廓，包括风力涡轮叶片的前缘49。通过将湿糊状物涂布到修复补丁22的未用UV阻断背板膜涂布的侧面来提供湿补丁22。湿糊状物在修复补丁22的表面上平滑化。然后，将修复补丁22涂布在基板表面46的受损区域47上，其中湿糊状物被压在表面46上。挤压和层压擦拭技术再次用于从界面推出任何夹带的空气。挤压出的任何过量的湿糊状物树脂可以在修复上平滑化，特别是在层下降处。在涂布修复补丁22后除去UV阻断背板膜，开始固化过程。然后，将下一个修复补丁22邻近先前的补丁22涂布，并且如图4所示，任选地部分搭接，从而继续修复过程。

在可选实施方案中，代替使用热量和压力来将修复补丁的多个预浸料层固结在一起，额外的湿糊状物树脂可以用于提供修复补丁22的相邻预浸料层之间的粘合。然而，这种权宜之计往往增大修复的整体重量。

对于任一种实施方案，如果大和/或深的孔或腔存在于受损区域中，则独立于预浸料的来自单独亚层的额外湿树脂可以在涂布预浸料之前先涂布到基板上，并且平滑到孔或腔中。然后，预浸料基体树脂和涂布材料共固化。已经发现，这种技术效果很好，因为发生自然的平滑化，从而降低了在预浸料补丁的固化后对任何最终的填充和整平工作的需要。

对于任一种实施方案，实际测试表明，对于风力涡轮叶片上的典型前缘修复，长度为250~750mm、更优选400~600mm、通常约500mm的补丁对于操作者处理和空气去除效果很好。这些模块化的补丁可以连续应用，具有一些搭接，使修复区可以延长到任何长度或宽度的修复。修复补丁的大小是决定性的，因为如果补丁变得过大，则很难放上和挤压出补丁下面可能夹带的空气。已经发现，通过使用显著更大长度的预浸料补丁，如大于750mm，修复过程实际上每延米涂布的更长。如果补丁长度为1米以上，则补丁涂布过程对于操作者在工地处理预浸料变得太困难并且更多的空气倾向于夹带在预浸料下面。为实现有效的修复过程中，长度小于250mm的较短补丁要求每延米涂布太多的补丁。在需要多于一个补丁的修复中，切割成或制备成适合大小的较短补丁，有用的是匹配将要修复的其余几何形状，以避免打磨修复区域来匹配补丁几何形状的整数倍数。

对于任一种实施方案，在完成补丁涂布和树脂固化过程之后，如果在由纤维增强的树脂基体材料形成的固化的复合材料下方发现任何空隙，则两个相邻的孔可以钻入缺陷中，并且额外的湿糊状物可以通过一个孔注入以填充空隙，另一个孔作为排出空气用的通风孔。

对于任一种实施方案，多用途湿糊状物或另一种UV固化糊状物可以涂布在补丁和/或补丁的边缘上并且平滑化，任选地，易于砂磨的填充化合物涂布在其上，用于最终填充和整平步骤。

修复可以整平回到例如涂布的凝胶树脂或油漆的所需表面和最终顶涂层。

第二实施方案的方法的特别优点是实现了高速的最终修复。各补丁可以在工地现场组装，但没有日光。可选择地，可以选择不被环境光活化的光引发剂。补丁的层可以现场切割成所需的横向尺寸，并且所需数量的层可以容易地并入所需的补丁。现场的修复过程是快速的，因为对于每个修复区域而言，可以在单一的涂布步骤中涂布多个预浸料层。现场制造定制尺寸的准确修复补丁的设施很容易，因为与使用湿层压过程制备的湿浸料相比，中等至低粘性的预浸料易于处理。此外，涂布湿糊状物和预浸料的步骤也快速并且容易。这可以初步离线实现并且在使用前保存预浸料。作为在工地补丁制造的替代，可以采用标准尺寸的预制的补丁。然而，对于特定修复尺寸而言就在使用前现场制造补丁可以提供用于实现修复的所需最终尺寸和厚度的最大灵活性。通过提供预浸料以及适于利用UV底漆层和UV固化性预浸料的混合物修复复合结构的相关修复过程，可以显著提高修复速度和最大化现场修复的天气窗口。

由于UV固化性树脂材料由UV阻断背板膜保护，因此树脂可以配制成在日光下快速固化，从而提供一种快速固化。经除去背板膜，一旦第一修复补丁处于适当位置，就允许日光使树脂快速胶凝化，将补丁牢固地定位在其所需位置，这是有利的，因为当相继涂布一系列修复补丁时，后续补丁的放置不会导致先前涂布的修复补丁的意外移动。湿树脂的低粘度允许更刚性(但可悬垂的)预浸料补丁在湿树脂周围滑动，使得相邻修复补丁之间的接头实际上以所需的搭接关系接合，并且较高粘度的预浸料树脂防止补丁几何形状和纤维的变形。

在第一实施方案的补丁中，在没有如上所述初步冷却预浸料的情况下有时可能难以除去湿侧的背板，因为湿树脂倾向于是湿的和粘性的。使用第二实施方案的补丁，背板膜并不需要被涂布到湿树脂上，因为湿树脂仅在修复点被涂布，因此操作者、基板和工作区倾向于保持更清洁。

根据本发明的另一个方面，提供一种涂布的预浸料用的保持器，其使得预浸料能够容易地保存和输送到修复区域，而没有过早的树脂固化，并确保湿树脂表面不会意外地损坏。

参照图5，根据一个实施方案的保持器50包括对于UV线基本上不透明的材料(例如，塑料或纸板)的中空刚性伸长管52。图中的管52具有方形的横截面，例如60mm2，其适合保存宽度为150mm的预浸料54。尺寸被选择成使得预浸料54可以具有一个外表面56，其是没有湿树脂的表面，一般邻近中空管52的内表面58伸展但本身没有折叠或缠绕，使得在预浸料层62上伸展的湿树脂层60不会接触管52的任何部分或预浸料54的另一个边缘。此外，预浸料54通过在管52内弯曲而变形，并且其向后朝向平面构造的恢复力将预浸料54迫向内表面58。这样防止预浸料54从管52意外下落。UV阻断背板膜64，如果设置，则覆盖外表面56。UV阻断背板膜64优选是过大尺寸的，使得其能够容易地被手动拿起，从而在需要时从管52中拉出预浸料。管52的一端或两端可以用UV阻断可除去的端盖66覆盖。一端可以设置固定的端壁。

用于保持150mm宽的预浸料的可选几何形状是60mm直径的圆形横截面或100mm直径的圆形横截面。

如图6所示，为承载多个预浸料54，可以设置多个管52，它们的外表面70连接，例如，通过粘合或热粘合，而形成相互连接的管52的阵列68。

管52或阵列68可以设有附件或手柄，如手柄72所示，用于方便携带或运输。

这些管状结构可以容易地输送，并且轻巧耐用。例如，承载预浸料的管或其阵列可以容易地在绳索上降低至现场修复风力涡轮叶片的操作者。

本发明的优选实施方案在工地修复纤维增强的树脂基体复合部件方面具有特定应用。特别地，本发明的优选实施方案的特定应用是修复风力涡轮叶片，具体是该叶片在服务过程中可能损坏的前缘，例如因为撞击，例如被鸟类撞击。本发明的优选实施方案也可用于在工地修复其他部件，如管道或混凝土结构，或者为结构提供额外的加强。

与已知的修复体系相比，本发明的优选实施方案可以提供特别的优点，即，预浸料快速涂布到将要修复的产品或结构上以及预浸料的固化性树脂的快速固化。这种快速固化可以在宽范围的环境温度和环境湿度内实现。这又可以为使用者提供在比已知修复体系更宽的天气窗口中修复受损的复合材料表面的能力，反过来这可以显著增大可用于现场修复这种结构的时间比例。当将要修复的结构是风力涡轮机的叶片时，使用本发明优选实施方案的预浸料和方法可以减少风力涡轮机的停机时间，并且可以增加每天可以修复的叶片数量，从而节省了与起重机租用和性能损失相关的显著成本。

本发明的优选实施方案利用在预浸料制造步骤中或在修复过程中涂布到预浸料上的湿树脂，例如就在涂布预浸料到基板之前接收预浸料，与使用没有这种湿树脂的预浸料相比，湿树脂被配制成为基板提供增强的粘合及韧性。

因此，本发明的优选实施方案提供了一种双粘度预浸料，所述预浸料被涂布到将要修复的基板上，且含有湿树脂，所述湿树脂具有：

a)足够低的粘度，从而允许湿树脂用作流体，使得在预浸料已被涂布到基板上后能够容易地手动推出夹带的空气，这样使得能够使用挤压而不是真空装袋，从而在没有空气夹带的情况下可靠地粘附单一预浸料层或成型预浸料层的预固结补丁，还在预浸料和基板之间提供了一些位置移动，从而确保补丁的具体位置可以容易地滑动调节到其所需的位置；

b)足够高的抗流挂性，以防止在UV固化性树脂胶凝化和固化前补丁从位置容差(例如+/-3mm)移动；

c)足够的润湿性和粘合，能够润湿和粘结各种不同的基板，例如，聚酯或环氧树脂层压体，它们常用于纤维增强的树脂基体复合材料；和

d)在环境光下的胶凝化能力，例如在日光下，在这样的环境光(通常日光)下可以至少部分地固化，或者可选择地，只有当受到来自UV源的较高能量UV线时才固化。

除了用作预浸料上的涂布湿层外，湿树脂还可以用作填充物和整平化合物或注射化合物，用于填充修复和基板之间形成的空隙，因此是修复过程中的多用途材料。

预浸料树脂具有足够的粘度以提供悬垂性，但没有过多粘性以保持切割件的纤维排列。

湿树脂在开始固化前应该优选具有1.5mm的充分抗流挂性，更优选3mm的抗流挂性，从而避免滴落到叶片修复上。

与使用湿层压方法来制造修复相比，本发明的优选实施方案可以为基板表面的修复部分提供改善的机械性能。

在本发明的优选实施方案中，湿树脂被涂布到预浸料上，而不是基板上。相反，如果将湿树脂涂布到基板上，则更难以确保湿树脂被涂布在正确的地方，由于干点和/或不希望的或多余湿树脂的原因，可能会遇到问题。如果湿树脂被涂布到基板上，则存在意外地将湿树脂滴落到远离修复区域的预浸料层压体上的风险，并且还可能涂布超过必要的更多湿树脂，从而需要在挤压阶段除去。更进一步地，就在涂布后，基板上的湿树脂会很容易暴露在日光下，将开始固化，这要求长工作时间的湿树脂配制，这反过来会导致不希望长的最终固化(除非使用UV灯)。任何过多的湿树脂倾向于固化，需要在涂布下一个预浸料补丁之前除去，因为这些过多的树脂会留下高点。

结合以下非限制性实施例进一步说明本发明。

实施例1

从环氧树脂和不饱和的酸形成理论平均分子量为约912的不饱和的环氧酯2,2-丙基-[二-1,1'-(苯基-4,4'-{2-羟基丙基醚})]-二[乙基甲基丙烯酸酯]苯-1,2-二甲酸酯，从而制造含有2个不饱和的甲基丙烯酸基团的预浸料树脂。

树脂的制造如下：在第一反应步骤中，使1mole的甲基丙烯酸羟基乙酯(HEMA)与1mole的邻苯二甲酸酐在100°C的温度下反应2小时，生成HEMA邻苯二甲酸酯。

然后，在第二反应步骤中，使2mole的HEMA邻苯二甲酸酯与1mole的分子量约354的双官能的二缩水甘油醚双酚A环氧树脂(以商品名DER330市售得到)在100°C的温度下反应8小时。这样提供预浸料树脂的不饱和单体。

随后，通过在100°C的温度下将1wt%的以Irgacure819市售得到的市售固化剂分散到树脂中，将作为不饱和单体的聚合催化剂的光引发剂固化剂加到反应产物中。

在85°C的温度下用该树脂作为热熔粘合剂浸渍600gsm+/-45E-玻璃双轴织物，树脂含量为42%。

将预浸料的4层层压体先在真空下固结，随后通过在表面下方的位置475mm处暴露于来自UVLightTechnology的800WUV未掺杂汞泛光灯，Serial Number574的UV光10分钟，进行固化。

这样形成具有规范化的纤维体积分数53%的纤维增强的树脂基体复合材料。

测量得到的固化层压体的机械性能，示于表1。

表1

将其与表1中显示作为比较例1的从Gurit(UK)Limited以GuritWE91-2市售得到的等效双官能的DEGBA环氧预浸料600gsm+/-45双轴预浸料作比较。

可以看出，使用实施例1的预浸料制造的复合材料的机械性能优于使用比较例1的环氧树脂预浸料制造的复合材料的机械性能。

对于由多个实施例1的预浸料构成的层压体而言，针对不同光强度测量层间剪切强度(ILSS)相对于UV曝光时间的发展，示于图5。取决于层压体质量和固化，典型的聚酯湿层压体修复树脂表现出5~15Mpa的ILSS，取决于层压体质量和固化，环氧树脂湿层压体通常表现出10~25MPa的ILSS。可以看出，使用800WUV灯提供了最快的固化和最大的层间剪切强度。即使只在日光下，也可以实现相当于聚酯修复的性能。

实施例2

通过共混不同比例的来自实施例1的2HPE树脂与ScottBaderCrystic2-406Pa不饱和的聚酯树脂，任选地使用M5氧化硅作为触变剂，形成糊状的涂布树脂，从而制造涂布树脂。

取决于日光条件，当在20°C下暴露于日光时，树脂共混物的工作时间为大约0.5~3分钟。

对于用根据实施例1制备的44wt%树脂浸渍和用400gsm涂布树脂涂布的2400gsm纤维的预浸料补丁，分析涂布树脂在预浸料上铺展的容易性、树脂抗流挂性和流淌水平。无空气地将补丁涂布到基板上的能力分析如下：首先，将树脂涂布到长500mm、宽150mm的预浸料补丁上，使补丁漂浮，使用可滑动的湿涂布树脂，涂布到打磨的基板上，使用挤压技术将空气气泡挤压到预浸料的末端。

表2

表2表明，可以配制涂布树脂的各种树脂组成以表现出所需的粘度性能，从而在所需的工作环境温度下可铺展、表现出空气去除和抗流挂性。树脂组合物由2HPE和上面讨论的实施例2使用的PE树脂的各种组合构成，任选地含有氧化硅触变剂M5。

通过改进树脂配方，通过改变不饱和的2HPE单体和聚酯树脂的比例量，树脂性能可以被调节，以在选定的环境温度下实现所需的性能。

表3中的制剂C、D和E都加入有触变剂氧化硅，提供了增强的流淌控制(在约1~2s^-1的剪切速率下高粘度)，未增大在低剪切速率下树脂的粘度，得到可容易铺展的树脂糊状物，提供了良好的空气去除(在约100~165s^-1的剪切速率下低粘度)。

实施例3

为了测试本发明实施方案的预浸料通过使用涂布树脂对基板的粘合，制造在100s^-1的剪切速率下在20°C下测量时具有155Pa.s粘度和在1s^-1的剪切速率下在20°C下测量时具有305Pa.s粘度的由60份2HPE和40份ScottBaderCrystic2-406Pa不饱和聚酯树脂构成的涂布树脂。

通过打磨聚酯和环氧树脂层压体基板制备双搭接剪切试样。向下中央切割板的中心，然后将板半对接到一起。用上面的涂布树脂涂布由实施例1的3×600gsm预浸料制成的40mm宽的预浸料带。将具有涂布树脂的预浸料压在基板上。预浸料的滚动方向平行于切割方向，提供相对于基板半之间的间隙的+/-45°纤维。

然后，在表面下方的位置475mm处暴露于来自UV Light Technology的800W UV未掺杂汞泛光灯，SerialNumber574的UV光10分钟。然后，将基板的试样颠倒旋转，通过将预浸料涂布到相对面而对新面重复该过程，从而提供夹在相对预浸料之间的修复基板。随后，切割25mm宽的试样并测试，得到层压体的机械性能，特别是测定修复的平均失效剪切应力。

已知的是，环氧树脂层压体修复对于未反应的聚酯单体的存在很敏感。测试相对于固化后聚酯层压体(老化)，在20°C下固化成聚酯层压体固化的24小时(新制)以增大固化转换水平的能力。也针对标准湿层压聚酯树脂修复，比较各样品。在修复后直接对样品进行测试，并在50°C下浸渍4周后，测试修复的长期完整性。结果示于表3。

表3

从表3可以看出，本发明的涂布的预浸料可以为各种树脂基板提供良好的粘合和耐久的修复，从而为修复产生高剪切应力。这表明，涂布的预浸料可以可靠地用来在具有不同基体树脂的纤维增强的树脂基体复合材料上制造修复。

实施例4

对于根据前面的实施例制备的多个涂布树脂样品，测试粘度随剪切速率的变化。结果示于图7。已经发现，对于涂布树脂在每个剪切速率下存在优选的粘度范围。图7示出随着剪切速率的变化优选粘度范围的变化，上线标志X代表在至少100s^-1的相对较高的剪切速率下粘度的优选上限阈值，下线标志Y代表在至多1s^-1的相对较低剪切速率下粘度的优选下限阈值。线X是高剪切区I的下限，线Y是低剪切区II的上限，在各个剪切速率下，优选的湿涂布树脂具有在这些区之外的粘度。

特别地，应当指出，对于100~1000s^-1的剪切速率，粘度应该低于上线阈值，否则在这些剪切速率下(代表在涂布树脂铺展并且预浸料滑到基板上的位置期间的典型剪切速率)，粘度过高而不允许涂布树脂的有效铺展和空气去除。阴影区域I代表树脂粘度一般在该相对较高的剪切速率范围内过高的粘度值。

还应当指出，对于达到1s^-1的相对较低的剪切速率，粘度应该高于下线阈值，否则在这些剪切速率下(代表当树脂在预浸料上固定或处于充满的腔中时的典型剪切速率)，粘度过低使得涂布树脂可能会流淌或滴落。阴影区域II代表树脂粘度一般在该相对较低的剪切速率范围内过低的粘度值。然而，在这些低剪切速率下的这些低粘度值可以通过涂布树脂的初步或快速UV固化以使涂布树脂部分地固化来增加粘度而在预浸料的应用过程中适应。

优选地，涂布树脂的粘度在100s^-1的剪切速率下为至多275Pa.s，更优选地，涂布树脂的粘度在1s^-1的剪切速率下为至少130Pa.s。

在20°C的测试温度下获得图7的粘度和剪切测量。然而，所示的粘度/剪切速率关系优选通过对于落入5~35°C的优选环境温度范围内的任何工作温度而言适宜的树脂配方而获得，特别是在这些温度值中的至少一个温度下。特别重要的是提供具有所需粘度的涂布树脂，更特别地，当涂布树脂在较低环境温度下使用时，例如5~15°C，是可铺展的，并允许在涂布过程中在相对较高的剪切速率下空气逸出。从前面的实施例，可以看到如何配制对于任何预期的工作温度范围内具有所需粘度的树脂，任选地含有粘度改进剂，如触变剂。本发明的树脂不需要在实际应用中可能会使用的整个可能的环境温度范围内提供所需的粘度性能。

Claims

1.一种预浸料，其包括用具有第一粘度的基体树脂至少部分浸渍的纤维增强层、在所述纤维增强层的第一侧上的具有第二粘度的湿树脂的涂层、在所述纤维增强层的第二侧上的作为紫外线阻挡层的可除去的第一柔性膜，第一粘度高于第二粘度，所述基体树脂和所述湿树脂均能够由紫外线固化。

2.如权利要求1所述的预浸料，还包括覆盖所述湿树脂的涂层的可除去的第二柔性保护膜。

3.如权利要求1或2所述的预浸料，其中所述湿树脂的涂层的厚度为35μm~1000μm，任选地为100μm~400μm。

4.如权利要求1~3中任一项所述的预浸料，其中所述湿树脂在100s^-1的剪切速率下在5°C、20°C或35°C中至少一个的温度下测量的粘度为至多275Pa.s，任选地在100s^-1的剪切速率下在5°C、20°C或35°C中至少一个的温度下测量的粘度为40~275Pa.s，更任选地为50~250Pa.s，再更任选地为75~200Pa.s，还再更任选地为75~175Pa.s。

5.如权利要求4所述的预浸料，其中所述湿树脂在1s^-1的剪切速率下在5°C、20°C或35°C中至少一个的温度下测量的粘度为至少130Pa.s的，任选地在1s^-1的剪切速率下在5°C、20°C或35°C中至少一个的温度下测量的粘度为130~1000Pa.s，更任选地为250~1000Pa.s，再更任选地为250~750Pa.s，还再更任选地为300~750Pa.s。

6.如前述权利要求中任一项所述的预浸料，其中在5~35°C范围内的至少一个温度下，任选地在20°C下测量，所述湿树脂的粘度在100s^-1的剪切速率下为至多275Pa.s，为40~275Pa.s，任选地在1s^-1的剪切速率下为至少130Pa.s，更任选地为130~1000Pa.s。

7.如前述权利要求中任一项所述的预浸料，其中所述基体树脂在20°C下的粘度为1×10⁴~2×10⁶Pa.s，任选地在20°C下的粘度为2×10⁴~1×10⁶Pa.s。

8.如前述权利要求中任一项所述的预浸料，其中所述基体树脂和所述湿树脂包括相同或不同的热固性树脂以及光引发剂，每种热固性树脂含有一种或多种烯属不饱和共聚性单体。

9.如权利要求8所述的预浸料，其中每种热固性树脂含有选自聚酯、乙烯基酯或丙烯酸酯的至少一种单体。

10.如权利要求9所述的预浸料，其中每种热固性树脂含有至少一种丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体。

11.一种用于在纤维增强的基体树脂复合材料上形成修复补丁的零件工具包，所述工具包包括(a)预浸料，包括用具有第一粘度的基体树脂至少部分浸渍的纤维增强层，和(b)用于在所述预浸料上形成涂层的湿树脂的亚层，其中所述基体树脂的粘度高于所述湿树脂的粘度，并且所述基体树脂和所述湿树脂均能够由紫外线固化。

12.如权利要求11所述的工具包，还包括可除去的第一柔性膜，作为用于覆盖所述预浸料的纤维增强层的一侧的紫外线阻挡层。

13.如权利要求11或12所述的工具包，其中所述湿树脂在100s^-1的剪切速率下在5°C、20°C或35°C中至少一个的温度下测量的粘度为至多275Pa.s，任选地在100s^-1的剪切速率下在5°C、20°C或35°C中至少一个的温度下测量的粘度为40~275Pa.s，更任选地为50~250Pa.s，再更任选地为75~200Pa.s，还再更任选地为75~175Pa.s。

14.如权利要求13所述的工具包，其中所述湿树脂在1s^-1的剪切速率下在5°C、20°C或35°C中至少一个的温度下测量的粘度为至少130Pa.s，任选地在1s^-1的剪切速率下在5°C、20°C或35°C中至少一个的温度下测量的粘度为130~1000Pa.s，更任选地为250~1000Pa.s，再更任选地为250~750Pa.s，还再更任选地为300~750Pa.s。

15.如权利要求11~14中任一项所述的工具包，其中在5~35°C范围内的至少一个温度下，任选地在20°C下测量，所述湿树脂的粘度在100s^-1的剪切速率下为至多275Pa.s，为40~275Pa.s，任选地在1s^-1的剪切速率下为至少130Pa.s，更任选地为130~1000Pa.s。

16.如权利要求11~15中任一项所述的工具包，其中所述基体树脂在20°C下的粘度为1×10⁴~2×10⁶Pa.s，任选地在20°C下的粘度为2×10⁴~1×10⁶Pa.s。

17.如权利要求11~16中任一项所述的工具包，其中所述基体树脂和所述湿树脂包括相同或不同的热固性树脂以及光引发剂，每种热固性树脂含有一种或多种烯属不饱和共聚性单体。

18.如权利要求17所述的工具包，其中每种热固性树脂含有选自聚酯、乙烯基酯或丙烯酸酯的至少一种单体。

19.如权利要求18所述的工具包，其中每种热固性树脂含有至少一种丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体。

20.一种将固化的预浸料粘结到基板表面上的方法，所述方法包括以下步骤：

(iii)使用紫外线固化所述基体树脂和所述湿树脂。

21.如权利要求20所述的方法，还包括在步骤(i)之前，将所述涂层涂布到所述纤维增强层的第一侧上的步骤。

22.如权利要求20或21所述的方法，还包括在步骤(ii)之前，涂布额外的湿树脂以填充基板表面中的孔、腔或低点的步骤。

23.如权利要求20~22中任一项所述的方法，其中在步骤(ii)中，施加手动压力，作为在所述预浸料的外表面上的擦拭运动，以从所述纤维增强层和基板之间除去夹带的空气。

24.如权利要求23所述的方法，其中所述擦拭运动通过调平其下方的湿树脂使所述预浸料的外表面平滑化。

25.如权利要求23或24所述的方法，其中通过使用柔性刀片进行所述擦拭运动。

26.如权利要求20~25中任一项所述的方法，其中步骤(i)中提供的预浸料具有设置在所述纤维增强层的第二侧上的作为紫外线阻挡层的可除去的柔性膜，并且在固化步骤(iii)之前，除去所述柔性膜使得所述预浸料暴露于紫外线。

27.如权利要求20~26中任一项所述的方法，其中所述预浸料包括以交错搭接配置排列的多个纤维层。

28.如权利要求20~27中任一项所述的方法，其中多个预浸料相继涂布到基板表面上，每个后续涂布的预浸料部分地搭接先前涂布的预浸料。

29.如权利要求20~28中任一项所述的方法，其中所述预浸料具有250~750mm的最大横向尺寸。

30.如权利要求20~29中任一项所述的方法，其中所述预浸料被切割成基本上对应于将要由所述预浸料覆盖的基板表面的形状和尺寸。

31.如权利要求20~30中任一项所述的方法，其中在涂布步骤(ii)中，通过使所述湿树脂的涂层流动，将所述预浸料滑入基板表面上的所需位置。

32.如权利要求20~31中任一项所述的方法，其中在固化步骤(iii)之后，将额外的湿树脂注入在固化的预浸料和基板表面之间的空隙。

33.如权利要求20~32中任一项所述的方法，其中所述湿树脂在100s^-1的剪切速率下在5°C、20°C或35°C中至少一个的温度下测量的粘度为至多275Pa.s，任选地在100s^-1的剪切速率下在5°C、20°C或35°C中至少一个的温度下测量的粘度为40~275Pa.s，更任选地为50~250Pa.s，再更任选地为75~200Pa.s，还再更任选地为75~175Pa.s。

34.如权利要求33所述的方法，其中所述湿树脂在1s^-1的剪切速率下在5°C、20°C或35°C中至少一个的温度下测量的粘度为至少130Pa.s，任选地在1s^-1的剪切速率下在5°C、20°C或35°C中至少一个的温度下测量的粘度为130~1000Pa.s，更任选地为250~1000Pa.s，再更任选地为250~750Pa.s，还再更任选地为300~750Pa.s。

35.如权利要求20~34中任一项所述的方法，其中步骤(ii)在环境温度下进行，在环境温度下，所述湿树脂的粘度在100s^-1的剪切速率下为至多275Pa.s，任选地为40~275Pa.s，更任选地为50~250Pa.s，再更任选地为75~200Pa.s，还再更任选地为75~175Pa.s，任选地在1s^-1的剪切速率下为至少130Pa.s，更任选地所述粘度为130~1000Pa.s，更任选地为250~1000Pa.s，再更任选地为250~750Pa.s，还再更任选地为300~750Pa.s。

36.如权利要求20~35中任一项所述的方法，其中所述基体树脂在20°C下的粘度为1×10⁴~2×10⁶Pa.s，任选地在20°C下的粘度为2×10⁴~1×10⁶Pa.s。

37.如权利要求20~36中任一项所述的方法，其中所述基体树脂和所述湿树脂包括相同或不同的热固性树脂以及光引发剂，每种热固性树脂含有一种或多种烯属不饱和共聚性单体。

38.如权利要求37所述的方法，其中每种热固性树脂含有选自聚酯、乙烯基酯或丙烯酸酯的至少一种单体。

39.如权利要求38所述的方法，其中每种热固性树脂含有至少一种丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体。

40.如权利要求20~39中任一项所述的方法，其是用于修复基板的受损表面的方法。

41.如权利要求40所述的方法，其中所述基板是纤维增强的基体树脂复合材料。

42.如权利要求41所述的方法，其中所述基板包括风力叶片，任选地在所述风力涡轮机上现场修复的风力涡轮叶片的前缘。

43.一种预浸料用的保持器，所述保持器包括对于UV线基本上不透明的材料的至少一个中空刚性伸长管以及至少一个可除去的端盖，所述端盖由对于UV线基本上不透明的材料构成，用于覆盖所述管的至少一端。

44.如权利要求43所述的保持器，包括所述中空刚性管的相互连接的阵列。

45.如权利要求43或44所述的保持器，其中所述管的横截面呈圆柱形或方形。

46.一种如权利要求43~45中任一项所述的保持器的组件，其在各个管中含有预浸料，所述预浸料包括用基体树脂至少部分浸渍的纤维增强层以及在所述纤维增强层的第一侧上的湿树脂的涂层，所述基体树脂和所述湿树脂均能够由紫外线固化，所述预浸料绕着所述管的纵轴至少部分地弯曲，使得所述纤维增强层的第二侧邻近各个管的内表面，围绕所述内表面延伸的所述预浸料的长度小于所述内表面的周边长度，并且所述湿树脂的涂层不与所述管接触。

47.如权利要求46所述的组件，其中作为紫外线阻挡层的可除去的柔性膜设置在所述纤维增强层的第二侧上。

48.如权利要求46或47所述的组件，其中所述预浸料通过在所述管内弯曲而变形，并且其向后朝向平面构造的恢复力将所述预浸料迫向所述内表面。