一種溼面修補劑的製作方法

2023-05-29 14:31:06 1

專利名稱：一種溼面修補劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種溼面修補劑，尤其是一種環氧改性雙組份反應型溼面(水下)膠粘劑。
背景技術：
表面工程作為維修的重要手段已日益受到高度重視。作為表面工程學科重要組成部分n9表面技術，表面修復技術包括電鍍、電刷鍍、熱噴塗、粘接粘塗等，這些修複方法相互補充，成為設備維修必要的手段應急措施，修復報廢零件，使舊零件起死回生，為企業挽回巨大經濟損失，設備維修已成為生產力的有機組成部分。
表面粘塗技術作為現代表面技術之一，近年來，在設備維修領域發揮了重大作用並取得了良好的社會效益和巨大的經濟效益。
表面粘塗技術和堆焊、熱噴塗、電刷鍍相比，其工藝簡便，不需專門設備、無需消耗熱能和電能，只需將配製好的修補劑塗敷於清理好的待修表面即可，固化後如金屬般堅硬， 可進行各種機械加工，滿足零件溼面、耐蝕、恢復尺寸、缺陷填補、密封堵漏等維修需要。一般可室溫固化，對零件無熱影響區和熱變形，並可現場作業，減少停機時間。它省時省工，節約能源和大量資金，是一種快速和價廉的修補技術，是設備維修的有效手段，必將發展成為重要的現代表面技術之一。
金屬修補劑是設備維修中表面粘塗與膠接的關鍵技術，它是由高分子聚合物及金屬粉末、陶瓷粉末和纖維組成的雙組份(或多組份)膠泥狀複合材料，廣泛用於零件溼面損、耐腐蝕修復和預保護塗層及用來修補零件各種缺陷(如裂紋、劃傷、尺寸超差、鑄造氣孔、砂眼)以及密封堵漏等，其工藝簡便易行，只需將雙組份按比例混合均勻，塗敷於經除鏽、除油的表面，固化後修整即可，是一種省工、省時、經濟、耐用、靈活、方便、理想的新型修補材料，是目前發展最快的複合材料之一。
國外從五十年代末就開始研究這種修補材料，例如美國Belz0na高分子合金修補劑，德國Diamant產品也聞名世界，可用來修補各種材料，可用於修補金屬、橡膠、陶瓷等， 根據不同的使用溫度、壓力、介質等條件可選用不同牌號的修補劑。瑞士卡斯特林公司的 MEcATeC產品也有十幾種，在鑄造、水泥、製糖、鐵路、電子等多種行業的設備維修中得到了廣泛的應用。另外，國內一些單位雖然研製出一些金屬填補劑、溼面膠，但性能還不能滿足設備維修的使用要求。上述國外研製的修補材料，雖然性能高於國內產品，我國八十年代對坦克履帶掛膠板就曾用過德國Diamant產品，但是強度、耐溫性能仍難以達到修復軍工裝備或強度等性能要求苛刻的設備的要求，而且進口修補劑的價格及其昂貴，消耗大量外匯， 導致企業在設備維修方面消耗巨額資金。
本發明研製的系列溼面修補劑為環氧改性雙組份反應型溼面(水下)膠粘劑，固化後結合強度達35MPa，使用溫度-60 160°C。主要用於各種管道、閥門、暖氣片、船舶、油箱、水箱的堵漏與密封、水下電纜接頭的連接與密封等修補工作，耐水、耐酸鹼、耐鹽、耐油。發明內容
修補劑的組成可分為粘料、固化劑、增韌劑、特殊填料、稀釋劑、偶聯劑、防老劑、觸變劑、消泡劑、促進劑等。粘料選用環氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚脂、聚氨酯、有機矽樹脂等，填料可分為金屬粉末(如鐵粉、鋁粉、銅粉、鉛粉等)、陶瓷粉末(WC，SiC，Al203，BC，Cr203， SiO2，石英砂等)及石墨、，聚四氟乙稀等減摩材料。雙兩組分修補劑，塗敷時兩組分按一定比例混合使用，一般是由粘料、固化劑和具有一定特性(溼面、抗蝕、絕緣、導電等)的填料(簡稱特殊填料)及輔助材料組成。
1、粘料或稱基料，如熱固性樹脂、合成橡膠等。熱固性樹脂如環氧、酚醛、聚氨酯、不飽和聚酯、 丙稀酸酯等，具有三向交聯結構，耐熱、耐水、耐介質性好，在修補劑中應用較多。
粘料的作用是把修補劑中的各種材料包容並牢固地粘附在基體表面形成塗層，因此，為粘塗層的粘料應該有如下性能(1)對被塗敷基體及填料有較高的結合強度。
(2)固化物應具有較高的機械強度及優良的耐溫、耐油、耐化學和抗老化性能，其彈性模量和穩定性要高。
(3)固化物收縮率要小。
2、固化劑固化劑的作用是與粘料發生化學反應，形成網狀立體聚合物，把填料包絡在網體之體中，形成三向交聯結合。
對修補劑用固化劑的要求一般為(1)固化物硬度高，韌性好，溼面性好，耐蝕性、耐介質性能好等等。
(2)最好能室溫固化，固化時間短。
本發明的修補劑用固化劑一般為胺類固化劑，採用胺類化合物作為固化劑，使修補劑有較高的固化度和突出的耐熱性能。
3、特殊填料特殊填料在修補劑中起著非常重要的作用，如抗磨減摩、耐蝕、絕緣、導電等。因此特殊填料的選擇對塗層的性能至關重要，從維修需要及化學角度考慮，對填料要求為(1)填料應是中性或弱鹼性的，不含結合水，與粘料親合性好，對液體無吸附性或很少有吸附性。
(2)要有足夠的耐熱性和一定的純度，如果填料混入雜質，會引起樹脂降解。
(3)要求粒子或晶粒密度小，分散好，在樹脂中沉降要小。
修補劑填料包括具有一定大小的粉末或纖維，如金屬粉末、氧化物、碳化物、氮化物甚至金剛石、硼化物等硬質顆粒或纖維、石墨、二硫化鉬、聚四氟乙稀等，根據不同的塗層可選硬質抗磨填料。
4、輔助材料輔助材料包括增韌劑、增塑性、稀釋劑、固化促進劑、偶聯劑、消泡劑、防老劑等，其作用是改善塗層性能如韌性、抗老化性等以及降低膠的粘度、提高塗敷質量等。
根據上述四種組分所起的作用，按照不同的使用條件和性能要求，經試驗優選合適的材料與配比，配製各種要求的修補劑。
另外，本發明還提供了上述溼面修補劑的生產方法。
本發明提供一種溼面修補劑，由A組分和B組分混合而成，其中A組分為環氧樹脂 E44、環氧樹脂E51、三氧化二鋁、不鏽鋼粉、水泥、玻璃纖維和白炭黑；B組分為KH550矽烷偶聯劑、DMP-30 (2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚)、低分子聚醯胺650和白炭黑；A組分與B 組分的重量配比為5 廣6 1，優選配比為5. 3 1。
具體生產過程中採用的配方如下A組分為環氧樹脂E44 7500g、環氧樹脂 E51 1500g、三氧化二鋁 143g、不鏽鋼粉 440g、水泥4000g、玻璃纖維 IOOOg和白炭黑 70g ;B組分為KH550矽烷偶聯劑438、01^-30(2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚)650g、 低分子聚醯胺650 860g和白炭黑 800g ；修補劑的使用，將上述A、B組分按重量配比為 5:廣6:1的比例，優選5.3:1的比例稱取，混合均勻。
按上述配比製備的溼面修補劑，固化後拉伸結合強度達35Mpa;使用溫度-6(T16(TC ；固化後膠層土黃色；20°C時調膠適用期10分鐘，10小時投入使用。
本發明的溼面修補劑的製備方法，包括如下步驟1.使用計算機輔助塗層配方優化設計，得到上述修補劑的配方； 首先對原材料進行了優選，通過大量對比試驗，然後再對影響塗層溼面性、硬度、強度的因素如填料種類、填料加入量、填料粒度、固化劑、增韌劑種類及加入量進行了單因素試驗，確定了各成份的最佳範圍，最後用計算機輔助塗層配方優化設計，得到最佳配方。
計算機輔助塗層優化的過程如下變量因子水平設計——配方試驗——建立數學模型——配方最優化——最優配方。
由結果可知，計算機輔助優化的溼面修補劑塗層配方性能明顯提高，與一般極值法優化的配方相比，約提高20%。
2.對原材料進行預先處理；1)對散裝及受潮的原材料在100°c下烘乾；2)對粘稠的原材料加熱增加流動性，但溫度不能超過60°C，以防變質；3)對粗顆粒的粉劑原材料，研碎並篩取細顆粒材料；3.A、B組分的製備按配方稱取A組分原材料，將環氧樹脂E51、環氧樹脂E44置於雙行星動力混合釜中， 加熱至90°C，攪拌30min，加入三氧化二鋁、不鏽鋼粉、水泥、玻璃纖維和白炭黑，高速攪拌 30min至混合均勻，然後降溫至40°C，抽真空並低速攪拌20min，得到A組分備用；按配方稱取B組分原材料，將KH550矽烷偶聯劑、低分子聚醯胺650和DMP-30置於雙行星動力混合釜中，混合攪拌30min，加入白炭黑繼續攪拌30min至混合均勻，然後抽真空並低速攪拌20min，得到B組分備用；4.修補劑的製備按A、B兩組份重量比A :B = 5:廣6:1，優選5. 3:1的比例稱量取出，攪拌均勻後即使用， 配好的膠液在室溫20°C左右時，最好在3(T40min內用完，以免粘度增大影響膠粘劑與被粘件的浸潤和粘接粘塗效果，配膠量多少視修補缺陷大小而定，現用現配。
1)、一般用目測按A :B約5:廣6:1，優選5. 3 :1的比例混合配膠，塗膠後約IOmin 即可定位具有較高的強度，也可將A、B分別塗於待膠接的兩件上然後壓合膠接。
2 )、若用於水箱等裂縫的堵漏時，可先用膠棒或肥皂填堵裂縫後，再用本膠封堵。
注意事項貯存保質期為1年。
本發明的有益的技術效果在於1、本發明的快速修補劑修補速度快，使用簡便；2、對被塗敷基體有較高的結合強度，可達到35MPa ；3、使用溫度範圍較廣，-6(Γ 60 均可使用。


圖1為拉伸試樣；圖2為剪切試樣； 圖3為抗壓試樣； 圖4為磨損試驗試樣。
具體實施方式
下面結合實施例1-3對本發明作進一步具體說明，但是本發明絕不局限於這些實施例。
實施例1-3A組分為環氧樹脂Ε44 7500g、環氧樹脂Ε51 1500g、三氧化二鋁 143g、不鏽鋼粉 440g、水泥4000g、玻璃纖維 IOOOg和白炭黑 70g ;B組分為KH550矽烷偶聯劑 43g、 DMP-30 (2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚)650g、低分子聚醯胺650 860g和白炭黑 800g;將上述A、B組分按重量配比為5:廣6:1的比例稱取，混合均勻。各實施例的具體配比如表1所示。
表 權利要求
1.一種溼面修補劑，由A組分和B組分混合而成，其中A組分為環氧樹脂E44、環氧樹脂 E51、三氧化二鋁、不鏽鋼粉、水泥、玻璃纖維和白炭黑；B組分為KH550矽烷偶聯劑、DMP-30 (2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚)、低分子聚醯胺650和白炭黑；A組分與B組分的重量配比為5:廣6:1。
2.根據權利要求1所述的溼面修補劑，其特徵是，A組分與B組分的重量配比優選為 5 · 3.1 ο
3.根據權利要求1所述的溼面修補劑，其特徵是，各組分的具體含量如下A組分為環氧樹脂E44 7500g、環氧樹脂E51 1500g、三氧化二鋁 143g、不鏽鋼粉 440g、水泥 4000g、玻璃纖維 IOOOg和白炭黑 70g ;B組分為KH550矽烷偶聯劑43g、DMP_30 (2,4, 6—三(二甲胺基甲基)苯酚)650g、低分子聚醯胺650 860g和白炭黑800g。
4.根據權利要求1-3任一項所述的溼面修補劑的製備方法，包括如下步驟1)使用計算機輔助塗層配方優化設計，得到上述修補劑的配方；2)對原材料進行預先處理；3)A、B組分的製備按配方稱取A組分原材料，將環氧樹脂E51、環氧樹脂E44置於雙行星動力混合釜中， 加熱至90°C，攪拌30min，加入三氧化二鋁、不鏽鋼粉、水泥、玻璃纖維和白炭黑，高速攪拌 30min至混合均勻，然後降溫至40°C，抽真空並低速攪拌20min，得到A組分備用；按配方稱取B組分原材料，將KH550矽烷偶聯劑、低分子聚醯胺650和DMP-30置於雙行星動力混合釜中，混合攪拌30min，加入白炭黑繼續攪拌30min至混合均勻，然後抽真空並低速攪拌20min，得到B組分備用；4)修補劑的製備按A、B兩組份重量比的比例稱量取出，攪拌均勻後即使用。
5.根據權利要求4所述的溼面修補劑的製備方法，其特徵是，對原材料進行預先處理包括1)對散裝及受潮的原材料在100°c下烘乾；2)對粘稠的原材料加熱增加流動性，但溫度不能超過60°C，以防變質；3)對粗顆粒的粉劑原材料，研碎並篩取細顆粒材料。
全文摘要
本發明提供一種溼面修補劑及其製備方法。該修補劑為環氧改性雙組份反應型溼面(水下)膠粘劑，固化後結合強度達35MPa，使用溫度-60～180攝氏度。主要用於各種管道、閥門、暖氣片、船舶、油箱、水箱的堵漏與密封、水下電纜接頭的連接與密封等修補工作，耐水、耐酸鹼、耐鹽、耐油。
文檔編號C04B28/00GK102503256SQ201110311760
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月14日 優先權日2011年10月14日
發明者梁欣 申請人:北京天誠宇新材料技術有限公司