CN103013045B

CN103013045B - 一种环氧代木的制备方法

Info

Publication number: CN103013045B
Application number: CN201210537895.3A
Authority: CN
Inventors: 胡志荣
Original assignee: HISHELL COMPOSITES TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU HENGLONGTONG NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2032-12-13
Also published as: CN103013045A

Abstract

本发明涉及一种环氧代木的制备方法，具体步骤：将A组分中的各物质按照固定配比放入搅拌机中搅拌混合40~80分钟；同时将B组分中各物质也按照固定配比放入搅拌机中搅拌混合40~80分钟；再按照A：B为4：1~1：1的比例将混匀后的A和B组分分别用自动计量装置输送到同一真空缺罐中搅拌40~80分钟；接下来将混匀后的A和B组分通过自动计量装置将定量的物料输送到真空罐中进行真空灌装；然后将灌装好的物料常温固化1.5~3小时时间；再在90~100℃下进行高温固化；最后制成本品。本发明是一种自动化控制程度高，人工成本低，生产效率高、产品质量稳定、密度低、强度高、变形率低的新型环氧代木的制备方法。

Description

一种环氧代木的制备方法

技术领域

本发明涉及一种环氧代木的制备方法领域。

背景技术

中国汽车产业在这十多年蓬勃发展，尤其是自主品牌的汽车。而新车型的外形设计必先出图纸而后制作1：1的模型再进修改，最后定型。这时要求制作模型的材料：轻，有足够的强度，容易加工，收缩变形小，可修补，成本低。以前主要是使用不饱和树脂制造的模型材料，但不饱和树脂的收缩变形大，强度低，而且气味大，无论生产过程还是加工过程均散发出强烈刺激气味，对环境不好，对人体不利。因此我们需要一种能够克服上述缺陷的适合汽车模型制作的新型环氧代木材料。而现在通常使用的环氧代木由于其强度高，变形小，尺寸稳定而且环保，特别是在汽车设计与制造业上全面取代不饱和代木及原木。但环氧树脂的化学性质与不饱和树脂的性质完全不同，需要专门的生产工艺才能生产出合格的产品。并且现在环氧树脂在固化过程中放热量大，会出现变形大的问题，因此，为了缓解变形大的问题人们尝试在材料中添加铝材等以增加散热，但是该种方式既增大成本又造成环境污染。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的缺陷提供一种自动化控制程度高，人工成本低，生产效率高、产品质量稳定、密度低、强度高、变形率低的环氧代木的制备方法。

本发明公开了如下技术方案：

一种环氧代木的制备方法，具体制备步骤如下：（1）将A组分中的各物质按照固定配比放入搅拌机中搅拌混合40~80分钟；（2）同时将B组分中各物质也按照固定配比放入搅拌机中搅拌混合40~80分钟；（3）按照A：B为4：1~1：1的比例分别将混匀后的A和B组分用自动计量输送到同一真空罐中搅拌40~80分钟；（4）接下来将混匀后的A和B组分通过自动计量装置将定量的物料输送到真空罐中进行真空灌装；（5）然后将灌装好的物料常温固化1.5~3小时时间；（6）再在90~100℃下进行高温固化；（7）制成本品。

所述步骤（3）中按照A：B为4：1~1：1的比例先将混匀后的A组分或B组分用自动计量装置输送到一真空罐中，再将混匀后剩下的另一组分用自动计量装置输送到同一真空罐中。

其中，所述步骤（1）和步骤（2）中搅拌机的转速为：0转/分钟＜转速≤1400转/分钟，搅拌温度为常温。

所述制备方法中步骤（3）中真空度大于99.5%，搅拌转速为：0转/分钟＜转速≤90转/分钟。

所述制备方法中步骤（1）和步骤（2）中搅拌机的转速为1000转/分钟，搅拌时间为60分钟；所述步骤（3）中真空度99.6%，转速为90转/分钟，搅拌时间为60分钟，A、B组分的混合比例为2:1。

所述制备方法步骤（1）中A组分按重量百分含量计含有如下组分：环氧树脂35~45%、环氧活性稀释剂3~5%、改性聚氨酯树脂5~10%、气相二氧化硅1~2%、氧化铁红0.6~1%、消泡剂0.2~0.4%、分散剂0.2~0.4%、空心玻璃微珠16~20%、增韧剂3~5%、补强材料3~8%、实心填料15~22%；

所述步骤（2）中B组分按重量百分含量计含有如下组分：改性芳香胺固化剂15~25%、改性聚醚胺固化剂8~12%、促进剂0.1~0.2%、气相二氧化硅1~2%、消泡剂0.2~0.4%、分散剂0.2~0.4%、空心玻璃微珠18~22%、补强材料8~12%、实心填料35~40%。

所述制备步骤（1）中A组分按重量百分比计含有如下物质：环氧树脂43%、环氧活性稀释剂4%、改性聚氨酯树脂7.5%、气相二氧化硅1.5%、氧化铁红0.8%、消泡剂0.3%、分散剂0.3%、空心玻璃微珠18%、增韧剂4%、补强材料5.5%、实心填料15.1%；

所述步骤（2）中B组分按重量百分比计含有如下物质：改性芳香胺固化剂20%、改性聚醚胺固化剂10%、促进剂0.15%、气相二氧化硅1.5%、消泡剂0.3%、分散剂0.3%、空心玻璃微珠20%、补强材料10%、实心填料37.75%。

名词解释:

环氧树脂：凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。固化后的环氧树脂具有良好的物理、化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定。通常环氧树脂有二酚基丙烷型环氧树脂、酚醛多环氧树脂、多羟基酚类缩水甘油醚型环氧树脂、脂族多元醇缩水甘油醚型环氧树脂等。

环氧活性稀释剂：主要是指含有环氧集团的低分子环氧化合物，它们可以参加环氧树脂的固化反应，成为环氧树脂固化物的交联网络结构的一部分。一般环氧活性稀释剂分为单环氧基、双环氧基和三环氧基活性稀释剂，通常使用的环氧活性稀释剂如丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚和苯基缩水甘油醚、双环氧基的乙二醇双缩水甘油醚、间苯二酚双缩水甘油醚等。

改性聚氨酯树脂：聚氨酯树脂为一种具有高强度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料，在日常生活、工农业生产、医学等领域广泛应用。

气相二氧化硅：分子式SiO2，白色蓬松粉沫，多孔性，无毒无味无污染，耐高温。是极其重要的高科技超微细无机新材料之一, 如果能够将气相二氧化硅（气相白碳黑）颗粒充分、均匀地分散到树脂材料中，可以全面改善树脂基材料性能的目的，可以大大提高强度和延伸率、提高耐磨性和改善材料表面的光洁度以及抗老化性能。

氧化铁红：又称铁氧红、铁丹、锈红；在本发明中主要起着色的作用。

消泡剂：又称为抗泡剂，在工业生产的过程中会产生许多有害泡沫，需要添加消泡剂。消泡剂的种类很多，包括有机硅氧烷、聚醚、硅和醚接枝、含胺、亚胺和酰胺类等。

分散剂：一般分为无机分散剂和有机分散剂两大类。常用的无机分散剂有硅酸盐类(例如水玻璃)和碱金属磷酸盐类(例如三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠等)。有机分散剂包括三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯等。

空心玻璃微珠：一种经过特殊加工处理的玻璃微珠，其主要特点是密度较玻璃微珠更小，导热性更差。具有明显的减轻重量和隔音保温效果，使制品具有很好的抗龟裂性能和再加工性能。

增韧剂：是指能增加胶黏剂膜层柔韧性的物质。环氧树脂胶黏剂用选用羧基液体丁腈橡胶、端羧基液体丁腈橡胶、聚硫橡胶、液体硅橡胶、聚醚、聚砜、聚酰亚胺、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛等。

补强材料：加入橡胶中可显著提高其力学性能，如强度等的外加材料。如炭黑、二氧化硅、纤维、织物和钢丝等统称为补强材料。

实心填料：如实心玻璃珠、碳酸钙等。

改性芳香胺固化剂：包括间苯二胺、间苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜、间氨基甲胺、联苯胺、4-氯邻苯二胺、苯二甲胺三聚体等物质；本发明中使用的改性芳香胺具体物理性能参数为：外观红棕色液体、黏度（25℃，mPa.s）40~60、密度（g/cm²）1.0~1.2、凝胶时间（25℃，min）大于等于24小时；固化物性能参数为：拉伸强度20MPa、弹性模量1.1GPa、抗压强度45MPa、玻璃化温度75℃、线性热膨胀系数50×10^-6/K。

改性聚醚胺固化剂：在本发明中保证了本发明环氧代木固化的速度适中；其中物理性能：外观无色或浅黄色液体、黏度（25℃，mPa.s）5~15、密度（g/cm²）0.9~1.0、凝胶时间（25℃，min）大于等于12小时；固化物性能：拉伸强度22 MPa、弹性模量2.2GPa、抗压强度62MPa、玻璃化温度80℃、线性热膨胀系数45×10^-6/K。

促进剂：与催化剂或固定剂并用时，可以提高反应速率的一种用量较少的物质。环氧树脂用促进剂主要有脂肪胺促进剂：DMP-30，EP-184，三乙醇胺等；酸酐促进剂：BDMA，CT-152x，DBU等；聚醚胺催化剂：EP-184，399等；潜伏型催化剂：K-61B，CT-152X等。

本发明具有如下优点：1、整个生产过程均采用全自动控制，特别是在自动计量装置及真空灌装均为全自动控制；2、减少人工成本，由于生产过程中均采用自动控制，所以工人劳动强度及人数明显降低；3、生产效率高，生产过程全程采用自动控制，生产效率明显提高；4、产品质量稳定，生产过程有机挥发物质低，对环境友好，符合环保要求；5、采用本发明方法生产出的新型环氧代木密度低，高强度，收缩变形率低；采用进口的空心玻璃微珠作填充料，使产品密度降低；使用改性聚氨酯对环氧树脂进行改性增加韧性的同时也不影响其它的性能；使用改性聚氨酯树脂、空心玻璃微珠、改性芳香胺固化剂及改性聚醚胺固化剂共同作用，使本发明环氧代木固化的速度适中，使散热变小，大大改善了变形大的问题。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

一种环氧代木的制备方法，具体制备步骤如下：

（1）按重量百分比计将A组分中的各物质：环氧树脂43%、环氧活性稀释剂4%、改性聚氨酯树脂7.5%、气相二氧化硅1.5%、氧化铁红0.8%、消泡剂0.3%、分散剂0.3%、空心玻璃微珠18%、增韧剂4%、补强材料5.5%、实心填料15.1%放入搅拌机中，常温下，转速为1400转/分钟搅拌混合60分钟；

（2）同时按重量百分比计将B组分中各物质：改性芳香胺固化剂20%、改性聚醚胺固化剂10%、促进剂0.15%、气相二氧化硅1.5%、消泡剂0.3%、分散剂0.3%、空心玻璃微珠20%、补强材料10%、实心填料37.75%放入搅拌机中，常温条件下，转速为1400转/分钟搅拌混合60分钟；

（3）按照A：B为1：1的比例先将混匀后的A组分用自动计量装置输送到一真空罐中，然后将混匀后的B组分用自动计量装置输送到同一真空罐中搅拌60分钟，其中真空度大于99.5%，搅拌转速为90转/分钟；

（4）接下来将混匀后的A和B组分通过自动计量装置将定量的物料输送到真空罐中进行真空灌装；

（5）然后将灌装好的物料常温固化2小时时间；

（6）再在100℃环境下进行高温固化；

（7）制成本品。

Claims

1.一种环氧代木的制备方法，具体制备步骤如下：

（1）将A组分中的各物质按照固定配比放入搅拌机中搅拌混合40~80分钟；

（2）同时将B组分中各物质也按照固定配比放入搅拌机中搅拌混合40~80分钟；

（3）按照A：B为4：1~1：1的比例将混匀后的A和B组分分别用自动计量装置输送到同一真空罐中搅拌40~80分钟；

（5）然后将灌装好的物料常温固化1.5~3小时时间；

（6）再在90~100℃下进行高温固化；

（7）制成本品，

所述步骤（1）中A组分按重量百分含量计含有如下组分：环氧树脂35~45%、环氧活性稀释剂3~5%、改性聚氨酯树脂5~10%、气相二氧化硅1~2%、氧化铁红0.6~1%、消泡剂0.2~0.4%、分散剂0.2~0.4%、空心玻璃微珠16~20%、增韧剂3~5%、补强材料3~8%、实心填料15~22%；

所述步骤（2）中B组分按重量百分含量计含有如下组分：改性芳香胺固化剂15~25%、改性聚醚胺固化剂8~12%、促进剂0.1~0.2%、气相二氧化硅1~2%、消泡剂0.2~0.4%、分散剂0.2~0.4%、空心玻璃微珠18~22%、补强材料8~12%、实心填料35~40%,

所述增韧剂为羧基液体丁腈橡胶、聚硫橡胶、液体硅橡胶、聚醚、聚砜、聚酰亚胺、纳米碳酸钙或纳米二氧化钛，

所述补强材料为炭黑、二氧化硅、纤维或织物或钢丝。

2.根据权利要求1所述的一种环氧代木的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中按照A：B为4：1~1：1的比例先将混匀后的A组分或B组分用自动计量装置输送到一真空罐中，再将混匀后剩下的另一组分用自动计量装置输送到同一真空罐中。

3.根据权利要求2所述的一种环氧代木的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）和步骤（2）中搅拌机的转速为：0转/分钟＜转速≤1400转/分钟，搅拌温度为常温。

4.按权利要求1或2或3所述环氧代木的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中A组分按重量百分比计含有如下物质：环氧树脂43%、环氧活性稀释剂4%、改性聚氨酯树脂7.5%、气相二氧化硅1.5%、氧化铁红0.8%、消泡剂0.3%、分散剂0.3%、空心玻璃微珠18%、增韧剂4%、补强材料5.5%、实心填料15.1%；