CN103146241B - 用于铁路机车的不饱和聚酯腻子主剂及其制备方法、以及含有该主剂的腻子 - Google Patents

Abstract

一种适用于高速铁路机车的轻质柔韧抗冲击易打磨腻子主剂及其制备方法，以及包含该主剂的腻子，所述腻子主剂包括以下组分：柔韧性不饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂质量0.05%-3%的低密度固体填料；所述腻子包括所述腻子主剂和固化剂。本发明克服现有铁路机车腻子重量重，密度高，抗冲击性能与低温抗冲击性能差，打磨费时费力的问题。本发明的制备方法，解决了中空微球在传统不饱和聚酯腻子生产工艺中破碎的问题。

Description

用于铁路机车的不饱和聚酯腻子主剂及其制备方法、以及含有该主剂的腻子

技术领域

本发明涉及一种不饱和聚酯腻子主剂，具体涉及一种特别适用于高速铁路机车的具有低密度，高柔韧性、高抗冲击性和优异打磨性的不饱和聚酯腻子主剂、其制备方法以及含有该主剂的腻子。

背景技术

不饱和聚酯腻子，也称为原子灰，主要由不饱和聚酯树脂、苯乙烯和填料组成。不饱和聚酯树脂的固化剂为过氧化环己酮（CHPO）或者过氧化苯甲酰（BPO），它们作为自由基聚合的引发剂，可以引发C=C双键的自由基聚合。不饱和聚酯树脂含有C=C双键，在加入固化剂后，不饱和聚酯树脂的C=C双键和苯乙烯的C=C双键发生自由基聚合，树脂交联固化成膜。

不饱和聚酯腻子大量应用于铁路机车行业。由于不饱和聚酯腻子的自由基聚合固化机理，不饱和聚酯腻子可以在保证较长的固化时间（可施工时间）的同时，在较短的时间内快速固化至可打磨，并且在整个可施工时间窗口内，施工性（刮涂性）基本没有变化。因此，不饱和聚酯腻子特别适合大面积的刮涂。由于中国铁路机车行业腻子的整车刮涂，机车腻子的刮涂面积特别巨大，因此，不饱和聚酯腻子的施工优势，使得其成为铁路机车腻子的唯一选择。

传统的铁路机车涂装中，不饱和聚酯腻子覆盖整个底漆层，成为涂层体系的一个重要组成部分。因此，不饱和聚酯腻子层的性能将直接影响到最终涂层体系的性能。

一般的铁路机车时速为60km/h～120km/h的范围，在这种速度要求下对于聚酯腻子的性能要求并不严格，而高速铁路对于聚酯腻子提出了在韧性（即抗冲击性）、打磨性能更高的要求。为此，考虑在聚酯腻子中所添加的填料进行选择。

一般地，为了获得足够优异的打磨性，在铁路机车中使用的不饱和聚酯腻子中加入大量的填料。然而，大量填料的加入，使不饱和聚酯腻子的密度达到1.5-1.7g/ml。由于大量填料的加入，而使得腻子层的物理性能有所下降，并使其成为整个涂层的薄弱体系。在铁路机车的高速行驶中车身往往会受到硬物冲击。传统的腻子中由于含有大量填料，使得腻子本身柔韧性差，并呈刚性，抗冲击性能差，因此容易在高速撞击中遭受破坏。更为严重的是，铁路机车行驶的环境非常复杂。尤其是当硬物冲击发生在气温较低的情形例如冬天行驶时，腻子呈脆性，柔韧性急剧下降，抗击冲击的能力较差。因此，铁路机车腻子层的抗冲击性能尤其是耐低温冲击性能亟需提高。另外，由于整车刮涂腻子，大量的腻子造成重量非常重。一方面，大量的腻子层在铁路机车运行的过程中将耗费大量的能源；另一方面，由于铁路机车对整车质量的上限有着严格的要求，大量的腻子层十分不利于铁路机车整车质量的控制。因此，铁路机车需要一种低密度、轻质的腻子。另外，同样由于整车涂装腻子，腻子的打磨面积较大，这就要求腻子需要具有非常优异的打磨性能。因此，铁路机车行业需要一种轻质、柔韧性以及抗冲击性优异、易打磨的不饱和聚酯腻子。

作为低密度固体添加剂的中空高分子微球是一种空心的球状高分子粉末，由于其特殊的空心结构，具有极低的密度，可用于减轻材料的密度。公开号为CN101263183A的中国专利申请介绍了一种中空高分子微球的制备方法，其中指出，当中空高分子微球用于涂料工业时，主要作为汽车涂料的轻质化填充剂。公开号CN101341227A的中国专利申请介绍了一种中空高分子微球的制备方法，该发明涉及的微球，可以用于合成树脂、橡胶等的聚合物材料、涂料、各种材料等的轻量化和多孔化添加剂，特别是可以有助于汽车内饰、轮胎的轻量化。以上两个专利申请均涉及中空高分子微球的制备方法，并未特别提及将中空高分子微球用于腻子，更未提及将其用于铁路机车腻子，也未提及其可以赋予材料优异的抗冲击性能和打磨性能。

作为低密度固体添加剂的中空玻璃微球是一种空心的玻璃微珠粉末，由于其特殊的空心结构，密度最低可至0.10-0.15g/ml，因而可用于减轻材料的密度。公开号CN101775173A的中国专利申请介绍了一种主要用于汽车塑料部件的聚丙烯复合材料，其中添加有10质量%-40质量%的中空玻璃微球，以达到减轻密度的效果。迄今为止，并没有将中空玻璃微球用于不饱和聚酯腻子的技术。

现有技术文献：

专利文献CN101341227A

CN101775173A

非专利文献：不饱和聚酯腻子在客车中的应用，

蔡立新，《客车技术与研究》，第24卷第4期，第29～30页。

发明内容

为了解决上述问题，发明人积极研究，从而发明了本发明的腻子主剂。根据本发明，通过在不饱和聚酯树脂的合成中，加入含有醚键的二元醇单体，获得了具有优异柔韧性的不饱和聚酯腻子，其适用于铁路机车，并具有轻质、柔韧性以及抗冲击性优异/易打磨的特点。根据本发明，可以克服现有铁路机车腻子重量重，密度高，柔韧性差，抗冲击性能与低温抗冲击性能差，打磨费时费力的问题。通过在不饱和聚酯腻子中添加中空微球，解决了在不饱和聚酯腻子中，柔韧性和打磨性的矛盾；解决了通过单单调整填料，无法同时降低密度、提升冲击强度和打磨性的技术矛盾。并通过采用新的生产工艺，解决了中空微球在传统不饱和聚酯腻子生产工艺中破碎的问题

本发明通过以下的发明来实现上述目的。

1、一种用于高速铁路机车的腻子主剂，其包括以下组分：（1）韧性不饱和聚酯树脂；（2）作为填料的中空低密度固体微球；所述不饱和聚酯树脂是由二元酸与含有醚键的二元醇经缩聚而成，含有醚键的二元醇占全部二元醇的摩尔分数为：5%-30%。

2、根据技术方案1所述的腻子主剂，其特征在于，所述低密度固体填料为中空高分子微球或中空玻璃微球。

3根据技术方案1所述的腻子主剂，相对于不饱和聚酯树脂的质量，低密度固体填料为0.1-5％的中空高分子微球或0.1-10％的中空玻璃微球。

4、根据技术方案1所述的腻子主剂，其特征在于，所述的低密度固体填料密度范围为0.005-0.3g/ml，其粒径范围为0.5-200μm。

5.根据技术方案1所述的腻子主剂，其特征在于，固化剂的用量为重量比例为不饱和聚酯腻子主剂质量的2-3％。

6、根据技术方案3所述的腻子主剂，其特征在于，所述的低密度固体填料的密度范围为：0.02-0.1g/ml，其粒径范围为：10-100μm。

7、根据技术方案2或3所述的腻子主剂，其特征在于，中空高分子微球的添加范围为不饱和聚酯树脂质量的1%-4%，中空玻璃微球的添加范围为不饱和聚酯树脂质量的4%-8%。

8、根据技术方案6所述的腻子主剂，其特征在于，所述低密度固体填料的添加范围为：不饱和聚酯树脂质量的1.5%-2.5%。

9、一种用于高速铁路机车的腻子，其包括以下组分：（1）韧性不饱和聚酯树脂；（2）作为填料的中空低密度固体微球；（3）固化剂；所述腻子的密度低于1.5g/ml，根据GB/T1732测试标准，其常温冲击强度高于50kg·cm，-40℃下冲击强度大于15kg·cm；

所述不饱和聚酯树脂是由二元酸与含有醚键的二元醇经缩聚而成，含有醚键的二元醇占全部二元醇的摩尔分数为：5%-30%。

10、根据技术方案9所述的腻子，特征在于，其密度范围为0.9-1.5g/ml。

11.根据技术方案10所述的腻子，特征在于，其密度范围为1.1-1.3g/ml。

12、根据技术方案9～11中任一项所述的腻子，特征在于，其常温冲击强度大于50kg·cm，-40℃冲击强度大于15kg·cm。

13、技术方案1～8中任意一项所述的腻子主剂的制备方法，使用高速分散设备将包含所述韧性不饱和聚酯树脂的腻子原料混合均匀后，将混合均匀的腻子原料转移至不会产生破坏微球中空结构的剪切力的双行星搅拌设备，并将所述微球加入所述腻子原料中，在该双行星搅拌设备中将加入了所述微球的腻子原料以公转速度不超过8转/分钟的低速混合均匀，再将该双行星搅拌设备中得到混合均匀的腻子原料在挤出机中挤出，得到包含所述不饱和聚酯树脂和所述微球的混合物。

14.技术方案13的方法，所述双行星搅拌设备具有框式搅拌部件。

15.技术方案13的方法，所述双行星搅拌设备具有双螺旋扭曲结构的搅拌部件。

16.技术方案13的方法，所述双行星搅拌设备具有爪式搅拌部件。

17.腻子膜，其包含技术方案1～8任一项所述的腻子主剂。

18.腻子膜，其由技术方案9～12任一项所述的腻子固化成膜。

铁路机车用不饱和聚酯腻子包含作为主剂的不饱和聚酯树脂和填料。不饱和聚酯树脂提供腻子最基本的性能，包括柔韧性、抗冲击性和一定的力学性能；填料提供腻子足够优异的填充性和打磨性，但是在腻子中填料量的增加意味着增加腻子的密度，降低腻子的柔韧性，降低腻子的抗冲击性。这就在技术上形成了一个矛盾，无法单单通过调节腻子中的树脂和填料，同时获得足够低的密度，足够优异的柔韧性和抗冲击性能以及优异的打磨性能。而这恰恰是铁路机车腻子希望同时拥有的性能。本发明所述的不饱和聚酯树脂，采用过氧化苯甲酰或者过氧化环己酮固化。不饱和聚酯树脂中含有C=C双键，同时以苯乙烯作为活性稀释剂。不饱和聚酯腻子在加入过氧化物固化剂后，引发不饱和聚酯树脂和苯乙烯中的C=C双键发生聚合反应，腻子固化成膜。

不饱和聚酯腻子通常使用的过氧化物固化剂为：过氧化苯甲酰（BPO）和过氧化环己酮（CHPO）。前者通常加入胺类化合物作为催化剂，后者通常加入钴盐作为催化剂。使用这两种固化剂的不饱和聚酯腻子并不需加热，可常温固化成膜。

本发明首先制备了一种具有优异柔韧性的不饱和聚酯树脂，以期获得具有优异柔韧性的不饱和聚酯腻子。

不饱和聚酯树脂是一种含有不饱和C=C双键的聚酯树脂，是由数种二元酸单体与二元醇单体经过缩聚反应而制得。不饱和聚酯树脂中的C=C双键由不饱和二元酸提供，一般为顺丁烯二酸酐。为了获得不同性能的不饱和聚酯树脂，在树脂合成当中，通常使用多种不同的饱和二元酸和饱和二元醇。常用的饱和二元酸包括苯二甲酸酐、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、己二酸，常用的饱和二元醇包括乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、新戊二醇。

使用一定量含有醚键的二元醇单体（例如一缩二乙二醇，一缩二丙二醇）合成不饱和聚酯树脂能够提高树脂的柔软性，从而提升最终产品（例如腻子）的柔韧性。有时，在使用含有醚键的二元醇单体的同时，使用一定量的长链饱和二元酸（例如己二酸），从而获得更加优异的柔韧性。一般来说，含有醚键的二元醇单体占整个二元醇单体的比例为5摩尔%-30摩尔%。在合成不饱和聚酯树脂的时候，将20摩尔%左右的二元醇单体换成含有醚键的二元醇，就能够获得足够优异的柔韧性。此部分将在实施例中予以进一步说明。需要指出的是，此种具有柔韧性的不饱和聚酯树脂也可以通过市售获得。例如Cytec公司的VIAPALVUP4693E/68，Viverso公司的ROSKYDALK68，GalstaffMultiresine公司的POLORALK176。

在本发明的铁路机车腻子中，包含一种低密度固体填料。这种低密度固体填料为中空结构，具有极低的密度。这种低密度固体填料为中空高分子微球或者中空玻璃微球。一般来说，中空高分子微球的密度可以低至0.005g/ml，中空玻璃微球的密度可以低至0.10g/ml，这就意味着较低的添加量，就能够极大的降低腻子的密度。

中空微球内部为空心结构。中空高分子微球的外壳为高分子材料，一般为聚丙烯、聚丙烯酸酯或者聚丙烯腈。中空玻璃微球的外壳为硼硅酸盐玻璃。将这种具有空心结构的填料引入不饱和聚酯腻子后，当腻子受到外力的快速冲击时，中空微球中的气体就起到了缓冲的作用，其作用机理类似于铺在地面上的缓冲气垫。添加进这种填料之后，并不像普通的填料那样会降低不饱和聚酯腻子的抗冲击性能，反而能够提高腻子的抗冲击性能。后文中，测试本发明的聚酯腻子的常温抗冲击性能（基于GB/T1732标准），其常温冲击强度高于50kg·cm。

关于上述低密度固体填料的用量，其一般为不饱和聚酯树脂质量的0.1％－10％。一般来说，在以中空高分子微球作为固体填料时，其用量范围不饱和聚酯树脂质量的1%-4%，或者在以中空玻璃微球作为固体填料时，其用量为不饱和聚酯树脂质量的4%-8%。在上述用量范围内，可足以将腻子的密度降到1.2g/ml以下，将其常温冲击强度提高10kg·cm。一般来讲，不饱和聚酯树脂低温时（如-40℃）呈脆性，基本不抗任何冲击，添加中空微球之后，使得不饱和聚酯腻子在低温下也具有一定的抗冲击性。

大多数不饱和聚酯固化后在低温下呈脆性，其抗冲击能力随着温度的降低而迅速下降。由于中空微球中的气体不受或者几乎不受温度降低的影响，使得添加中空微球的不饱和聚酯腻子即使在低温下也具有一定的抗冲击性。在后文中测试了本发明聚酯腻子的低温抗冲击性能（基于GB/T1732标准）。其-40℃下冲击强度大于15kg·cm。

高速铁路机车用腻子由于其高速行驶当中经常性的石子冲击，要求其具有优异的抗冲击性能；同时铁路机车腻子巨大的打磨面积，要求其具有优异的打磨性能。因此，高速铁路机车需要一种兼具抗冲击性和优异打磨性的不饱和聚酯腻子。但是，当使用柔韧性树脂提高不饱和聚酯腻子的抗冲击性能时，往往伴随着打磨性的快速下降。一方面，如前所述，为了获得足够的抗冲击性能，需要采用柔韧性的不饱和聚酯树脂，同时需要限制不饱和聚酯腻子中填料的含量；另一方面，柔韧性越好的高分子材料耐磨性越好。不饱和聚酯腻子作为一种高分子材料，柔韧性的快速提升意味着耐磨性的提升，也就意味着打磨性的下降。因此，在不饱和聚酯腻子中，抗冲击性和优异打磨性作为一种技术矛盾存在，无法通过常规的手段解决。而在不饱和聚酯腻子中添加中空微球能够解决这个技术矛盾。

在不饱和聚酯腻子中添加中空微球能够提升腻子的抗冲击性能，同时也能够提高腻子的打磨性能。这是因为，中空微球的密度很低，虽然在不饱和聚酯腻子中的添加量不高，但是其体积却很巨大，这就相当于在腻子当中填充了大量的填料。不饱和聚酯腻子中以滑石粉为主要填料，滑石粉的密度为2.5g/ml，而以市售的AkzoNobel公司的中空微球920DET40d25为例，其密度为0.025g/ml。这就意味着同样重量的微球和滑石粉，前者的体积是后者的100倍。按体积计，在不饱和聚酯腻子中加入不饱和树脂质量2%的中空微球，就相当于加入了不饱和聚酯树脂质量200%的滑石粉。而通常情况下，在不饱和聚酯腻子中，滑石粉的质量是不饱和聚酯树脂质量的120%-200%。这意味着，按体积计，在不饱和聚酯腻子中添加2%的中空微球作为填料，就相当于多加了一倍的滑石粉。而填料越多，腻子的打磨性越好。在不饱和聚酯腻子中少量添加中空微球，就能够极大地改善不饱和聚酯腻子的打磨性。

因此，在不饱和聚酯腻子中添加中空微球，既降低了密度，又增加了抗冲击性能和打磨性能，解决了不饱和聚酯腻子中三者之间存在的技术矛盾。

由于中空微球的空心结构，在受到外力冲击的时候非常容易破碎。使用传统的不饱和聚酯腻子生产设备，在制备的过程当中会将中空微球全部粉碎，用其制备的不饱和聚酯腻子无法获得本发明想要的低密度，高抗冲击性与优异打磨性。本发明在加入中空微球之后，采用双行星设备进行分散，在获得良好分散性的同时，保留了中空微球的结构，获得了有益的结果。

传统的不饱和聚酯腻子使用带有抽真空的高速分散设备进行生产。这种设备使用齿形的搅拌盘，为了获得良好的分散效果，转速需要达到800-1500rpm/min，线速度需要达到15-20m/s。由此产生的巨大剪切力，才能够将腻子中添加的大量填料分散均匀。但是此种设备在制造含有中空微球的不饱和聚酯腻子时，其过大的剪切力，将中空微球完全粉碎，破获了中空微球独特的结构。用此种设备制备的含有中空微球的不饱和聚酯腻子，无法获得由中空微球独特结构赋予的性能，即低密度，优异的抗冲击性，优异的打磨性能。

为了解决这个问题，引入了另外一种分散设备。在制备腻子的时候，先使用高速分散设备将树脂、阻聚剂、催化剂、防沉剂、填料混合均匀后，不再使用高速分散设备进行分散，将物料转移至双行星搅拌设备，并将中空微球加入物料中。在该双行星搅拌设备中将加入了中空微球的混合物以低速（公转速度不超过8转/分钟）混合。双行星搅拌设备使用不会产生过大剪切力的搅拌部件例如框式搅拌部件、双螺旋扭曲结构搅拌部件、爪式搅拌部件来分散中空微球，其搅拌部件的自转和公转形成致密覆盖整个容器的轨迹，并且在混合过程中不会破坏中空微球的结构，从而获得非常优异的分散效果。

其中，不饱和聚酯树脂的固化剂可选用过氧化苯甲酰或者过氧化环己酮。同时以苯乙烯作为活性稀释剂。不饱和聚酯腻子在加入过氧化物固化剂后，引发不饱和聚酯树脂和苯乙烯中的C=C双键发生聚合反应，腻子固化成膜。固化剂的用量为不饱和聚酯腻子主剂重量的2%-3%。

其中，所述不饱和聚酯树脂，使用一定量含有醚键的二元醇单体，以赋予不饱和聚酯腻子优异的柔韧性。

传统不饱和聚酯腻子的生产方式会将加入的中空微球全部粉碎。本发明改进了生产方式，不饱和聚酯腻子在加入中空微球后，使用双行星搅拌设备分散均匀，避免了中空微球独特结构的破坏。

本发明的有益效果

本发明使不饱和聚酯腻子（原子灰）同时具有低密度，高抗冲击性和优异的打磨性能。其密度低于1.2g/ml，常温冲击强度高于50kg·cm，-40℃冲击强度大于15kg·cm，非常易于打磨。

实施例

为了使本发明的技术手段、特点、发明目的与技术效果易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

不饱和聚酯树脂的合成

首先通过二元酸和二元醇的缩聚反应制备不饱和聚酯树脂。表一为不饱和聚酯树脂的合成配方，树脂1#为柔韧性的不饱和聚酯树脂，树脂2#为普通不饱和聚酯树脂。

表1：不饱和聚酯树脂的合成配方

不饱和聚酯树脂的合成工艺叙述如下：在反应釜中先加入二元醇，升温至100℃，脱水1小时。再加入酸酐，搅拌约20分钟至搅拌均匀。1小时内升温至150℃，再以每小时升10℃速率升温至210℃。至酸值小于60mg/g时降温至180℃，抽真空。酸值降至20mg/g时，冷却。加入苯乙烯后搅拌20分钟得到最后产物。

实施例1

按照表2中实施例1的配比，将不饱和聚酯树脂1#，阻聚剂，环烷酸钴，N,N-二甲基甲酰胺依次加入高速搅拌设备中以800转/分钟的搅拌速度混合10分钟均匀。再依次加入作为防沉剂的气相二氧化硅，有机膨润土，作为颜料的铁黑，钛白，混合均匀后加入滑石粉，在高速搅拌设备中以800转/分钟的速度继续分散约30分钟至混合均匀，并加入苯乙烯调节粘度，搅拌一定的时间（约10分钟）使混合物均匀。将混合物从高速搅拌设备中转移至具有框式搅拌部件的双行星搅拌设备（由ROSS公司制造，商品型号为DPM-10）中，并加入市售的中空高分子微球(由AkzoNobel公司制备，商品名为920DET40d25，密度为0.025g/ml，粒径为35-55μm），在该双行星搅拌设备中将加入了中空微球的混合物以低速（公转速度不超过8转每分钟）混合30分钟至混合均匀，然后使用配套挤出机（由ROSS公司制造）挤出物料，得到实施例1的不饱和聚酯腻子主剂。

实施例2

按照表2中实施例2各组分的配比，不使用实施例1中的高分子中空微球而代之以中空玻璃微球（由3M公司制备，商品名为ScotchliteK15，密度为0.15g/ml，粒径为60μm），以与实施例1中同样的方法制备实施例2的不饱和聚酯腻子主剂。

实施例3，

按照表2中实施例3各组分的配比，以与实施例1中同样的方法制备实施例3的不饱和聚酯腻子主剂，不同的是双行星搅拌设备的搅拌部件为双螺旋扭曲部件主剂。

实施例4，

按照表2中实施例4各组分的配比，以与实施例1中同样的方法制备实施例3的不饱和聚酯腻子主剂，不同的是双行星搅拌设备的搅拌部件为双螺旋扭曲部件。

比较例1～3

按照表2中比较例1、2、3的各组分的配比，以常规方法在高速搅拌设备中以将混合物以800转/分钟混合均匀，然后使用挤出机挤出物料，制备比较例1、2、3的不饱和聚酯腻子主剂。

表2不饱和聚酯腻子主剂的各组分配比

实施例1使用柔韧性不饱和聚酯树脂，并在腻子中添加中空高分子微球。实施例2使用柔韧性不饱和聚酯树脂，并在腻子主剂中添加中空玻璃微球。实施例3、4分别与实施例1、2组分配比相同，不同的是使用了不同形状的搅拌部件。比较例1使用普通不饱和聚酯树脂，并在腻子中添加中空高分子微球。比较例2具有与实施例1和实施例2相同的树脂与填料含量，但没有加入中空微球。比较例3相比实施例1减少了树脂的量，增加了填料滑石粉的量。

测试方法

将上述实施例1～4以及比较例1～3中的聚酯腻子主剂100重量份与2重量份固化剂混合，施涂于带有100μm环氧底漆的厚度0.5mmd钢板上，进行常温固化成膜，分别得到实施例1～4以及比较例1～3中腻子的固化膜，对各个腻子进行下文中的性能测试，结果列于下表3。

密度的测量方法：符合国标GB/T6750

冲击强度的测量方法：符合国标GB/T1732，腻子膜厚度500μm。

-40℃冲击强度的测量方法：-40℃恒温2h后，按照国标GB/T1732测试，腻子膜厚度500μm。

打磨性的测量：打磨机器，打磨砂纸使用3M160目砂纸，腻子膜厚度200μm，使用同样的力打磨30s，考察腻子的打磨性。使用1-5进行评级，1级表示涂覆的腻子完全不脱落，2级表示涂覆的腻子轻微脱落，砂纸超过80%的面积沾有腻子脱落的粉末并且无法抖落。3级表示涂覆的腻子部分脱落，砂纸超过30%小于80%的面积沾有腻子脱落的粉末并且无法抖落，无未研细的颜料颗粒或其他杂质。4级表示涂覆的腻子脱落程度严重，砂纸上不超过10%的面积沾有腻子脱落的粉末并且无法抖落，无未研细的颜料颗粒或其他杂质，打磨后的表面平滑。5级表示腻子完全被打磨掉露出底材，打磨过后砂纸上完全不沾有无法抖落的粉末，无未研细的颜料颗粒或其他杂质，打磨后的表面平滑。

测试结果见表3

表3不饱和聚酯腻子测试结果

测试的结果表明，实施例1和实施例2添加中空微球后，相比比较例2没有添加中空微球的不饱和聚酯腻子，密度下降，常温冲击强度和-40℃冲击强度增加，打磨性大大提高。其中，中空高分子微球的性能优于中空玻璃微球。比较例3相比比较例2，减少了树脂的量，提升了填料滑石粉的量，虽然打磨性有所提升，但是付出了密度上升，冲击强度下降的代价。

实施例1相比比较例1，使用了柔韧性的不饱和聚酯树脂。使用柔韧性不饱和聚酯树脂制备的腻子，冲击强度和-40℃冲击强度得到了极大提升，同时打磨性级别也较高，而比较例1虽然打磨性级别高，但是柔韧性显然较差。实施例2、3、4与比较例1、2、3相比，在抗冲击性能上、打磨性上均得到改善，。

本发明通过在不饱和聚酯树脂的合成中，加入含有醚键的二元醇单体，获得了具有优异柔韧性的不饱和聚酯腻子。通过在不饱和聚酯腻子中添加中空微球，解决了在不饱和聚酯腻子中，柔韧性和打磨性的矛盾；解决了通过单单调整填料，无法同时降低密度、提升冲击强度和打磨性的技术矛盾。并通过采用本发明的制备方法，解决了中空微球在传统不饱和聚酯腻子生产工艺中破碎的问题。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (14)

1.一种用于高速铁路机车的腻子主剂，其包括以下组分：(1)韧性不饱和聚酯树脂；(2)作为填料的中空低密度固体微球；所述不饱和聚酯树脂是由二元酸与二元醇经缩聚而成，其中二元醇包含含有醚键的二元醇，含有醚键的二元醇占全部二元醇的摩尔分数为：5％-30％，其特征在于，所述低密度固体填料为中空高分子微球或中空玻璃微球，相对于不饱和聚酯树脂的质量，低密度固体填料为0.1-5％的中空高分子微球或0.1-10％的中空玻璃微球。

2.根据权利要求1所述的腻子主剂，其特征在于，所述的低密度固体填料密度范围为0.005-0.3g/ml，其粒径范围为0.5-200μm。

3.根据权利要求1所述的腻子主剂，其特征在于，所述的低密度固体填料的密度范围为：0.02-0.1g/ml，其粒径范围为：10-100μm。

4.根据权利要求1所述的腻子主剂，其特征在于，中空高分子微球的添加范围为不饱和聚酯树脂质量的1％-4％的中空高分子微球，中空玻璃微球的添加范围为不饱和聚酯树脂质量的4％-8％的中空玻璃微球。

5.根据权利要求3所述的腻子主剂，其特征在于，所述低密度固体填料的添加范围为：不饱和聚酯树脂质量的1.5％-2.5％。

6.一种用于高速铁路机车的腻子，其包括以下组分：(1)韧性不饱和聚酯树脂；(2)作为填料的中空低密度固体微球；(3)固化剂；所述腻子的密度低于1.5g/ml，根据GB/T1732测试标准，其常温冲击强度高于50kg·cm，-40℃下冲击强度大于15kg·cm；

所述不饱和聚酯树脂是由二元酸与二元醇经缩聚而成，其中二元醇包含含有醚键的二元醇，含有醚键的二元醇占全部二元醇的摩尔分数为：5％-30％，其特征在于，所述低密度固体填料为中空高分子微球或中空玻璃微球，相对于不饱和聚酯树脂的质量，低密度固体填料为0.1-5％的中空高分子微球或0.1-10％的中空玻璃微球。

7.根据权利要求6所述的腻子，特征在于，其密度范围为至少0.9g/ml并且小于1.5g/ml。

8.根据权利要求7所述的腻子，特征在于，其密度范围为1.1-1.3g/ml。

9.权利要求1～5中任意一项所述的腻子主剂的制备方法，使用高速分散设备将包含所述韧性不饱和聚酯树脂的腻子原料混合均匀后，将混合均匀的腻子原料转移至不会产生破坏微球中空结构的剪切力的双行星搅拌设备，并将所述微球加入所述腻子原料中，在该双行星搅拌设备中将加入了所述微球的腻子原料以公转速度不超过8转/分钟的低速混合均匀，再将该双行星搅拌设备中得到混合均匀的腻子原料在挤出机中挤出，得到包含所述不饱和聚酯树脂和所述微球的混合物。

10.权利要求9的方法，所述双行星搅拌设备具有框式搅拌部件。

11.权利要求9的方法，所述双行星搅拌设备具有双螺旋扭曲结构的搅拌部件。

12.权利要求9的方法，所述双行星搅拌设备具有爪式搅拌部件。

13.腻子膜，其包含权利要求1～5任一项所述的腻子主剂。

14.腻子膜，其由权利要求6～8任一项所述的腻子固化成膜。