一种金属铸件填补剂及其制备方法
技术领域
本发明属于化工修补剂技术领域,具体涉及一种金属铸件填补剂及其制备方法。
背景技术
表面工程作为维修的重要手段已日益受到高度重视。表面修复技术包括电镀、电刷镀、热喷涂、粘接粘涂等,这些修复方法相互补充,成为设备维修必要的手段应急措施,修复报废零件,使旧零件起死回生,为企业挽回巨大经济损失,设备维修已成为生产力的有机组成部分。表面粘涂技术作为现代表面技术之一,近年来,在设备维修领域发挥了重大作用并取得了良好的社会效益和巨大的经济效益。
金属填补胶是专门用来填补铸造零件的砂眼、气孔、凹坑和裂纹等缺陷的一种材料,金属填补胶修补后可使铸造零件表面平整.而且不影响其机械性能,修补后可以进行车、铣、刨、磨、锤等机械加工,从而达到设计要求。金属填补胶耐腐蚀、耐水、固化收缩率小、质地坚硬。目前常用的金属填补胶有两种:一种是有机硅类;一种是环氧树脂类,橡胶改性的环氧树脂类是常用的金属填补胶,可耐300℃以上的高温,适用于铸铝零件、铸镁零件、铸钢零件和铸铁零件的修补。修补时要做好表面处理,铸造零件的相应部位表面必须用砂纸打磨除锈或喷砂,再用有机溶剂去污后进行修补,对如小砂眼或气孔,可采用注射器、将金属填补胶注入或刮填进拟修补,结果表明铸造零件的砂眼或气孔缺陷进行金属填补胶填补修复后,不仅不会影响抗拉强度,其抗拉强度反而有所提高,对延伸率也无明显的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种金属铸件填补剂及其制备方法,该填补剂能够很好的用于金属铸件的修补,并且可以在苛刻的环境条件中保持稳定的形状。
一种金属铸件填补剂,以重量份计包括:环氧树脂80~100份,聚硫橡胶3~12份,丁腈橡胶2~10份,环氧丙烷苯基醚1~5份,丙烯酸异冰片酯0.8~4.5份,甲基丙烯酸羟乙酯1.2~3.4份,纳米二氧化硅3~9份,(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷0.5~1.5份,聚乙烯醇缩丁醛3~9份,聚酰胺2~7份,偶联剂1~3份,多乙烯多胺0.1~0.5份,二硫化钼0.2~1.2份,苄基二甲胺0.1~0.5份,铁粉2~5份,氧化铝粉1~3份。
作为上述发明的进一步改进,所述环氧树脂为E51型环氧树脂。
作为上述发明的进一步改进,所述偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷。
作为上述发明的进一步改进,所述聚乙烯醇缩丁醛的分子量为35000。
作为上述发明的进一步改进,所述铁粉的粒径为400~500目,氧化铝粉的粒径为300~400目。
上述金属铸件填补剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,将环氧树脂、聚硫橡胶、丁腈橡胶、环氧丙烷苯基醚和丙烯酸异冰片酯加入到搅拌反应釜中,升温至70~90℃,100~120rpm搅拌30~40min,得到混合物Ⅰ;
步骤2,在混合物Ⅰ中加入甲基丙烯酸羟乙酯、纳米二氧化硅、(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺和偶联剂,继续搅拌20~30min分钟,自然冷却至40~50℃,得混合物Ⅱ;
步骤3,在混合物Ⅱ中加入剩余组分,抽真空,40~50rpm搅拌50~70分钟后冷却至室温,得到金属铸件填补剂。
作为上述发明的进一步改进,步骤1中升温过程为程序升温,每小时升温5℃。
作为上述发明的进一步改进,步骤3中搅拌反应釜的真空度为-0.08~-0.1MPa。
本发明提供的金属铸件填补剂性能良好,其透光率在90%以上、干燥后硬度(HRA)在90以上、在20%盐酸与20%氢氧化钠的条件下无变化、在180℃5小时的情况可以保持原有形状。本发明提供的金属铸件填补剂能够很好的用于金属铸件的修补,并且可以在苛刻的环境条件中保持稳定的形状,适合广泛推广应用。
具体实施方式
实施例1
一种金属铸件填补剂,以重量份计包括:E51型环氧树脂80份,聚硫橡胶3份,丁腈橡胶2份,环氧丙烷苯基醚1份,丙烯酸异冰片酯0.8份,甲基丙烯酸羟乙酯1.2份,纳米二氧化硅3份,(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷0.5份,聚乙烯醇缩丁醛3份,聚酰胺2份,异丁基三乙氧基硅烷1份,多乙烯多胺0.1份,二硫化钼0.2份,苄基二甲胺0.1份,铁粉2份,氧化铝粉1份。
上述聚乙烯醇缩丁醛的分子量为35000。
上述铁粉的粒径为400目,氧化铝粉的粒径为300目。
上述金属铸件填补剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,将环氧树脂、聚硫橡胶、丁腈橡胶、环氧丙烷苯基醚和丙烯酸异冰片酯加入到搅拌反应釜中,程序升温至70℃,每小时升温5℃,120rpm搅拌30min,得到混合物Ⅰ;
步骤2,在混合物Ⅰ中加入甲基丙烯酸羟乙酯、纳米二氧化硅、(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺和偶联剂,继续搅拌20min分钟,自然冷却至50℃,得混合物Ⅱ;
步骤3,在混合物Ⅱ中加入剩余组分,抽真空至真空度为-0.08MPa,40rpm搅拌70分钟后冷却至室温,得到金属铸件填补剂。
实施例2
一种金属铸件填补剂,以重量份计包括:E51型环氧树脂85份,聚硫橡胶6份,丁腈橡胶5份,环氧丙烷苯基醚2份,丙烯酸异冰片酯1.3份,甲基丙烯酸羟乙酯1.7份,纳米二氧化硅5份,(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷0.8份,聚乙烯醇缩丁醛5份,聚酰胺4份,异丁基三乙氧基硅烷2份,多乙烯多胺0.3份,二硫化钼0.5份,苄基二甲胺0.4份,铁粉4份,氧化铝粉2份。
上述聚乙烯醇缩丁醛的分子量为35000。
上述铁粉的粒径为500目,氧化铝粉的粒径为400目。
上述金属铸件填补剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,将环氧树脂、聚硫橡胶、丁腈橡胶、环氧丙烷苯基醚和丙烯酸异冰片酯加入到搅拌反应釜中,程序升温至90℃,每小时升温5℃,100rpm搅拌30min,得到混合物Ⅰ;
步骤2,在混合物Ⅰ中加入甲基丙烯酸羟乙酯、纳米二氧化硅、(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺和偶联剂,继续搅拌30min分钟,自然冷却至40℃,得混合物Ⅱ;
步骤3,在混合物Ⅱ中加入剩余组分,抽真空至真空度为-0.1MPa,50rpm搅拌50分钟后冷却至室温,得到金属铸件填补剂。
实施例3
一种金属铸件填补剂,以重量份计包括:E51型环氧树脂92份,聚硫橡胶7份,丁腈橡胶6份,环氧丙烷苯基醚3份,丙烯酸异冰片酯2.5份,甲基丙烯酸羟乙酯1.7份,纳米二氧化硅8份,(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷1.2份,聚乙烯醇缩丁醛7份,聚酰胺6份,异丁基三乙氧基硅烷2份,多乙烯多胺0.2份,二硫化钼0.9份,苄基二甲胺0.4份,铁粉3份,氧化铝粉2份。
上述聚乙烯醇缩丁醛的分子量为35000。
上述铁粉的粒径为450目,氧化铝粉的粒径为350目。
上述金属铸件填补剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,将环氧树脂、聚硫橡胶、丁腈橡胶、环氧丙烷苯基醚和丙烯酸异冰片酯加入到搅拌反应釜中,程序升温至80℃,每小时升温5℃,110rpm搅拌35min,得到混合物Ⅰ;
步骤2,在混合物Ⅰ中加入甲基丙烯酸羟乙酯、纳米二氧化硅、(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺和偶联剂,继续搅拌25min分钟,自然冷却至45℃,得混合物Ⅱ;
步骤3,在混合物Ⅱ中加入剩余组分,抽真空至真空度为-0.09MPa,45rpm搅拌60分钟后冷却至室温,得到金属铸件填补剂。
实施例4
一种金属铸件填补剂,以重量份计包括:E51型环氧树脂87份,聚硫橡胶6份,丁腈橡胶5份,环氧丙烷苯基醚4份,丙烯酸异冰片酯3.2份,甲基丙烯酸羟乙酯2.7份,纳米二氧化硅8份,(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷0.9份,聚乙烯醇缩丁醛8份,聚酰胺6份,异丁基三乙氧基硅烷2份,多乙烯多胺0.4份,二硫化钼0.7份,苄基二甲胺0.4份,铁粉4份,氧化铝粉2份。
上述聚乙烯醇缩丁醛的分子量为35000。
上述铁粉的粒径为400目,氧化铝粉的粒径为400目。
上述金属铸件填补剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,将环氧树脂、聚硫橡胶、丁腈橡胶、环氧丙烷苯基醚和丙烯酸异冰片酯加入到搅拌反应釜中,程序升温至70℃,每小时升温5℃,100rpm搅拌40min,得到混合物Ⅰ;
步骤2,在混合物Ⅰ中加入甲基丙烯酸羟乙酯、纳米二氧化硅、(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺和偶联剂,继续搅拌30min分钟,自然冷却至50℃,得混合物Ⅱ;
步骤3,在混合物Ⅱ中加入剩余组分,抽真空至真空度为-0.08MPa,40rpm搅拌50分钟后冷却至室温,得到金属铸件填补剂。
实施例5
一种金属铸件填补剂,以重量份计包括:E51型环氧树脂97份,聚硫橡胶10份,丁腈橡胶7份,环氧丙烷苯基醚3份,丙烯酸异冰片酯3.5份,甲基丙烯酸羟乙酯2.7份,纳米二氧化硅8份,(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷1.2份,聚乙烯醇缩丁醛5份,聚酰胺4份,异丁基三乙氧基硅烷2份,多乙烯多胺0.3份,二硫化钼1份,苄基二甲胺0.4份,铁粉3份,氧化铝粉2份。
上述聚乙烯醇缩丁醛的分子量为35000。
上述铁粉的粒径为500目,氧化铝粉的粒径为300目。
上述金属铸件填补剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,将环氧树脂、聚硫橡胶、丁腈橡胶、环氧丙烷苯基醚和丙烯酸异冰片酯加入到搅拌反应釜中,程序升温至90℃,每小时升温5℃,120rpm搅拌40min,得到混合物Ⅰ;
步骤2,在混合物Ⅰ中加入甲基丙烯酸羟乙酯、纳米二氧化硅、(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺和偶联剂,继续搅拌20min分钟,自然冷却至40℃,得混合物Ⅱ;
步骤3,在混合物Ⅱ中加入剩余组分,抽真空至真空度为-0.1MPa,50rpm搅拌70分钟后冷却至室温,得到金属铸件填补剂。
实施例6
一种金属铸件填补剂,以重量份计包括:E51型环氧树脂100份,聚硫橡胶12份,丁腈橡胶10份,环氧丙烷苯基醚5份,丙烯酸异冰片酯4.5份,甲基丙烯酸羟乙酯3.4份,纳米二氧化硅9份,(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷1.5份,聚乙烯醇缩丁醛9份,聚酰胺7份,异丁基三乙氧基硅烷3份,多乙烯多胺0.5份,二硫化钼1.2份,苄基二甲胺0.5份,铁粉5份,氧化铝粉3份。
上述聚乙烯醇缩丁醛的分子量为35000。
上述铁粉的粒径为400目,氧化铝粉的粒径为400目。
上述金属铸件填补剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,将环氧树脂、聚硫橡胶、丁腈橡胶、环氧丙烷苯基醚和丙烯酸异冰片酯加入到搅拌反应釜中,程序升温至85℃,每小时升温5℃,105rpm搅拌35min,得到混合物Ⅰ;
步骤2,在混合物Ⅰ中加入甲基丙烯酸羟乙酯、纳米二氧化硅、(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺和偶联剂,继续搅拌25min分钟,自然冷却至45℃,得混合物Ⅱ;
步骤3,在混合物Ⅱ中加入剩余组分,抽真空至真空度为-0.09MPa,45rpm搅拌65分钟后冷却至室温,得到金属铸件填补剂。
实施例7
本实施例与实施例3的区别在于:金属铸件填补剂中不含有异丁基三乙氧基硅烷,具体如下:
一种金属铸件填补剂,以重量份计包括:E51型环氧树脂92份,聚硫橡胶7份,丁腈橡胶6份,环氧丙烷苯基醚3份,丙烯酸异冰片酯2.5份,甲基丙烯酸羟乙酯1.7份,纳米二氧化硅8份,(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷1.2份,聚乙烯醇缩丁醛7份,聚酰胺6份,多乙烯多胺0.2份,二硫化钼0.9份,苄基二甲胺0.4份,铁粉3份,氧化铝粉2份。
上述聚乙烯醇缩丁醛的分子量为35000。
上述铁粉的粒径为450目,氧化铝粉的粒径为350目。
上述金属铸件填补剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,将环氧树脂、聚硫橡胶、丁腈橡胶、环氧丙烷苯基醚和丙烯酸异冰片酯加入到搅拌反应釜中,程序升温至80℃,每小时升温5℃,110rpm搅拌35min,得到混合物Ⅰ;
步骤2,在混合物Ⅰ中加入甲基丙烯酸羟乙酯、纳米二氧化硅、(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺和偶联剂,继续搅拌25min分钟,自然冷却至45℃,得混合物Ⅱ;
步骤3,在混合物Ⅱ中加入剩余组分,抽真空至真空度为-0.09MPa,45rpm搅拌60分钟后冷却至室温,得到金属铸件填补剂。
将实施例1至7所得产品的胶膜进行性能测试,结果如下:
从以上结果可知,本发明提供的金属铸件填补剂性能良好,其中透光率在90%以上,干燥后硬度(HRA)在90以上,在20%盐酸与20%氢氧化钠的条件下无变化,而在180℃,5小时的情况下除了实施例4中的填补剂稍变软后且可以恢复原有形状外,其他实施例均无变化。实施例7的填补剂中不含有异丁基三乙氧基硅烷,导致填补剂的各项性能均有所下降,这可能是因为异丁基三乙氧基硅烷促进了填补剂中胶膜成分之间的链接,从而显著提高了胶膜性能。