CN104177901A - 一种高速列车专用原子灰及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种专用于填补高速列车车身外表面缺陷的原子灰，由主灰和固化剂两部分组成，主灰的组成包括：不饱和聚酯树脂、E-60环氧丙烯酸树脂、苯乙烯、复合型促进剂、气相二氧化硅、钛白粉、滑石粉，所述不饱和聚酯树脂由二甘醇、N-2聚氨酯树脂、E-200聚乙二醇、顺酐、苯乙烯，通过缩聚反应生成，得到的原子灰具有良好的性能，施工期、柔韧性、冲击强度、附着力要明显高于标准的要求，能够满足高速列车车身外表面填补缺陷的需要。

Description

一种高速列车专用原子灰及其制备方法

技术领域

本发明属于嵌填材料技术领域，具体涉及一种专用于填补高速列车车身外表面缺陷的原子灰及其制备方法。

背景技术

原子灰俗称腻子，广泛应用于火车、轮船、汽车制造等各种需要填平修补的金属制品领域，对底材凹坑、针缩孔、裂纹、焊缝等缺陷进行填平与修饰，满足面漆前底材表面的平整、平滑。

高速列车的时速在200公里以上，是普通列车的2-3倍，由于速度快，列车在短时间内可能会经过不同的环境，比如温度、湿度、路况的急剧变化，而且由于速度快，车身会产生较强的振动，因此要求原子灰具有优异的柔韧性、弯曲性、硬度和抗冲击性能，同时具有耐受冷热交替循环的性能，并需保证层间附着力、不开裂、不脱落。

目前常用的原子灰通常由通用型不饱和聚酯树脂、苯乙烯、促进剂、防沉剂、钛白粉、滑石粉等组成，主灰与固化剂一般按照重量比100：1.5-3的比例进行施工，形成涂膜的柔韧性及抗冲击性能差，不能满足在高速列车上使用的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种高速列车专用的原子灰，该原子灰具有高柔韧性、高弯曲性、高耐冲击性，能够满足在高速列车上使用的要求。

为了实现本发明所述目的，发明人提供了以下技术方案。

一种高速列车专用原子灰，由主灰和固化剂组成，以重量份数计，所述主灰的组成包括：不饱和聚酯树脂40份、E-60环氧丙烯酸树脂15份、苯乙烯2-5份、复合型促进剂0.2-0.5份、气相二氧化硅5-8份、钛白粉5-10份、滑石粉25-30份。

上述高速列车专用原子灰，以重量份数计，所述主灰的组分包括：不饱和聚酯树脂40份、E-60环氧丙烯酸树脂15份、苯乙烯3份、复合型促进剂0.4份、气相二氧化硅6份、钛白粉8份、滑石粉27份。

上述高速列车专用原子灰，所述不饱和聚酯树脂的制备方法包括：以重量份数计，将二甘醇19份、N-2聚氨酯树脂15份、E-200聚乙二醇16份混合，升温至210℃，保温反应2小时，降温至150℃，加入顺酐20份，在1.5-2小时内升温至200℃，继续保温反应，检测酸值为30-35mgKOH/g后，降温至140℃，加入苯乙烯30份，混合，即得到不饱和聚酯树脂。

上述高速列车专用原子灰，所述复合型促进剂为二甲基苯胺-环烷酸钴-磷酸钒(DMA-CO²⁺-V³⁺)。

上述高速列车专用原子灰的制备方法，所述主灰的制备过程包括：以重量份数计，将不饱和聚酯树脂40份、E-60环氧丙烯酸树脂15份、苯乙烯2-5份、复合型促进剂0.2-0.5份，加入捏合机中，搅拌均匀后，再加入气相二氧化硅5-8份、钛白粉5-10份、滑石粉25-30份，继续搅拌，成均匀膏状物即可。

上述高速列车专用原子灰在施工时，主灰和固化剂按照100:2的重量比进行施工，用于填补车身表面的缺陷，每次刮涂的厚度≤0.5mm。

本发明所述原子灰为双组份产品，由主灰和固化剂组成，所述主灰的主要成分为不饱和聚酯树脂，原子灰最终涂膜的性能也主要取决于不饱和聚酯树脂。本发明通过在合成不饱和聚酯树脂时引入聚氨酯基团而形成了一种新型的不饱和聚酯树脂，在其合成过程中，二甘醇及聚乙二醇做为醇组分，提供羟基，顺酐做为酸组分，提供羧基，羟基和羧基通过缩聚脱水，生成醇酸聚酯，因为顺酐带有双键，所以该聚酯为不饱和醇酸聚酯，该聚酯与交联剂苯乙烯(含有双键)混合后形成不饱和醇酸聚酯树脂，简称不饱和聚酯树脂。聚氨酯树脂在醇酸缩聚过程中，通过酯交换过程，将聚氨酯基团嵌段在醇酸聚酯分子链上，使聚酯分子具有高柔韧性、高弯曲性、高耐冲击性。

本发明所述原子灰在施工时，主灰和固化剂按照100:2的重量比混合后进行施工，常用固化剂有过氧化环己酮、过氧化甲乙酮。主灰与固化剂混合后，固化剂与主灰中的促进剂接触，产生自由基，引发聚酯的双键打开，与苯乙烯的双键交联，形成不溶不熔的网状结构，从而使原子灰涂膜的强度增大。环氧丙烯酸树脂通过丙烯酸的双键与聚酯及苯乙烯进行交联，能够使环氧基团与填补基材之间产生极佳的附着力。DMA-CO²⁺-V³⁺复合型促进剂可以加快固化剂产生自由基的速率、加快涂膜的干燥时间。

滑石粉做为填料，与树脂混合形成膏状物，钛白粉为颜料，可提高原子灰涂膜的遮盖力，气相二氧化硅为防沉剂，可以防止原子灰在贮存过程中树脂析出分层。

本发明所述原子灰在刮涂时可根据车身表面平整度情况多次刮涂，每次刮涂的厚度应≤0.5mm。若单次涂刮太厚，混入的空气泡不容易赶出，使涂膜内部出现空隙，强度降低。

本发明所述原子灰具有较高的柔韧性、弯曲性、耐冲击性，同时，所述原子灰的施工期延长为30分钟(通常原子灰的施工期为10分钟)，明显减少了调灰次数，将调灰的时间用在刮涂上，可以避免施工时因频繁调灰而浪费时间，提高了工作效率，降低了劳动强度。

施工期也可叫做胶凝时间或者固化时间，即自主灰与固化剂开始混合开始计时，到混合物开始固化结束。如果施工期为10分钟，则需要每10分钟调一次灰，施工期为30分钟，仅需要在30分钟内调灰一次。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明所述内容做进一步详细的说明。

实施例1

称取二甘醇760g、N-2聚氨酯树脂600g、E-200聚乙二醇640g，混合，升温至210℃，保温反应2小时，降温至150℃，加入顺酐800g，升温至200℃，用时1.5小时，继续保温反应，检测酸值为30mgKOH/g，降温至140℃，加入苯乙烯1200g，搅拌均匀，即得到不饱和聚酯树脂，将其降温至40℃，使用100目滤网过滤，备用。

称取不饱和聚酯树脂4000g、E-60环氧丙烯酸树脂1500g、苯乙烯300g、DMA-CO²⁺-V³⁺复合型促进剂40g、加入捏合机中，搅拌均匀后，再加入气相二氧化硅600g、钛白粉800g、滑石粉2700g，继续搅拌，成均匀膏状物，即得主灰9940g。

将主灰9940g与过氧化环己酮198.8g混合均匀得到原子灰，直接进行刮涂即可，施工期为30分钟。

实施例2

称取二甘醇760g、N-2聚氨酯树脂600g、E-200聚乙二醇640g，混合，升温至210℃，保温反应2小时，降温至150℃，加入顺酐800g，升温至200℃，用时2小时，继续保温反应，检测酸值为35mgKOH/g，降温至140℃，加入苯乙烯1200g，搅拌均匀，即得到不饱和聚酯树脂，将其降温至30℃，使用100目滤网过滤，备用。

将不饱和聚酯树脂4000g、E-60环氧丙烯酸树脂1500g、苯乙烯200g、DMA-CO²⁺-V³⁺复合型促进剂20g加入捏合机中，搅拌均匀后，再加入气相二氧化硅500g、钛白粉500g、滑石粉2500g，继续搅拌，成均匀膏状物，即得主灰9220g。

将主灰9220g与过氧化环己酮184.4g混合均匀得到原子灰，直接进行刮涂即可，施工期为30分钟。

实施例3

称取二甘醇760g、N-2聚氨酯树脂600g、E-200聚乙二醇640g，混合，升温至210℃，保温反应2小时，降温至150℃，加入顺酐800g，升温至200℃，用时1.8小时，继续保温反应，检测酸值为33mgKOH/g，降温至140℃，加入苯乙烯1200g，搅拌均匀，即得到不饱和聚酯树脂，将其降温至20℃，使用100目滤网过滤，备用。

将不饱和聚酯树脂4000g、E-60环氧丙烯酸树脂1500g、苯乙烯500g、DMA-CO²⁺-V³⁺复合型促进剂50g加入捏合机中，搅拌均匀后，再加入气相二氧化硅800g、钛白粉1000g、滑石粉3000g，继续搅拌，成均匀膏状物，即得主灰10850g。

将主灰10850g与过氧化甲乙酮217g混合均匀得到原子灰，直接进行刮涂即可，施工期为30分钟。

实施例4

为了考察本发明所述原子灰的性能，发明人对依照实施例1-3所述方法制备得到的原子灰进行了检测，同时，发明人对从市场随即购买的原子灰进行了检测，检测结果见表1。

表1

备注1：在直径为100mm和高度为45mm的镀锌板或玻璃圆盘中，将200g主灰与4g固化剂充分混合，以两组分相混合开始计时，以试样开始固化结束计时。

备注2：在干燥层厚1mm情况下，180#砂纸打磨，不粘砂纸。

备注3：使用备注1方法将充分混合的原子灰涂于表面涂有底漆的试板上，于室温环境放置24小时。将试板置于60℃的鼓风恒温烘箱中8小时，取出室温放置2小时，然后置于-60℃的深冷冰箱中8小时，取出室温放置2小时，不出现开裂、脱落现象即为1个循环。

由表1中数据可以看出，本发明所述原子灰具有良好的性能，能够满足高速列车车身外表面填补缺陷的要求，而且本发明所述原子灰的施工期、柔韧性、冲击强度、附着力等检测项的结果明显高于标准的要求，也远远高于目前市场产品的质量。

Claims (7)

1.一种高速列车专用原子灰，由主灰和固化剂组成，其特征在于，以重量份数计，所述主灰的组成包括：不饱和聚酯树脂40份、E-60环氧丙烯酸树脂15份、苯乙烯2-5份、复合型促进剂0.2-0.5份、气相二氧化硅5-8份、钛白粉5-10份、滑石粉25-30份。

2.根据权利要求1所述的一种高速列车专用原子灰，其特征在于，以重量份数计，所述主灰的组分包括：不饱和聚酯树脂40份、E-60环氧丙烯酸树脂15份、苯乙烯3份、复合型促进剂0.4份、气相二氧化硅6份、钛白粉8份、滑石粉27份。

3.根据权利要求1所述的一种高速列车专用原子灰，其特征在于，所述不饱和聚酯树脂的制备方法包括：以重量份数计，将二甘醇19份、N-2聚氨酯树脂15份、E-200聚乙二醇16份混合，升温至210℃，保温反应2小时，降温至150℃，加入顺酐20份，在1.5-2小时内升温至200℃，继续保温反应，检测酸值为30-35mgKOH/g后，降温至140℃，加入苯乙烯30份，混合，即得到不饱和聚酯树脂。

4.根据权利要求1所述的一种高速列车专用原子灰，其特征在于，所述复合型促进剂为二甲基苯胺-环烷酸钴-磷酸钒。

5.如权利要求1所述的一种高速列车专用原子灰的制备方法，其特征在于，所述主灰的制备过程包括：以重量份数计，将不饱和聚酯树脂40份、E-60环氧丙烯酸树脂15份加入捏合机中、然后将苯乙烯2-5份、复合型促进剂0.2-0.5份加入捏合机中，搅拌均匀后，再加入气相二氧化硅5-8份、钛白粉5-10份、滑石粉25-30份，继续搅拌，成均匀膏状物即可。

6.如权利要求1所述的一种高速列车专用原子灰的施工方法，其特征在于，所述原子灰用于填补车身表面缺陷时，每次刮涂的厚度≤0.5mm。

7.根据权利要求6所述的一种高速列车专用原子灰的施工方法，其特征在于，主灰和固化剂按照100:2的重量比进行施工。