CN106398619A - 一种金属纳米快速修补剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属纳米快速修补剂，由组分A和组分B混合而成，组分A的主要原料包括不饱和聚酯、表面活性剂纳米二氧化钛、丁二烯‑丙烯晴架桥共聚合树脂、金属粉末、刚玉粉末、填料、液体石蜡、纳米二氧化钛采用氧等离子体表面枝接技术进行预处理。组分B的主要原料包括硅烷偶联剂、含氢聚硅氧烷、铂催化剂、流动促进剂、白油、硫化物、聚四氟乙烯、增稠剂、抗老剂。能够满足深度缺陷或大范围缺陷的修补，胶体固化成型速度快，不受环境因素影响，化学性质稳定，强度高、耐磨耐擦，修补堵漏效果可靠，修补时效更长。

Description

一种金属纳米快速修补剂
技术领域
本发明涉及双组分的修补剂，能够快速实现对塑料、金属材质的管道、阀门等的修补。
背景技术
修补剂是装置设备维修中表面粘涂和胶补的关键，主要由高分子聚合物和金属粉末以及其他助剂组成的单一组分或双组分或多组分的胶状复合材料，用于修补零件的各种缺陷，如裂缝、划伤、凹陷、断裂、泄漏、尺寸缺失、铸造气孔等等，其修补工艺简单易行，方便灵活，立竿见影。
中国申请公布号CN105462414A公开了一种金属修补剂，包括丙烯酸树脂溶液、环保型专用铝粉、环保型专用锌粉、表面活性剂以及溶剂。该金属修补剂在喷涂成膜过程中不发生进一步交联，具有良好的耐潮、耐化学腐蚀性能，物理机械性能优异，光泽度、保光保色性能好，干燥速度快，施工方便，对环境危害小等优点。但是使用中发现该金属修补剂的修补强度不足，且无法满足大缺陷的填补修复。此外，实践中发现，修补现场的环境因素如温度、湿度、灰尘等对修补剂的修补效果也存在或多或少的影响，提高修补剂的抗干扰性能、确保修补效果也是值得本领域技术人员思考的难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种金属纳米快速修补剂，具有修补快速，胶状质地，能够满足不同程度缺陷的修补，且强度可靠，耐候耐磨损。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种金属纳米快速修补剂，由组分A和组分B混合而成，其中
组分A由如下质量份的主要原料制备而成
不饱和聚酯 80份，
表面活性剂纳米二氧化钛，8-20份，
丁二烯-丙烯晴架桥共聚合树脂 10-30份，
金属粉末 10-20份，
刚玉粉末 2-10份，
填料 10-20份，
液体石蜡 5-20份，
上述表面活性剂纳米二氧化钛采用氧等离子体表面枝接技术进行预处理，氧等离子体辐照功率为100-300W，辐照时间为1-10min，真空度为20-80Pa；
组分B由如下质量份的主要原料制备而成
硅烷偶联剂 15-25份，
含氢聚硅氧烷 10-15份，
铂催化剂 2-6份，
流动促进剂 3-8份，
白油 8-12份，
硫化物 2-8份，
聚四氟乙烯 2-10份，
增稠剂 5-18份，
抗老剂 5-10份，
上述硅烷偶联剂与流动促进剂的质量比为3:1～6:1，硫化物选自硫醛、硫化钼、硫化铝中的一种或代替为芥子油。
通过对纳米二氧化钛作氧等离子体表面枝接技术预处理，使二氧化钛分子上接枝羟基，二氧化钛与不饱和聚酯缔合，分布在不饱和聚酯分子上，提高不饱和聚酯的活性位点，使修补剂达到快速修补的优点。
本发明选用含氢聚硅氧烷和硅烷偶联剂作为固化剂，其中含氢聚硅氧烷与不饱和聚酯的不饱和双键进行加成反应来交联固化，形成牢固的空间交联结构，从而获得一种整体更加稳定的交联结构。而且加成在聚酯长链分子上的硅氧烷支链又能够将金属粉末和填料在体系中充分分散和包裹，提高最终修补剂的强度，使具有更好的刚性。
体系中进一步添加有丁二烯-丙烯晴架桥共聚合树脂，提高产品的柔软性，低温耐受性，丁二烯-丙烯晴架桥共聚合树脂的添加还使修补剂具有橡胶弹性，低温柔软性，提高修补胶的耐磨损性，尤其适合异型结构的修补。
组分B中的白油作为稀释剂，能够增加粉料和高分子主体的相容性，便于生产加工，以及避免修补剂过早干裂。
组分B中的聚四氟乙烯，提高修补剂的化学稳定性、耐腐蚀性，是修补剂表面呈现高润滑不粘性，延长修补剂的时效。
组分B中的硫化物起到增韧、增粘和防焦的作用。
具体地，组分A中的不饱和聚酯是由不饱和二元酸或酸酐与二元醇发生酯化反应获得，其中不饱和二元酸选自顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸和四氢化邻苯二甲酸酐中的一种，二元醇选自丁二醇、乙二醇、己二醇、辛二醇、葵二醇。
优选地，组分A中的所述金属粉末选自铁粉、锌粉、铝粉、钴粉中的一种或两种以上的混合物。
优选地，组分A中的所述填料选自石英石、高岭土、莫来石、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、云母中的一种或两种以上粉末的混合物，通过固相反应使具有黏粘性和自愈型的修补剂。
优选地，组分B中流动促进剂选自DCP或和TAIC，TAIC有助于改善修补剂的流动性，便于修补剂的涂抹施工操作。
优选地，组分B中增稠剂选自羟甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、羟甲基纤维素中的一种或两种以上，调节胶体的粘度。
组分B中抗老剂为位阻酚类抗氧剂。
上述金属纳米快速修补剂的制备方法，包括如下步骤，
(1)按配比准备组分A的制备原料，将不饱和聚酯、表面活性剂纳米二氧化钛和丁二烯-丙烯晴架桥共聚合树脂的干燥料预先混合，送入行星混合机，升温至100-120℃，搅拌反应0.5-2小时，然后再将组分A的剩余原料：金属粉末、刚玉粉末、填料、液体石蜡加入，搅拌反应0.5-2小时，接着降温至50-60℃，在抽真空的条件下混合搅拌2-6小时，出料；
(2)按配比准备组分B的制备原料，将硅烷偶联剂、含氢聚硅氧烷、铂催化剂、流动促进剂混合均匀作为第一堆物料，再将白油、硫化物、聚四氟乙烯、增稠剂和抗老剂混合均匀作为第二堆物料；
(3)将步骤2中的第一堆物料先加入到步骤1的组分A料中，将温度升高至70-95℃，搅拌反应1-2小时，然后降温至40-50℃，将步骤2中的第二堆物料再加入，在抽真空的条件下继续搅拌2-4小时；
(4)在抽真空和搅拌状态下，将步骤3所得物料先升温至60～70℃，保持2-3小时，再升温至100～110℃，搅拌1-2小时，出料得胶状物料。
与现有技术相比，本发明的优点在于：提供了一种金属纳米快速修补剂，能够对塑料、金属材质的零件实现快速修补，能够满足深度缺陷或大范围缺陷的修补，胶体快速固化成型，不受环境因素影响，抗干扰性能优异，强度高、耐磨损，修补堵漏可靠，修补时效更长。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
金属纳米快速修补剂，由组分A和组分B混合而成，其中
组分A由如下质量份的主要原料制备而成
不饱和聚酯 80份，
表面活性剂纳米二氧化钛，10份，
丁二烯-丙烯晴架桥共聚合树脂 20份，
金属粉末 10份，
刚玉粉末 10份，
填料 15份，
液体石蜡 15份，
上述表面活性剂纳米二氧化钛采用氧等离子体表面枝接技术进行预处理，氧等离子体辐照功率为100-300W，辐照时间为1-10min，真空度为20-80Pa。
组分B由如下质量份的主要原料制备而成
硅烷偶联剂 20份，
含氢聚硅氧烷 10份，
铂催化剂 3份，
流动促进剂 5份，
白油 10份，
硫化物 6份，
聚四氟乙烯 10份，
增稠剂 15份，
抗老剂 8份，
硫化物为乙硫醛、硫化钼和芥子油的混合物，芥子油中含有乙烯丙基二硫化物。
本实施例中不饱和聚酯是由顺丁烯二酸酐与丁二醇聚合而成。
金属粉末为锌粉、铁粉和铝粉的任意比例混合物。
填料选自石英石、高岭土、碳化硅、氮化硼、二氧化硅的混合粉末。
流动促进剂为DCP和TAIC按照1:1的质量比的混合料。
增稠剂为羟甲基纤维素。
抗老剂为位阻酚类抗氧剂。
修补剂的制备方法包括如下步骤
(1)按配比准备组分A的制备原料，将不饱和聚酯、表面活性剂纳米二氧化钛和丁二烯-丙烯晴架桥共聚合树脂的干燥料预先混合，送入行星混合机，升温至100-120℃，搅拌反应0.5-2小时，然后再将组分A的剩余原料：金属粉末、刚玉粉末、填料、液体石蜡加入，搅拌反应0.5-2小时，接着降温至50-60℃，在抽真空的条件下混合搅拌2-6小时，出料；
(2)按配比准备组分B的制备原料，将硅烷偶联剂、含氢聚硅氧烷、铂催化剂、流动促进剂混合均匀作为第一堆物料，再将白油、硫化物、聚四氟乙烯、增稠剂和抗老剂混合均匀作为第二堆物料；
(3)将步骤2中的第一堆物料先加入到步骤1的组分A料中，将温度升高至70-95℃，搅拌反应1-2小时，然后降温至40-50℃，将步骤2中的第二堆物料再加入，在抽真空的条件下继续搅拌2-4小时；
(4)在抽真空和搅拌状态下，将步骤3所得物料先升温至60～70℃，保持2-3小时，再升温至100～110℃，搅拌1-2小时，出料得胶状物料。
实施例2
金属纳米快速修补剂，由组分A和组分B混合而成，其中
组分A由如下质量份的主要原料制备而成
不饱和聚酯 80份，
表面活性剂纳米二氧化钛 20份，
丁二烯-丙烯晴架桥共聚合树脂 20份，
金属粉末 20份，
刚玉粉末 10份，
填料 10份，
液体石蜡 20份，
上述表面活性剂纳米二氧化钛采用氧等离子体表面枝接技术进行预处理过。
组分B由如下质量份的主要原料制备而成
硅烷偶联剂 25份，
含氢聚硅氧烷 10份，
铂催化剂 3份，
流动促进剂 8份，
白油 12份，
硫化物 8份，
聚四氟乙烯 10份，
增稠剂 18份，
抗老剂 5份，
硫化物为硫化钼和芥子油，其中硫化钼为1份，芥子油7份。
本实施例中不饱和聚酯是由四氢化邻苯二甲酸酐与辛二醇聚合而成。
金属粉末为铁粉、锌粉和铝粉的2:2:1质量比例混合物。
填料选自石英石、莫来石、碳化硅、二氧化硅的任意比例混合粉末。
流动促进剂为TAIC。
增稠剂为羟甲基纤维素钠和羟甲基纤维素。
抗老剂为位阻酚类抗氧剂。
修补剂的制备方法参考实施例1。所得修补剂为白色胶状物料。
实施例3
金属纳米快速修补剂，由组分A和组分B混合而成，其中
组分A由如下质量份的主要原料制备而成
不饱和聚酯 80份，
表面活性剂纳米二氧化钛 10份，
丁二烯-丙烯晴架桥共聚合树脂 20份，
金属粉末 10份，
刚玉粉末 10份，
填料 20份，
液体石蜡 20份，
上述表面活性剂纳米二氧化钛采用氧等离子体表面枝接技术进行预处理过。
组分B由如下质量份的主要原料制备而成
硅烷偶联剂 15份，
含氢聚硅氧烷 15份，
铂催化剂 6份，
流动促进剂 4份，
白油 10份，
硫化物 2份，
聚四氟乙烯 10份，
增稠剂 10份，
抗老剂 5份，
硫化物为乙硫醛、硫化钼和硫化铝的混合物，芥子油中含有乙烯丙基二硫化物。
本实施例中不饱和聚酯是由反丁烯二酸酐与乙二醇聚合而成。
金属粉末为锌粉和铝粉的2:1质量比例混合物。
填料选自石英石、云母、氮化硼、二氧化硅的混合粉末。
流动促进剂为TAIC。
增稠剂为羟丙基甲基纤维素和羟甲基纤维素。
抗老剂为位阻酚类抗氧剂。
修补剂的制备方法参考实施例1。所得修补剂为具有光泽的白色胶状物料。
上述各实施例中所制得的修补剂固化后结合强度为25-45MPa，适应温度为-40～180℃。尤其满足对金属、结构钢以及塑料的修补，化学稳定性好，耐磨耐刮，成型快速，抗环境干扰能力强，使用寿命长。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种金属纳米快速修补剂，其特征在于：由组分A和组分B混合而成，其中
组分A由如下质量份的主要原料制备而成
不饱和聚酯 80份，
表面活性剂纳米二氧化钛，8-20份，
丁二烯-丙烯晴架桥共聚合树脂 10-30份，
金属粉末 10-20份，
刚玉粉末 2-10份，
填料 10-20份，
液体石蜡 5-20份，
上述表面活性剂纳米二氧化钛采用氧等离子体表面枝接技术进行预处理，氧等离子体辐照功率为100-300W，辐照时间为1-10min，真空度为20-80Pa；
组分B由如下质量份的主要原料制备而成
硅烷偶联剂 15-25份，
含氢聚硅氧烷 10-15份，
铂催化剂 2-6份，
流动促进剂 3-8份，
白油 8-12份，
硫化物 2-8份，
聚四氟乙烯 2-10份，
增稠剂 5-18份，
抗老剂 5-10份，
上述硅烷偶联剂与流动促进剂的质量比为3:1～6:1，硫化物选自硫醛、硫化钼、硫化铝中的一种或代替为芥子油。
2.根据权利要求1所述的金属纳米快速修补剂，其特征在于：组分A中的不饱和聚酯是由不饱和二元酸或酸酐与二元醇发生酯化反应获得，其中不饱和二元酸选自顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸和四氢化邻苯二甲酸酐中的一种，二元醇选自丁二醇、乙二醇、己二醇、辛二醇、葵二醇。
3.根据权利要求1所述的金属纳米快速修补剂，其特征在于：组分A中的所述金属粉末选自铁粉、锌粉、铝粉、钴粉中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的金属纳米快速修补剂，其特征在于：组分A中的所述填料选自石英石、高岭土、莫来石、碳化硅、氮化硼、二氧化硅、云母中的一种或两种以上粉末的混合物。
5.根据权利要求1所述的金属纳米快速修补剂，其特征在于：组分B中流动促进剂选自DCP或和TAIC。
6.根据权利要求1所述的金属纳米快速修补剂，其特征在于：组分B中增稠剂选自羟甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、羟甲基纤维素中的一种或两种以上。
7.根据权利要求1所述的金属纳米快速修补剂，其特征在于：组分B中抗老剂为位阻酚类抗氧剂。
8.根据权利要求1所述的金属纳米快速修补剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，
(1)按配比准备组分A的制备原料，将不饱和聚酯、表面活性剂纳米二氧化钛和丁二烯-丙烯晴架桥共聚合树脂的干燥料预先混合，送入行星混合机，升温至100-120℃，搅拌反应0.5-2小时，然后再将组分A的剩余原料：金属粉末、刚玉粉末、填料、液体石蜡加入，搅拌反应0.5-2小时，接着降温至50-60℃，在抽真空的条件下混合搅拌2-6小时，出料；
(2)按配比准备组分B的制备原料，将硅烷偶联剂、含氢聚硅氧烷、铂催化剂、流动促进剂混合均匀作为第一堆物料，再将白油、硫化物、聚四氟乙烯、增稠剂和抗老剂混合均匀作为第二堆物料；
(3)将步骤2中的第一堆物料先加入到步骤1的组分A料中，将温度升高至70-95℃，搅拌反应1-2小时，然后降温至40-50℃，将步骤2中的第二堆物料再加入，在抽真空的条件下继续搅拌2-4小时；
(4)在抽真空和搅拌状态下，将步骤3所得物料先升温至60～70℃，保持2-3小时，再升温至100～110℃，搅拌1-2小时，出料得胶状物料。
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