CN115627142A - 一种中低速磁极修补用环氧树脂粘结剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中低速磁极修补用环氧树脂粘结剂，其由组份A和组份B组成，组分A和组分B的质量比为10：(0.9‑1.2)，其中：组份A由以下质量百分比的原料组成：改性环氧树脂45％‑50％、增韧剂19.85％‑21.5％、填料一29.5％‑31.8％、消泡剂0.24％‑0.64％、色浆0.41％‑1.06％；组分B由以下质量百分比的原料组成：改性胺类固化剂50％‑70％、填料二30％‑50％；还公开了环氧树脂粘结剂的制备方法和修补方法。本发明的粘结剂是一种无毒害、环保型胶粘剂，填补了中低速磁极包覆绝缘修复材料的空缺；本发明的制备方法简便易行；本发明可在室温条件下用于环氧件的修复，工艺简便，无需专门设备，具有省时、省力、节省能源、使用方便、成本较低等优点，同时，修补层具有优良的抗拉能力、粘结强度，修补可靠。

Description

一种中低速磁极修补用环氧树脂粘结剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及粘结剂制备技术领域，具体涉及一种中低速磁极修补用环氧树脂粘结剂及其制备方法。

背景技术

随着城市化的发展，轨道交通形式呈现多样化趋势，中低速磁浮列车作为一种安全性好、振动噪声小、运营维护成本低等优势的新型交通形式，将逐渐成为未来城市交通和市域轨道交通的选择热点。中低速磁浮是通过自动控制方法利用电磁力提供列车支撑，利用直线电机提供牵引力，对于磁极、直线电机用铁芯或线圈可采用热固性环氧树脂材料对其封装，绝缘材料既能保证磁极之间的电气绝缘性，又可起到对铁芯或线圈的机械支撑作用。

由于运输、使用环境恶劣、使用方式不当从而导致环氧绝缘层划伤、出现细裂纹、崩边等现象，如果不及时修补，后续使用中必然在薄弱位置进一步恶化，最终导致产品失效造成严重事故。因此，需要选择适合的材料及工艺对其进行修复，以便确保产品长期安全稳定运行。

环氧树脂具有粘结强度高、固化收缩率小、粘结种类多及耐腐蚀性能优良等优点，因此，环氧树脂胶粘剂在航空航天、机械电子、建筑等领域具有广泛的应用。该绝缘材料的修补要求修补剂的粘度低、渗透性好，从而保证填隙性；还要求固化后的强度高、韧性好，并具有良好的粘结性能(剪切强度)；同时需要能够做到在线修复工艺，以避免对设备大量拆卸，减少因停机造成的经济损失，而目前对于中低速磁极包覆绝缘修复材料及相应工艺的研究较少。

名称为一种叶片修补用环氧树脂粘结剂及其制备方法、授权公告号CN10169787B的现有技术中公开了叶片修补用双组份环氧树脂粘结剂的制备方法，该粘结剂可在5-25度，10-30分钟快速固化，环氧树脂胶粘剂A和B料组分均需要加热搅拌反应制成，制备工艺复杂；名称为一种电力放线滑车轮片用环氧树脂胶粘剂、授权公告号CN111303816B的现有技术中，其选用多官能度环氧树脂、三官能团环氧树脂、四官能团环氧树脂、增韧剂、双酚A型环氧树脂、固化剂、固化促进剂制备胶粘剂，获得的胶粘剂能够快速修复电力放线滑车轮片，但其A料和B料均需要在高温下搅拌反应制成。

现有的修补胶粘剂大多采用环氧树脂及固化剂配制而成，其不足之处是修补材料的抗拉能力、粘结强度较低，以及冷热循环收缩性能不佳，为保证修复后环氧件具有较长的使用寿命，因此对修复材料在抗拉能力、粘结强度、冷热循环性能等方面提出了更高的要求。同时，对于磁极的修复来说，应避免大面积的停机，修补工艺相应简单，现场维修无法借助各类电动工具，只能进行手工处理。有些产品结构比较复杂，不利于采用统一的方法进行作业，适用于野外作业。考虑到其工作场景主要在室外，用于修补的胶粘剂应易于操作，固化条件不应太苛刻。

因此，需要研制出一种性能可靠、配制简单，且在室温下固化的环氧树脂胶粘剂，并达到环氧树脂包覆件修补的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述现有技术的不足，提供一种中低速磁极修补用环氧树脂粘结剂及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种中低速磁极修补用环氧树脂粘结剂，由组份A和组份B组成，组分A和组分B的质量比为10：(0.9-1.2)，其中：

组份A由以下质量百分比的原料组成：改性环氧树脂45％-50％、增韧剂19.85％-21.5％、填料一29.5％-31.8％、消泡剂0.24％-0.64％、色浆0.41％-1.06％；

组分B由以下质量百分比的原料组成：改性胺类固化剂50％-70％、填料二30％-50％。

优选地，所述改性环氧树脂为改性双酚A环氧树脂、改性脂环族环氧树脂中的一种或两种的混合。

优选地，所述增韧剂为液体聚硫橡胶、液体聚丁二烯橡胶、丁橡胶、乙丙橡胶及丁苯橡胶中的一种或多种。

优选地，所述填料一和填料二均为球形或类球形硅微粉。

优选地，所述消泡剂为矿物油类消泡剂、有机硅消泡剂、聚醚类消泡剂的一种或多种。

优选地，所述色浆一为灰色色浆，其质量百分比为0.31％-0.66％，色浆二为黑色色浆，其质量百分比为0.10％-0.40％，色浆一和色浆二与修补材料的颜色接近，对修补件修补后的外观影响很小。

优选地，所述改性胺类固化剂为脂环族胺类固化剂、聚醚胺类固化剂中的一种或两种的混合。

一种中低速磁极修补用环氧树脂粘结剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配方依次称取改性环氧树脂、增韧剂、消泡剂、色浆后，搅拌3-5min(增韧剂太稠不易分散，所以需要在加填料一之前与改性环氧树脂等液态组分混合均匀)，再加入填料一搅拌4-6min，进行抽真空和脱除气泡后，得到组分A，结束后进行分装，密封保存；

(2)按配方依次称取改性胺类固化剂和填料二后，搅拌1-2min，混匀后快速分装，得到组分B(改性胺类固化剂的粘度低，无需抽真空，且分装时需不断搅匀，以防填料二沉底)；

(3)将组分A和组分B搅拌使其均匀混合，得到环氧树脂粘结剂成品。

进一步地，步骤(1)中的各组分均在1500rpm的转速下进行搅拌，各组分混合均匀后进行抽真空，待真空度降至0-10mbar后，继续抽真空30min以脱除气泡；步骤(2)中的各组分在500rpm的转速下进行搅拌。

一种应用中低速磁极修补用环氧树脂粘结剂的修补方法，能在线对轨道交通环氧树脂包覆件进行修复，减少因停机停产造成的经济损失，不需要对设备进行大量拆卸，提高了修补效率、大幅降低了维修费用。修补方法包括以下步骤：

a、扩槽，用酒精和气枪洗净产品表面的裂纹和周围后，用打磨笔将裂纹扩槽至1-3mm宽，再用酒精和气枪清除粉末和污渍；

b、胶水准备，用木棒将B组分搅匀后，将B组分倒入A组分中搅拌均匀，搅拌时间1min后，静置2-3min待气泡排出；

c、修复，将胶水用注射器填补进裂纹至略超过裂纹表面，将修补后的产品在25—30℃环境下放置3天进行固化；

d、打磨，先后用400目--800目--1000目的砂纸将修补部位打磨平整。

环氧包埋件结构损伤和修补问题变得越来越重要，对于损伤的结构，为了恢复其可靠性和安全性，保证在使用寿命内安全运行，对其进行相应的修理变得尤为重要，而环氧绝缘件多是一次性整体成型的部件，出现损伤后直接更换部件难以满足经济性，所以，对损伤的复合材料部件的修补和评估技术成为人们的首选解决方案。本发明双组份胶水的填隙性好，可使时间适宜，具有较高的机械强度，耐开裂性能优异，满足中低速磁极修复的工艺及性能要求，修补后投入使用数月，修补处无脱落、开裂现象，外观完好。同时，该修复技术费用低，为企业节省了大量的维修维护费用，且不需要对设备大量拆卸，节省修复时间，也可以减少因停机停产造成的经济损失。

采用上述技术方案后，本发明与背景技术相比，具有如下优点：

1、本发明粘结剂的粘结强度佳、固化时间适宜、耐开裂性能好，与修补材料的粘结力强，具有良好的耐环境侵蚀能力，能够适用于高温或恶劣环境中使用，是一种无毒害、环保型胶粘剂，填补了中低速磁极包覆绝缘修复材料的空缺。

2、本发明的制备方法不需要加热、也不需要在高温下进行搅拌，制备方法简便易行。

3、本发明可在室温条件下用于环氧件的修复，工艺简便，无需专门设备，具有省时、省力、节省能源、使用方便、成本较低等优点，同时，修补层具有优良的抗拉能力、粘结强度，修补可靠。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

(1)按质量依次称取80kg的改性环氧树脂、33kg的增韧剂、0.7kg的消泡剂、0.8kg的色浆一、0.3kg的色浆二后，在搅拌器中以1500rpm的转速搅拌3-5min，再加入48kg的填料一在搅拌器中以1500rpm的转速搅拌4-6min，各组分混合均匀后进行抽真空，待真空度降至0-10mbar后，继续抽真空30min以脱除气泡，得到组分A，结束后进行分装，密封保存。

(2)按质量依次称取9kg的改性胺类固化剂和6kg的填料二后，在搅拌器中以500rpm的转速搅拌1-2min，得到组分B，并快速分装。

(3)将组分A和组分B搅拌使其均匀混合，得到环氧树脂粘结剂成品。

实施例二

(1)按质量依次称取80kg的改性环氧树脂、33kg的增韧剂、0.7kg的消泡剂、0.8kg的色浆一、0.3kg的色浆二后，在搅拌器中以1500rpm的转速搅拌3-5min，再加入65kg的填料一在搅拌器中以1500rpm的转速搅拌4-6min，各组分混合均匀后进行抽真空，待真空度降至0-10mbar后，继续抽真空30min以脱除气泡，得到组分A，结束后进行分装，密封保存。

(2)按质量依次称取9kg的改性胺类固化剂和6kg的填料二后，在搅拌器中以500rpm的转速搅拌1-2min，得到组分B，并快速分装。

(3)将组分A和组分B搅拌使其均匀混合，得到环氧树脂粘结剂成品。

对比例一

(1)按质量依次称取100kg的改性环氧树脂、0.7kg的消泡剂、0.8kg的色浆一、0.3kg的色浆二后，在搅拌器中以1500rpm的转速搅拌3-5min，再加入45kg的填料一在搅拌器中以1500rpm的转速搅拌4-6min，各组分混合均匀后进行抽真空，待真空度降至0-10mbar后，继续抽真空30min以脱除气泡，得到组分A，结束后进行分装，密封保存。

(2)按质量依次称取9kg的改性胺类固化剂和6kg的填料二后，在搅拌器中以500rpm的转速搅拌1-2min，得到组分B，并快速分装。

(3)将组分A和组分B搅拌使其均匀混合，得到环氧树脂粘结剂成品。

对比例二

(1)按质量依次称取80kg的改性环氧树脂、33kg的增韧剂、0.7kg的消泡剂、0.8kg的色浆一、0.3kg的色浆二后，在搅拌器中以1500rpm的转速搅拌3-5min，各组分混合均匀后进行抽真空，待真空度降至0-10mbar后，继续抽真空30min以脱除气泡，得到组分A，结束后进行分装，密封保存。

(2)按质量称取9kg的改性胺类固化剂，加入组分A中，在搅拌器中以500rpm的转速搅拌1-2min，搅拌混合均匀后得到环氧树脂粘结剂成品。

对比例三

(1)按质量依次称取80kg的改性环氧树脂、33kg的其他类型的增韧剂、0.7kg的消泡剂、0.8kg的色浆一、0.3kg的色浆二后，在搅拌器中以1500rpm的转速搅拌3-5min，再加入48kg的填料一在搅拌器中以1500rpm的转速搅拌4-6min，各组分混合均匀后进行抽真空，待真空度降至0-10mbar后，继续抽真空30min以脱除气泡，得到组分A，结束后进行分装，密封保存。

(2)按质量依次称取9kg的改性胺类固化剂和6kg的填料二后，在搅拌器中以500rpm的转速搅拌1-2min，得到组分B，并快速分装。

(3)将组分A和组分B搅拌使其均匀混合，得到环氧树脂粘结剂成品。

对比例四

(1)按质量依次称取80kg的改性环氧树脂、20kg的增韧剂、0.7kg的消泡剂、0.8kg的色浆一、0.3kg的色浆二后，在搅拌器中以1500rpm的转速搅拌3-5min，再加入45kg的填料一在搅拌器中以1500rpm的转速搅拌4-6min，各组分混合均匀后进行抽真空，待真空度降至0-10mbar后，继续抽真空30min以脱除气泡，得到组分A，结束后进行分装，密封保存。

(2)按质量依次称取9kg的改性胺类固化剂和5kg的填料二后，在搅拌器中以500rpm的转速搅拌1-2min，得到组分B，并快速分装。

(3)将组分A和组分B搅拌使其均匀混合，得到环氧树脂粘结剂成品。

可使时间测试

将实施例一、实施例二、对比例一制得的环氧树脂粘结剂成品进行粘度测试，记录从称取完成至测试粘度达20000mPa·S的时间即为可使时间，测试条件为：温度25℃，转子LV4，转速5.00rpm，测试结果如下：

表1可使时间测试结果

若可使时间过短，则粘度增长过快，固化时间亦短，不利于修复操作，易出现渗入裂纹，时间不足，胶水与裂缝表面粘结不牢靠，影响修复效果；固化过快，胶水填入缝隙后产生的少量气泡来不及排出已固化，同时固化过快的胶水固化后越“脆”，降低粘结强度，进行影响修复强度。

若可使时间过长，则修复等待时间过长，期间过多不确定因素，易导致修复意外，此外，胶水未固化则无法进行后续打磨等工艺，严重影响修复工艺的修复效率。

适宜的可使时间对于后续实验及修复工艺步骤的制定有重要的参考性，材料体系在25℃下可使时间≥30min(粘度值小于20000mPa·S)，此时粘结剂的流动性良好，易于填充到缝隙中，从表1可知，实施例一的可使时间最适宜。

粘结强度测试

对于粘结剂而言，粘结体系性能优劣的主要指标是粘结强度，故粘结性能测试尤为重要，本次实验使用不同材质搭接板(铝板、环氧树脂、铁板)，通过调整材料配比及固化条件以使粘结固化时间及粘结强度达最佳(粘结性能测试遵循GB/T7124-2008)

表2Al-Al粘结测试结果(铝板)

表3EP-EP粘结测试结果(环氧树脂)

表4Fe-Fe粘结测试结果(铁板)

其中，参照1为汉高乐泰411胶粘剂，参照2为爱牢达2014-2胶粘剂，从表2至表4的测试数据可以看出，数据表明，实施例一和实施例二对于不同材质的搭接板都具有较好的粘结强度。

耐开裂性能测试

将试样放于冷热循环箱中经过高低温实验条件模拟恶劣环境，测试胶水的耐环境开裂能力。按照配比将材料混匀后，放入真空箱抽真空后取出备用。将提前清洗好的嵌件放入模具中，进行胶粘剂浇注，浇注液面略低于或持平于嵌件四角上表面即可，浇注后再次抽真空至0-10mbar，2min-3min取出，室温固化3天后脱模。

表5耐开裂性能测试结果

由表5可以看出，实施例一在经历多次不同高低温实验条件仍未开裂，说明试样的耐开裂性能优异；对比例一未加增韧剂，试样的耐开裂性能差；对比例三在实施例一的基础上，使用不同类型的增韧剂，其在经历一个循环后即开裂，试样的耐开裂性能也差；而对比例四在实施例一的基础上，使用不同比例的增韧剂，其在经历第二个循环后有一个开裂，说明试样的耐开裂性能一般。

为排除实验过程偶然因素造成的试样开裂，对比例一、实施例一、对比例三、对比例四均再次从配制胶水开始，浇注试样，至经多个循环实验验证，结果与第一次实验完全相同，说明实验可重复性高，结果可靠。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种中低速磁极修补用环氧树脂粘结剂，其特征在于，由组份A和组份B组成，组分A和组分B的质量比为10：(0.9-1.2)，其中：

组份A由以下质量百分比的原料组成：改性环氧树脂45％-50％、增韧剂19.85％-21.5％、填料一29.5％-31.8％、消泡剂0.24％-0.64％、色浆0.41％-1.06％；

组分B由以下质量百分比的原料组成：改性胺类固化剂50％-70％、填料二30％-50％。

2.如权利要求1所述的一种中低速磁极修补用环氧树脂粘结剂，其特征在于，所述改性环氧树脂为改性双酚A环氧树脂、改性脂环族环氧树脂中的一种或两种的混合。

3.如权利要求1所述的一种中低速磁极修补用环氧树脂粘结剂，其特征在于，所述增韧剂为液体聚硫橡胶、液体聚丁二烯橡胶、丁橡胶、乙丙橡胶及丁苯橡胶中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的一种中低速磁极修补用环氧树脂粘结剂，其特征在于，所述填料一和填料二均为球形或类球形硅微粉。

5.如权利要求1所述的一种中低速磁极修补用环氧树脂粘结剂，其特征在于，所述消泡剂为矿物油类消泡剂、有机硅消泡剂、聚醚类消泡剂的一种或多种。

6.如权利要求1所述的一种中低速磁极修补用环氧树脂粘结剂，其特征在于，所述色浆一为灰色色浆，其质量百分比为0.31％-0.66％，色浆二为黑色色浆，其质量百分比为0.10％-0.40％。

7.如权利要求1所述的一种中低速磁极修补用环氧树脂粘结剂，其特征在于，所述改性胺类固化剂为脂环族胺类固化剂、聚醚胺类固化剂中的一种或两种的混合。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的中低速磁极修补用环氧树脂粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按配方依次称取改性环氧树脂、增韧剂、消泡剂、色浆后，搅拌3-5min，再加入填料一搅拌4-6min，进行抽真空和脱除气泡后，得到组分A；

(2)按配方依次称取改性胺类固化剂和填料二后，搅拌1-2min，得到组分B；

(3)将组分A和组分B搅拌使其均匀混合，得到环氧树脂粘结剂成品。

9.如权利要求8所述的一种中低速磁极修补用环氧树脂粘结剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的各组分均在1500rpm的转速下进行搅拌，各组分混合均匀后进行抽真空，待真空度降至0-10mbar后，继续抽真空30min以脱除气泡；步骤(2)中的各组分在500rpm的转速下进行搅拌。

10.一种应用如权利要求1-7任一项所述的中低速磁极修补用环氧树脂粘结剂的修补方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、扩槽，用酒精和气枪洗净产品表面的裂纹和周围后，用打磨笔将裂纹扩槽至1-3mm宽，再用酒精和气枪清除粉末和污渍；

b、胶水准备，用木棒将B组分搅匀后，将B组分倒入A组分中搅拌均匀，搅拌时间1min后，静置2-3min待气泡排出；

c、修复，将胶水用注射器填补进裂纹至略超过裂纹表面，将修补后的产品在25—30℃环境下放置3天进行固化；

d、打磨，先后用400目--800目--1000目的砂纸将修补部位打磨平整。