CN116731602A - 一种耐磨抗冲击热固性胶衣树脂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种耐磨抗冲击热固性胶衣树脂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116731602A CN116731602A CN202310441163.2A CN202310441163A CN116731602A CN 116731602 A CN116731602 A CN 116731602A CN 202310441163 A CN202310441163 A CN 202310441163A CN 116731602 A CN116731602 A CN 116731602A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resistant
- component
- gel coat
- wear
- impact
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims abstract description 80
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 59
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000013008 thixotropic agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 32
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 22
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 20
- 238000011417 postcuring Methods 0.000 claims description 13
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims description 10
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 9
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 claims description 6
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 6
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 5
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 claims description 5
- 238000007790 scraping Methods 0.000 claims description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- WFUGQJXVXHBTEM-UHFFFAOYSA-N 2-hydroperoxy-2-(2-hydroperoxybutan-2-ylperoxy)butane Chemical group CCC(C)(OO)OOC(C)(CC)OO WFUGQJXVXHBTEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims description 3
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims description 3
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims description 3
- GEMHFKXPOCTAIP-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethyl-n'-phenylcarbamimidoyl chloride Chemical group CN(C)C(Cl)=NC1=CC=CC=C1 GEMHFKXPOCTAIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000007788 roughening Methods 0.000 claims description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 2
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 2
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000008204 material by function Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 55
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 239000011208 reinforced composite material Substances 0.000 description 5
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N alpha-methacrylic acid Natural products CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 4
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 2
- OELQSSWXRGADDE-UHFFFAOYSA-N 2-methylprop-2-eneperoxoic acid Chemical compound CC(=C)C(=O)OO OELQSSWXRGADDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- 244000137852 Petrea volubilis Species 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000009991 scouring Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 238000010345 tape casting Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
- C09D175/14—Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/65—Additives macromolecular
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/70—Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/002—Physical properties
- C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明属于功能材料技术领域，公开了一种耐磨抗冲击热固性胶衣树脂及其制备方法和应用。所述耐磨抗冲击热固性胶衣树脂包括组分A、组分B和组分C；其中，组分A包括以下质量份数的原料：热固性树脂10～30份，耐磨填料10～60份，助剂填充料5～20份，触变剂2～5份，增强纤维3～5份；组分B包括固化剂，质量为组分A总质量的1～3％；组分C包括促进剂，质量为组分A总质量的1～3％。本发明胶衣树脂具有优异的耐磨抗冲击性能，涂覆在船舶外壳复合材料表面，形成的胶衣层与复合材料附着牢固，并具有一定的强度和韧性，能够抵抗外部的冲击和磨损，避免发生松脱、分层或脆裂等现象，保护船舶复合材料内部的纤维层，提高船舶的寿命和安全性。
Description
技术领域
本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种耐磨抗冲击热固性胶衣树脂及其制备方法和应用。
背景技术
复合材料由于其轻质高强的特点，被广泛应用于船舶车辆及航空航天领域的结构减重中，比如冲锋舟、快艇等水面船舶的外壳多采用玻璃纤维或碳纤维增强树脂基复合材料进行一体化成型。复合材料外壳在成型过程中在表层附加一层树脂胶衣层，一方面能提高表面的光滑度，从而降低底壳与水的阻力；另一方面能提高复合材料的水密性，减低水介质对船体的侵蚀。
然而一般的树脂胶衣层的耐磨性和强度不足，在清水区域使用时有着不错的防护效果，而在河沙含量较高的流域使用时，容易受到河沙的冲刷和摩擦作用而损坏脱落，影响船舶的寿命和安全，因此，需要一种更高性能的耐磨抗冲击胶衣树脂，以解决树脂胶衣在该应用场景中的缺陷问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种耐磨抗冲击热固性胶衣树脂及其制备方法和应用，该胶衣树脂具有优异的耐磨抗冲击性能，涂覆在船舶外壳复合材料表面，形成的胶衣层与复合材料附着牢固，并具有一定的强度和韧性，能够抵抗外部的冲击和磨损，避免发生松脱、分层或脆裂等现象，保护船舶复合材料内部的纤维层，提高船舶的寿命和安全性。
为解决本发明所提出的技术问题，本发明提供一种耐磨抗冲击热固性胶衣树脂，包括组分A、组分B和组分C；其中，组分A包括以下质量份数的原料：热固性树脂10～30份，耐磨填料10～60份，助剂填充料5～20份，触变剂2～5份，增强纤维3～5份；组分B包括固化剂，质量为组分A总质量的1～3％；组分C包括促进剂，质量为组分A总质量的1～3％。
上述方案中，所述热固性树脂为改性聚氨酯树脂，更具体地为(甲基)丙烯酸改性聚氨酯树脂，它是异氰酸酯与多元醇进行扩链反应后再与(甲基)丙烯酸羟酯类封端的产物。
上述方案中，所述耐磨填料包括碳化硅粗粒和碳化硅细粒，其中，碳化硅粗粒的粒径为0.1～1mm，碳化硅细粒的粒径为0.01～0.1mm，碳化硅粗粒和碳化硅细粒的质量比为1：(1～3)。
上述方案中，所述助剂填充料为氧化铝粉、氧化锆粉、氧化镁粉中的一种或几种，粒径为1～5μm。
上述方案中，所述触变剂为二氧化硅粉，粒径为1～5μm。
上述方案中，所述增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的一种或多种，纤维长度为0.01～30mm，直径为0.05～0.4mm。
上述方案中，所述固化剂为过氧化甲乙酮，所述促进剂为环烷酸钴。
本发明还提供一种耐磨抗冲击热固性胶衣树脂的制备方法，包括以下步骤：
1)将触变剂与增强纤维混合均匀，得到混合物a；将耐磨填料与助剂填充料混合均匀，得到混合物b；
2)将混合物a加入到热固性树脂中混合均匀，再加入混合物b再次混合均匀，最后在真空状态下进行真空搅拌，得到组分A；
3)使用时，先将组分C加入到组分A中混合均匀，再加入组分B再次混合均匀，得到耐磨抗冲击热固性胶衣树脂。
上述方案中，所述真空搅拌的真空压力为-0.03～-0.05MPa，搅拌时间为10～15min。
本发明还提供一种耐磨抗冲击热固性胶衣树脂的应用，应用方法为：
1)对船舶外壳复合材料表面进行粗糙化处理；
2)将耐磨抗冲击热固性胶衣树脂涂覆在处理后的表面形成涂层；
3)在涂层上覆盖真空袋，将真空袋四周粘接密封，用真空泵抽真空，涂层被真空袋包裹压实，将被挤出的多余树脂刮除；
4)待涂层凝胶后，拆除真空袋，在温室中对涂层升温进行后固化处理，在船舶外壳复合材料表面制得胶衣层。
上述方案中，所述复合材料为玻璃纤维增强复合材料或碳纤维增强复合材料。
上述方案中，所述粗糙化处理为喷砂或打磨，喷砂采用粒径为30～60目的刚玉砂。
上述方案中，所述涂覆的方式为喷涂、刷涂或刮涂。
上述方案中，所述涂层的厚度≥2mm。
上述方案中，所述抽真空的真空压力为-0.1～-0.11MPa。
上述方案中，所述涂层凝胶所需的时间为4～8h。
上述方案中，所述后固化温度为60～80℃，后固化时间为2～3h。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)本发明利用热固性树脂、耐磨粉体材料、短切纤维等原料组成耐磨抗冲击热固性胶衣树脂，解决船舶外壳复合材料的磨损问题；使用的热固性树脂为(甲基)丙烯酸改性聚氨酯树脂，其粘接性好，能够保证形成的胶衣层与船舶复合材料之间的粘结强度和韧性；使用的耐磨粉体材料为碳化硅、氧化铝等较大硬度的填料，可以提高胶衣层的耐磨性能；使用具有一定长径比的纤维增强材料，与耐磨粉体材料之间彼此填充缝隙，提高胶衣层的密实程度，进而提高胶衣层的力学性能和抗冲击性能；因此，本发明胶衣树脂具有优异的耐磨抗冲击性能，涂覆在船舶外壳复合材料表面，形成的胶衣层与复合材料附着牢固，并具有一定的强度和韧性，能够抵抗外部的冲击和磨损，避免发生松脱、分层或脆裂等现象，保护船舶复合材料内部的纤维层，提高船舶的寿命和安全性。
2)传统填料型耐磨材料由于不包含纤维增强材料，只能作为涂层材料，一次只能成型0.3mm左右的薄层结构，要成型厚壁结构需要多次成型，而本发明胶衣树脂中引入了增强纤维，可以一次成型厚度≥2mm甚至达到5～10mm的厚壁胶衣层，提高了应用时的施工效率。
3)本发明胶衣树脂在成型过程中，可以通过真空加压的方式将多余的热固性树脂材料挤出，而耐磨粉体材料由于纤维材料的筛网作用，被纤维材料兜住，留在胶衣层内部，能够进一步提高胶衣层的密实性，因此，胶衣树脂在制备时可以适当增加热固性树脂的比例，提升流动性便于施工。
4)本发明胶衣树脂具有良好的室温固化特性，常温下4～8小时凝胶，并通过60～80℃的后固化后，反应程度达到95％以上，使用条件温和，并且由于其为固化型无溶剂材料，在成型过程中VOC挥发更少，更加环保。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
以下实施例中，所用的热固性树脂为百思通新材料科技(武汉)有限公司生产的(甲基)丙烯酸改性聚氨酯树脂，牌号WHUT-PU，它是异氰酸酯与多元醇进行扩链反应后再与(甲基)丙烯酸羟酯类封端的产物。
以下实施例中，所用的耐磨填料包括碳化硅粗粒和碳化硅细粒，碳化硅粗粒的粒径为0.1～1mm，碳化硅细粒的粒径为0.01～0.1mm；所用的助剂填充料为氧化铝粉、氧化锆粉、氧化镁粉中的一种或几种，粒径为1～5μm；所用的触变剂为二氧化硅粉，粒径为1～5μm。
以下实施例中，所用的固化剂为过氧化甲乙酮，有效物含量为8～10％；促进剂为环烷酸钴，有效物含量为6～8％。
实施例1
一种耐磨抗冲击热固性胶衣树脂，包括组分A、组分B和组分C；
组分A包括以下质量份数的原料：
热固性树脂30份，
耐磨填料60份(碳化硅粗粒和碳化硅细粒质量比1:1)，
助剂填充料10份(氧化铝粉5份、氧化锆粉3份、氧化镁粉2份)，
触变剂3份，
增强纤维4份(玻璃纤维1份、碳纤维0.5份、芳纶纤维2份、玄武岩纤维0.5份，长度1～10mm，直径0.1～0.4mm)；
组分B包括：
固化剂，质量为组分A总质量的2.5％；
组分C包括：
促进剂，质量为组分A总质量的2.5％。
上述耐磨抗冲击热固性胶衣树脂的制备方法，包括以下步骤：
1)将触变剂与增强纤维混合均匀，得到混合物a；将耐磨填料与助剂填充料混合均匀，得到混合物b；
2)将混合物a加入到热固性树脂中混合均匀，再加入混合物b再次混合均匀，最后在-0.03MPa的真空压力状态下搅拌10min，得到组分A；
3)使用时，先将组分C加入到组分A中混合均匀，再加入组分B再次混合均匀，得到耐磨抗冲击热固性胶衣树脂。
实施例2
一种耐磨抗冲击热固性胶衣树脂，包括组分A、组分B和组分C；
组分A包括以下质量份数的原料：
热固性树脂30份，
耐磨填料60份(碳化硅粗粒和碳化硅细粒质量比1:1.4)，
助剂填充料9份(氧化铝粉5份、氧化锆粉4份)，
触变剂3份，
增强纤维3.5份(玻璃纤维1份、碳纤维0.5份、芳纶纤维2份，长度1～10mm，直径0.1～0.35mm)；
组分B包括：
固化剂，质量为组分A总质量的2％；
组分C包括：
促进剂，质量为组分A总质量的2％。
上述耐磨抗冲击热固性胶衣树脂的制备方法，包括以下步骤：
1)将触变剂与增强纤维混合均匀，得到混合物a；将耐磨填料与助剂填充料混合均匀，得到混合物b；
2)将混合物a加入到热固性树脂中混合均匀，再加入混合物b再次混合均匀，最后在-0.04MPa的真空压力状态下搅拌12min，得到组分A；
3)使用时，先将组分C加入到组分A中混合均匀，再加入组分B再次混合均匀，得到耐磨抗冲击热固性胶衣树脂。
实施例3
一种耐磨抗冲击热固性胶衣树脂，包括组分A、组分B和组分C；
组分A包括以下质量份数的原料：
热固性树脂25份，
耐磨填料55份(碳化硅粗粒和碳化硅细粒质量比1:1.2)，
助剂填充料8份(氧化铝粉5份、氧化锆粉2份、氧化镁粉1份)，
触变剂3份，
增强纤维3份(碳纤维和芳纶纤维各1.5份，长度1～20mm，直径0.1～0.3mm)；
组分B包括：
固化剂，质量为组分A总质量的3％；
组分C包括：
促进剂，质量为组分A总质量的3％。
上述耐磨抗冲击热固性胶衣树脂的制备方法，包括以下步骤：
1)将触变剂与增强纤维混合均匀，得到混合物a；将耐磨填料与助剂填充料混合均匀，得到混合物b；
2)将混合物a加入到热固性树脂中混合均匀，再加入混合物b再次混合均匀，最后在-0.05MPa的真空压力状态下搅拌15min，得到组分A；
3)使用时，先将组分C加入到组分A中混合均匀，再加入组分B再次混合均匀，得到耐磨抗冲击热固性胶衣树脂。
应用例1
将实施例1制备的耐磨抗冲击热固性胶衣树脂应用于船舶外壳，应用方法为：
1)采用60目的砂纸对船舶外壳碳纤维增强复合材料表面进行打磨处理；
2)将耐磨抗冲击热固性胶衣树脂喷涂在处理后的表面形成厚度2mm的涂层；
3)在涂层上覆盖真空袋，将真空袋四周粘接密封，用真空泵抽真空，真空压力为-0.1MPa，涂层被真空袋包裹压实，将被挤出的多余树脂刮除；
4)待涂层经过4h的常温凝胶后，拆除真空袋，在温室中对涂层升温进行后固化处理，在80℃下后固化2h后，在船舶外壳复合材料表面制得胶衣层。
应用例2
将实施例2制备的耐磨抗冲击热固性胶衣树脂应用于船舶外壳，应用方法为：
1)采用30目的刚玉砂对船舶外壳碳纤维增强复合材料表面进行喷砂处理；
2)将耐磨抗冲击热固性胶衣树脂刷涂在处理后的表面形成厚度3mm的涂层；
3)在涂层上覆盖真空袋，将真空袋四周粘接密封，用真空泵抽真空，真空压力为-0.1MPa，涂层被真空袋包裹压实，将被挤出的多余树脂刮除；
4)待涂层经过6h的常温凝胶后，拆除真空袋，在温室中对涂层升温进行后固化处理，在70℃下后固化2.5h后，在船舶外壳复合材料表面制得胶衣层。
应用例3
将实施例3制备的耐磨抗冲击热固性胶衣树脂应用于船舶外壳，应用方法为：
1)采用60目的刚玉砂对船舶外壳玻璃纤维增强复合材料表面进行喷砂处理；
2)将耐磨抗冲击热固性胶衣树脂刷涂在处理后的表面形成厚度4mm的涂层；
3)在涂层上覆盖真空袋，将真空袋四周粘接密封，用真空泵抽真空，真空压力为-0.11MPa，涂层被真空袋包裹压实，将被挤出的多余树脂刮除；
4)待涂层经过8h的常温凝胶后，拆除真空袋，在温室中对涂层升温进行后固化处理，在70℃下后固化3h后，在船舶外壳复合材料表面制得胶衣层。
对比例1
对比例1与应用例1其它步骤相同，不同之处仅在于：将耐磨抗冲击热固性胶衣树脂更换为市售耐磨树脂(PUA树脂)。
对应用例1-3和对比例1制得的胶衣层进行性能测试，其中，磨损量采用Taber磨耗机进行测试，冲击强度按照标准《GB/T 1451-2005纤维增强塑料简支梁式冲击韧性试验方法》进行；粘接力按照标准《GB/T7124-2008胶黏剂拉伸剪切强度方法》进行；结果见下表。
表1
从表1可知，相比于对比例1，应用例1-3制得的胶衣层在同等条件下的磨损量显著降低，而冲击强度和粘接力显著升高，这说明，本发明的耐磨抗冲击热固性胶衣树脂应用于船舶外壳复合材料表面时，形成的胶衣层与复合材料附着牢固，并具有一定的强度和韧性，能够抵抗外部的冲击和磨损，避免发生松脱、分层或脆裂等现象，保护船舶复合材料内部的纤维层，提高船舶的寿命和安全性。
上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐磨抗冲击热固性胶衣树脂，其特征在于，包括组分A、组分B和组分C；其中，组分A包括以下质量份数的原料：热固性树脂10～30份，耐磨填料10～60份，助剂填充料5～20份，触变剂2～5份，增强纤维3～5份；组分B包括固化剂，质量为组分A总质量的1～3％；组分C包括促进剂，质量为组分A总质量的1～3％。
2.根据权利要求1所述的耐磨抗冲击热固性胶衣树脂，其特征在于，所述热固性树脂为改性聚氨酯树脂，它是异氰酸酯与多元醇进行扩链反应后再与(甲基)丙烯酸羟酯类封端的产物。
3.根据权利要求1所述的耐磨抗冲击热固性胶衣树脂，其特征在于，所述耐磨填料包括碳化硅粗粒和碳化硅细粒，碳化硅粗粒的粒径为0.1～1mm，碳化硅细粒的粒径为0.01～0.1mm，碳化硅粗粒和碳化硅细粒的质量比为1：(1～3)。
4.根据权利要求1所述的耐磨抗冲击热固性胶衣树脂，其特征在于，所述助剂填充料为氧化铝粉、氧化锆粉、氧化镁粉中的一种或几种，粒径为1～5μm；所述触变剂为二氧化硅粉，粒径为1～5μm。
5.根据权利要求1所述的耐磨抗冲击热固性胶衣树脂，其特征在于，所述增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的一种或多种，纤维长度为0.01～30mm，直径为0.05～0.4mm。
6.根据权利要求1所述的耐磨抗冲击热固性胶衣树脂，其特征在于，上述方案中，所述固化剂为过氧化甲乙酮，所述促进剂为环烷酸钴。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的耐磨抗冲击热固性胶衣树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将触变剂与增强纤维混合均匀，得到混合物a；将耐磨填料与助剂填充料混合均匀，得到混合物b；
2)将混合物a加入到热固性树脂中混合均匀，再加入混合物b再次混合均匀，最后在真空状态下进行真空搅拌，得到组分A；
3)使用时，先将组分C加入到组分A中混合均匀，再加入组分B再次混合均匀，得到耐磨抗冲击热固性胶衣树脂。
8.根据权利要求7所述的耐磨抗冲击热固性胶衣树脂的制备方法，其特征在于，所述真空搅拌的真空压力为-0.03～-0.05MPa，搅拌时间为10～15min。
9.一种如权利要求1-6任一项所述的耐磨抗冲击热固性胶衣树脂的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对船舶外壳复合材料表面进行粗糙化处理；
2)将耐磨抗冲击热固性胶衣树脂涂覆在处理后的表面形成涂层；
3)在涂层上覆盖真空袋，将真空袋四周粘接密封，用真空泵抽真空，涂层被真空袋包裹压实，将被挤出的多余树脂刮除；
4)待涂层凝胶后，拆除真空袋，在温室中对涂层升温进行后固化处理，在船舶外壳复合材料表面制得胶衣层。
10.根据权利要求9所述的耐磨抗冲击热固性胶衣树脂的应用方法，其特征在于，所述涂层的厚度≥2mm；所述抽真空的真空压力为-0.1～-0.11MPa；所述后固化温度为60～80℃，后固化时间为2～3h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310441163.2A CN116731602A (zh) | 2023-04-23 | 2023-04-23 | 一种耐磨抗冲击热固性胶衣树脂及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310441163.2A CN116731602A (zh) | 2023-04-23 | 2023-04-23 | 一种耐磨抗冲击热固性胶衣树脂及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116731602A true CN116731602A (zh) | 2023-09-12 |
Family
ID=87901892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310441163.2A Pending CN116731602A (zh) | 2023-04-23 | 2023-04-23 | 一种耐磨抗冲击热固性胶衣树脂及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116731602A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101245192A (zh) * | 2007-02-15 | 2008-08-20 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种制造玄武岩纤维增强复合材料的方法及在制造船体上的应用 |
| CN103725184A (zh) * | 2014-01-06 | 2014-04-16 | 南通天和树脂有限公司 | 高活性乙烯基酯树脂胶衣及其制备方法 |
| CN207714283U (zh) * | 2017-12-16 | 2018-08-10 | 江西科得玻璃钢科技协同创新有限公司 | 一种新型复合结构的u型水渠 |
-
2023
- 2023-04-23 CN CN202310441163.2A patent/CN116731602A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101245192A (zh) * | 2007-02-15 | 2008-08-20 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种制造玄武岩纤维增强复合材料的方法及在制造船体上的应用 |
| CN103725184A (zh) * | 2014-01-06 | 2014-04-16 | 南通天和树脂有限公司 | 高活性乙烯基酯树脂胶衣及其制备方法 |
| CN207714283U (zh) * | 2017-12-16 | 2018-08-10 | 江西科得玻璃钢科技协同创新有限公司 | 一种新型复合结构的u型水渠 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 倪礼忠等: "《高性能树脂复合材料》", 28 February 2010, 上海：华东理工大学出版社, pages: 256 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101700041B1 (ko) | 강화 복합 재료 | |
| US20140203468A1 (en) | Polymer Composites | |
| JPH10502714A (ja) | 耐侵食性表面保護 | |
| CN1481410A (zh) | 增强纤维对可固化复合材料中树脂的偶合作用 | |
| CN106947357A (zh) | 一种能快速固化的陶瓷颗粒耐磨涂层材料 | |
| MX2007013944A (es) | Compuestos para moldeo en lamina clase a, de baja densidad a partir de resinas termoendurecibles de isoftalato-maleato. | |
| CN103292055B (zh) | 复合玻璃钢管及其制备方法 | |
| CN116731602A (zh) | 一种耐磨抗冲击热固性胶衣树脂及其制备方法和应用 | |
| Quinn | Composites: Design Manual | |
| CA2635488A1 (en) | Composite polymers | |
| KR101811372B1 (ko) | 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료의 제조방법, 이 방법을 이용한 폴리우레탄 도장 강관의 제조방법 및 이 방법으로 제조된 폴리우레탄 도장 강관 | |
| CN112500669A (zh) | 一种低密度复合材料及其制备方法 | |
| JP2009525393A (ja) | 吹付可能なマイクロパルプ組成物 | |
| CN1095733C (zh) | 复合制品及其生产方法 | |
| CN108822702A (zh) | 一种用于车辆设备的超厚浆型快干涂料及其制作方法 | |
| KR102280237B1 (ko) | 유리 운반용 타이밍벨트용 접착제 조성물 | |
| CN114957926A (zh) | 一种用于手糊成型的环氧树脂预聚体及其制备方法和玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料 | |
| CN100372890C (zh) | 不饱和聚酯/聚氨酯/有机蒙脱土复合材料及其制备方法 | |
| SHEWALE et al. | Carbon and natural fiber reinforced polymer hybrid composite: Processes, applications, and challenges | |
| CN111391446A (zh) | 一种韧性高、耐腐蚀的海洋防腐复合涂料及其制备方法 | |
| JP2002292769A (ja) | 複合構造体及びその製造方法 | |
| CN115572535B (zh) | 一种高柔韧性光固化金属包装涂料及其制备方法 | |
| CN110744886A (zh) | 一种金属保护膜及其制备方法 | |
| CN103978761B (zh) | 水机过流面防泥沙冲蚀涂层的仿生构造方法 | |
| Chand et al. | Role of polymeric matrices in improving wear resistance of irradiated FRP composites |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |