专利名称：：一种聚合物/金属修补材料及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及金属修补材料，特别是涉及一种双组分(一组分为液体，另一组分为粉末)可以室温固化成类似金属的复合材料及其制备方法。随着改革开发的不断深入，国民经济的不断发展，各行各业的新生事物层出不穷，特别是性能优良的新型材料更是有取代使用多年的、已暴露了很多缺陷而不适应现代化生产要求的旧式材料的明显趋势。目前，金属修补一般还采用堆焊、热喷涂、电镀、电刷镀等方法，其修补过程不但需要昂贵的设备，而且还要消耗大量能量，且有时热修复工艺还造成零件变形、裂纹等，因此，本发明人于1996年11月15日申报了“一种仿金属复合材料及其制备方法”专利，申请号96120497．4，公开号CN1158341A，几年来，该专利已形成系列化产品，在金属零件磨损、裂纹及铸造缺陷的修补方面发挥了巨大作用，已逐步被人们所认识。但几年来的应用，该材料也暴露出不少缺陷，如①两组分配比要求严格，使用不便。②低温(20℃以下)固化胶层性能差，甚至在10℃以下不能固化。③胶层机加工或打磨后金属感差等。原发明的材料为两组分，A组分为环氧树脂、增韧剂、金属粉等，B组分为固化剂、触变剂等，两组分必须按严格的重量配比，才能达到良好的胶层性能，由于环氧树脂粘度大，该复合材料中金属含量较少，仅为20～30％(按体积)，因此，胶层金属感差，加上环氧-胺类体系低温较难固化，因此，急需改进。经过一年多的反复试验，采用乙烯基树脂为修补材料基料，用有机过氧化物引发体系，该体系可低温快速固化，而且配比要求不严格，加上粉末组分中，金属含量高达92～98％，因此，固化物金属感强，而且打磨后具有金属光泽。由于乙烯基树脂由双酚A环氧和不饱和单羧酸加成聚合而成，它保留了环氧树脂优良的性能又具备了不饱和聚酯树脂室温快速固化成型的工艺性，汇集了环氧树脂和聚酯的双重特性，使聚合物／金属具有更高的性能。本发明的目的是提供一种室温快速固化并具有金属光泽的金属修补材料。本发明的另一个目的是提供一种上述聚合物／金属修补材料的制备方法。本发明的聚合物／金属修补材料为双组分，一个组分为液体，另一个组分为金属粉末。(1)液体组分含有乙烯基树脂、不饱和聚酯、苯乙烯、增韧剂、促进剂和气相二氧化硅等，其重量份数配比如下乙烯基树脂30～50份不饱和聚酯10～30份苯乙烯20～30份增韧剂10～20份促进剂0．1～2份阻聚剂0．01～0．1份γ-甲基丙烯酸酯丙基三甲氧基硅烷1～5份气相二氧化硅1～5份(2)粉末组分含有金属粉末、有机过氧化物引发剂及促进剂，其重量份数配比如下金属粉末92～98份有机过氧化物1～5份促进剂0．1～2份本发明的聚合物／金属修补材料中所述液体组分与粉末组分的体积配比为(2∶1)～(1∶2)，可在此配比范围内根据需要粘度任意调配，多加些粉末，能制成较稠的胶料，用于一般金属零件的修复；少加些粉末，制得的胶料可以流动，可用来填补零件深而窄的孔隙。本发明的聚合物／金属修补材料中所述的乙烯基树脂优选为环氧甲基丙烯酸乙烯基酯树脂、环氧丙烯酸乙烯基酯树脂、异氰酸酯改性的乙烯基酯树脂、酚醛环氧甲基丙烯酸乙烯基树脂等。本发明的聚合物／金属修补材料中所述的不饱和树脂优选为双酚A型不饱和聚酯，国内牌号为3301、323等。本发明的聚合物／金属修补材料中所述的增韧剂优选为甲基丙烯酸甲酯接枝的氯丁橡胶或端羧基液体丁腈橡胶(CTBN)。本发明的聚合物／金属修补材料中所述的促进剂优选为N，N二甲基苯胺、N，N二甲基对甲苯胺、乙酸钴等。本发明的聚合物／金属修补材料中所述的金属粉末优选为铸铁粉、铸钢粉、铝粉、紫铜粉、黄铜粉、钛粉、镍粉、铬粉等。本发明的聚合物／金属修补材料中所述的有机过氧化物优选为过氧化环已酮、过氧化苯甲酰等。本发明的聚合物／金属修补材料为双组分，按一定比例混合成液状或胶泥状，任意成形，室温20～60分钟即可固化成坚硬的复合材料，因不含溶剂，所以固化后无收缩，固化物机械强度高，耐磨耐蚀，可以进行各类机械加工，根据不同材料零件的修复，可选用相应品种的金属粉末，所制得的涂层不仅颜色与零部件基本一致，而且具有金属光泽。本发明的聚合物／金属修补材料的制备方法如下液体组分配制将乙烯基树脂、不饱和聚酯、苯乙烯、增韧剂加入反应釜中，40～60℃温度下，共混搅拌1～2小时后，再加入促进剂、阻聚剂、γ-甲基丙烯酸酯丙基三甲氧基硅烷，搅拌2～3小时至均匀，最后再加入气相二氧化硅，搅拌0．5小时，得到均匀半透明液状材料。粉末组分的配制将金属粉末、有机过氧化物、促进剂放入球磨机，球磨1～2小时，再过200～300目筛，得到均匀粉状材料。将液体组分与粉末组分按一定比例混合，常温固化后即得聚合物／金属复合材料。本发明的聚合物／金属修补材料的制备方法工艺合理，设备简单，该材料使用方便，不用严格配比，室温快速固化，修补工作简便易行，不需专门设备，也不会使零件产生热变形，克服了堆焊等热修复方法的缺点，可广泛用于各类金属铸件缺陷和零件磨损划伤的修复。下面结合实施例对本发明做进一步的描述。实施例配制一种铸铁修补剂，它由A、B两个组分组成，A组分含铸铁粉末、过氧化苯甲酰、乙酸钴，所述各组分的重量份数配比如下铸铁粉98份过氧化苯甲酰1．5份乙酸钴0．5份B组分为液体，它含有环氧甲基丙烯酸乙烯基酯树脂、双酚A不饱和聚酯、苯乙烯、接枝氯丁橡胶、N，N-二甲基苯胺、对苯二酚、γ-甲基丙烯酸酯丙基三甲氧基硅烷、气相二氧化硅，所述各组分的重量份数配比如下环氧甲基丙烯酸乙烯基酯树脂40份双酚A不饱和聚酯(3301)20份苯乙烯20份甲基丙烯酸甲酯接枝氯丁橡胶15份N，N-二甲基苯胺0．5份对苯二酚0．01份γ-甲基丙烯酸酯丙基三甲基硅烷2份气相二氧化硅2．5份配制工艺如下A组分的配制将铸铁粉末、过氧化苯甲酰、乙酸钴放入球磨机，球磨1～2小时，再过200～300目筛，得到均匀粉状材料。B组份配制将环氧甲基丙烯酸乙烯基树脂、不饱和聚酯(3301)、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯接枝氯丁橡胶加入反应釜中，40～60℃温度下，共混搅拌1～2小时后，再加入N，N-二甲基苯胺、对苯二酚、γ-甲基丙烯酸酯丙基三甲氧基硅烷，搅拌2～3小时至均匀，最后再加入气相二氧化硅，搅拌0．5小时，得到均匀半透明液状材料。将液体组分与粉末组分按一定比例混合，常温固化后即得聚合物／金属复合材料。将A、B两组分按体积比2∶1和1∶1及1∶2配比，制得的铸铁修补剂性能见下表<tablesnum="001"><table>配比(体积比A∶B)混合后粘度Pas初固时间(25℃，min)硬度(固化24h后，ShoreD)抗压硬度(固化24h后，MPa))剪切硬度(固化24h后，MPa))2∶1膏状1296118151∶1861888132181∶21026768612</table></tables>权利要求1．一种聚合物／金属修补材料，其特征在于它是两组分，其中一组分为液体，另一组分为粉末。(1)液体组分含有乙烯基树脂、不饱和聚酯、苯乙烯、增韧剂、促进剂和气相二氧化硅等，其重量份数配比如下乙烯基树脂30～50份不饱和聚酯10～30份苯乙烯20～30份增韧剂10～20份促进剂0．1～2份阻聚剂0．01～0．1份γ-甲基丙烯酸酯丙基三甲氧基硅烷1～5份气相二氧化硅1～5份(2)粉末组分含有金属粉末、有机过氧化物引发剂及促进剂，其重量份数配比如下金属粉末92～98份有机过氧化物1～5份促进剂0．1～2份2．如权利要求1的材料，其特征是两组分的体积配比为(2∶1)～(1∶2)。3．如权利要求1的材料，其特征是所述乙烯基树脂为环氧甲基丙烯酸乙烯基酯树脂、环氧丙烯酸乙烯基酯树脂、异氰酸酯改性的乙烯基树脂、酚醛环氧甲基丙烯酸乙烯基树脂等。4．如权利要求1的材料，其特征是所述不饱和聚酯为双酚A型不饱和聚酯，国内牌号为3301、323等。5．如权利要求1的材料，其特征是所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯接枝的氯丁橡胶或端羧基液体丁腈橡胶(CTBN)。6．如权利要求1的材料，其特征是所述的促进剂为N，N二甲基苯胺、N，N二甲基对甲苯胺、乙酸钴等。7．如权利要求1的材料，其特征是所述的金属粉末为铸铁粉、铸钢粉、铝粉、紫铜粉、黄铜粉、钛粉、镍粉、铬粉等。8．如权利要求1的材料，其特征是所述的有机过氧化物为过氧化环已酮、过氧化苯甲酰等。9．如权利要求1～8之一的聚合物／金属修补材料的制备方法为液体组分配制将乙烯基树脂、不饱和聚酯、苯乙烯、增韧剂加入反应釜中，40～60℃温度下，共混搅拌1～2小时后，再加入促进剂、阻聚剂、γ-甲基丙烯酸酯丙基三甲氧基硅烷，搅拌2～3小时至均匀，最后再加入气相二氧化硅，搅拌0．5小时，得到均匀半透明液状材料。粉末组分的配制将金属粉末、有机过氧化物、促进剂放入球磨机，球磨1～2小时，再过200～300目筛，得到均匀粉状材料。将液体组分与粉末组分按一定比例混合，常温固化后即得聚合物／金属复合材料。全文摘要本发明为一种聚合物/金属修补材料。本发明的这种修补材料为双组分:一组分为液体,主要含乙烯基树脂、不饱和聚酯、增韧剂、促进剂和气相二氧化硅等:另一组分为粉末,主要含各类金属粉末(如铁粉、铝粉、铜粉等)、引发剂和促进剂。两组分按一定比例混合成液状或胶泥状,涂敷于机械零件缺陷处,常温固化,固化物金属般坚硬。对于不同材料零部件的修复,可选用相应品种的金属粉末,所制得的涂层不仅颜色与零部件基本一致,而且具有金属光泽,可进行各类机械加工,广泛用于金属修补。文档编号C08K3/08GK1292400SQ9912172公开日2001年4月25日申请日期1999年10月10日优先权日1999年10月10日发明者翟海潮,李印柏,林新松,王兵申请人:北京市天山新材料技术公司