专利名称：一种水固化腻子产品的制备及使用方法
技术领域：
本发明涉及ー种水固化腻子产品的制备及使用方法。
背景技术：
机车车辆、汽车、电机等制造行业的产品表面均需装饰，装饰涂装时均要嵌填腻子，目前国内常用的腻子有原子灰、环氧改性腻子，在国外则有美国杜邦公司的聚酯腻子、PPG公司的聚酯腻子、日本立邦公司的不饱和聚酯腻子等，它们共同的特点是常温下干固快、附着力强、施工性能较好。但它们所用的固化剂即引发剂都是有机过氧化物。这种传统的固化剂会释放出不愉快的气味对操作人员健康不利，且属易燃易爆物品，在生产、运输中易变质并且有安全隐患，确实有待改进
发明内容
·本发明的目的是提供ー种水固化腻子产品的制备及使用方法，它以水作固化剂，在常温下的施工性能、干固性、附着力、柔韧性、抗冲击性及与底面漆配套性等技术指标均能达到铁道部部颁标准TB/T2393-2001的要求，而且具备突出的环保性、安全性和经济性。本发明的技术方案是，ー种水固化腻子产品的制备及使用方法，其特征在于该腻子产品的制备方法包含如下步骤——取30-35重量份用双环戊ニ烯改性的不饱和基树脂作主基料，将取自钢厂、铁合金厂炼铁过程中的水冷渣在马弗炉中于1300-14000C下煅烧、冷却再研磨至300-400目后加入3-5wt. %半水硫酸钙共成14. 5——25重量份的辅助基料，将所述主基料、辅助基料投入1500-1800L/min的高速分散机中充分分散均匀后，按顺序逐渐加入辅助引发剂4-5. 3重量份、气孔封闭剂4——5. 5重量份、附着力增强剂34重量份、稳定剂1-1. 88重量份、触变剂3-4重量份、分散剂0. 17-0. 19重量份、填充剂20-32. 9重量份和调色剂4-5重量份，至形成均匀膏状体后再入胶体研磨机研磨至细度< 50um即得腻子产品包装待用，所述辅助引发剂是过氧化硫酸钾、钠、铵盐，所述气孔封闭剂是以聚苯こ烯为基础用顺酐接枝改性的活性成膜胶，所述附着力增强剂是3-5vot. %的PVP异丙醇/甲基苯こ烯混合溶液，所述稳定剂是顺酐或顺酸和环烷酸铜，所述触变剂是ニ氧化硅膨润土，所述分散剂是十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠，所述填充剂是滑石粉、重钙粉，而所述调色剂是钛白粉、立德粉或群青；该腻子产品的使用方法是取100重量份膏状腻子产品，向其中添加10 —15重量份pH值7— 8的自来水、井水或河水，搅拌均匀即可。所述制备方法中主基料的结构式是
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1—0 一R —0 —C -CH = CH -C --0H ,式中的R代表ー兀或多元醉类。
、Jx本发明的有益效果是不仅各项技术指标均符合鉄道部部颁标准TB/T2393-2001的规定，而且具有突出的环保性、安全性和经济性。
具体实施例方式—种水固化腻子产品的制备及使用方法，其特征在干该腻子产品的制备方法包含如下步骤——取30— 35重量份用双环戊ニ烯改性的不饱和基树脂作主基料，将取自钢厂、铁合金厂炼铁过程中的水冷渣在马弗炉中于1300-1400°C下煅烧、冷却再研磨至300-400目后加入3-5wt. %半水硫酸钙共成14. 5——25重量份的辅助基料，将所述主基料、辅助基料投入1500-1800L/min的高速分散机中充分分散均匀后，按顺序逐渐加入辅助引发剂4-5. 3重量份、气孔封闭剂4——5. 5重量份、附着力增强剂3-4重量份、稳定剂1_1. 88重量份、触变剂3-4重量份、分散剂0. 17-0. 19重量份、填充剂20-32. 9重量份和调色剂4-5重量份，至形成均匀膏状体后再入胶体研磨机研磨至细度< 50um即得腻子产品包装待用，所述辅助引发剂是过氧化硫酸钾、钠、铵盐，所述气孔封闭剂是以聚苯こ烯为基础用顺酐接枝改性的活性成膜胶，所述附着力增强剂是3-5vot. %的PVP异丙醇/甲基苯こ烯混合溶液，所述稳定剂是顺酐或顺酸和环烷酸铜，所述触变剂是ニ氧化硅膨润土，所述分散剂是十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠，所述填充剂是滑石粉、重钙粉，而所述调色剂是钛白粉、立德粉或群青；该腻子产品的使用方法是取100重量份膏状腻子产品，向其中添加10-15重量份PH值7— 8的自来水、井水或河水，搅拌均匀即可。·
00 I iI I所述制备方法中主基料的结构式是JJ__q _R — 0 _c — CH = CH —C --0H
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式中的R代表ニ元或多元醇类。以下是具体实施例的配料表。原料序实施例I 「 2 丨一 3 f -1 te料名称、ヽ^
1主.鎮料(不饱.和树脂)31.8-32 303435
2辅助tt料IUI S. B202H
3鋪助引发剂4.9-55.34.54
4气孔到闭剂4.6-55.5S4
I附ィず力.福.1....................................................................................................................................................................3:...9:4.....................................................................................................3...........................................·...................................................................3:....5..............................................................................................................4..............................................................
6稳记剂L 73-1,8 1.061.88I
触变剂3,8-433.23,5
8分散剂0. 1850. 170. 170. 19
9填充料27-2832.922.820
10调色剂4,53.854
11固化剂(上引发剂)水^^Jttf:水^^MjS 水^^SLf7Tlc^^KTTlT
100: 10-15 100:10-15 100: KM5 L00:1(FJ5表中的四个实施例配方其技术质量指标均符合TB/T2393-2001的規定。四个实施例中所示原料质量性质不变，只是调整了每个配方所取用的数量，其制备エ艺流程一祥。在这四种实施例配方内可重复性制备出效果稳定的本发明水固化腻子产品。本发明的腻子产品于常温下能与水发生固化反应的原因在于①腻子的主基料采用了双环戊ニ烯改性的不饱和基树脂，这种树脂气干性好，成本相对低些，它与所有的不饱和基树脂ー样易发生交联聚合反应。在辅助固化剂(即本发明中辅助引发剂)和促进剂(即本发明配方中生成的氢氧化钙Ca(OH)2)的作用下产生自由基引发双键，引发交联聚合反应
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n - 1 — 3当向腻子中加水时，水与辅助基料发生水化反应生成部分Ca(OH)2，这又促进了腻子中辅助引发剂的分解而产生游离基。游离基引发腻子中的主基料(不饱和基树脂)中的こ烯基单体和聚酯起加聚反应。②腻子组成中的辅助基料包含3Ca*Al203 (铝酸三钙)，3Ca0* SiO2)(硅酸三钙)；2Ca0 SiO2 (硅酸ニ钙)4CaO Al2O3 Fe2O3 (铁铝酸四钙)和半水硫酸钙，这些都是易与水进行水化反应的物质。反应机理示意如下A、硅酸三钙、硅酸ニ钙与水发生水化反应，生成凝胶态结晶水合物——水化硅酸钙；2 (3Ca0 SiO2) +6H20=3Ca0 2Si02 H20+3Ca(OH)22 (2Ca0 SiO2) +6H20=3Ca0 2Si02 H2CHCa(OH)2B、铝酸三钙、铁铝酸四钙与水发生水化反应生成凝胶状结晶水合物3Ca0 Al203+6H20=3Ca0 Al2O3 6H204CaO Al203Fe203+4Ca (OH) 2+22H20 = 4CaO Al2O3 13H20+4Ca0 Fe2O3 13H20C、由于腻子的辅助基料中还有硫酸钙以及水化反应生成的部分Ca(OH)2会与水化反应物继续发生下列反应，形成铁酸钙类、铝酸钙类水合固态物3Ca0 Al2O3 6H20+3CaS04+25H20=3Ca0 Al2O3 3CaS04 3IH2OCaO Fe2O3 (2-6) H20+2Ca (OH) 2+XH20=3Ca0 Fe2O3 X H2O3Ca0 Al2O3 6H20+Ca (OH) 2+12H20=4Ca0 Al2O3 19H20③主辅固化剂(亦称主辅引发剂，水和无机过氧化盐类)与腻子基料的反应辅助弓I发剂(无机过氧化盐类)如过氧化硫酸钾、钠、铵盐只溶于水，不溶于有机溶剂及树脂中，在腻子制备过程中通常把辅助引发剂添加到腻子的主基料(树脂)中。当施工时把主引发剂水加入到腻子中，腻子中的辅助引发剂遇水会较快溶解而产生游离基引发腻子中的主基料(树脂)发生交联聚合反应，而水又与腻子中的辅助基料发生水化反应(凝胶)，同时水化反应过程中又产生出Ca(OH)2，这样又促成腻子中的辅助引发剂进ー步分解生成游离基，这些游离基又加速引发腻子中的主基料和所含的こ烯基单体与不饱和聚酯起加聚反应，最終使腻子中的主引发剂(水)辅助引发剂(无机过氧化盐类)都消耗尽了，腻子也由开始时稀稠膏状体逐渐固化成固态物。通过上述各步骤实现了用水作固化剂使本发明制备的腻子产品能在室温(常温)下干燥(固化)。④本发明水固化腻子的辅助基料(3Ca0 Al2O3, 3Ca0 SiO2, 2Ca0 SiO2, CaSO4,4CaO -Ai2O3 Fe2O3)等混合物采用0. 3—0. 5%的PEG或十八酸的异丙醇/醋酸こ酷溶液进行包覆预处理，实现了延缓腻子中的辅助基料水化反应的速度和易于分散的效果。⑤本发明的水固化腻子中添加了 ニ元羧酸(顺酐或顺酸)和环烷酸铜复合型稳定齐U，ニ元羧酸可以中和腻子辅助基料中带入的游离石灰碱Ca(OH)2，減少它在腻子储存中的促进剂作用从而延长了腻子的贮存期，环烷酸铜的加入能延缓腻子使用初期的交联聚合速率但又会促进腻子涂刮成膜后期的加聚反应速率。从而保证了腻子产品适应于大面积涂刮施工的时间要求。⑥、本发明的水固化腻子产品组成中的气孔封闭剂是以聚苯こ烯为基础用极性强的顺酐对其接枝改性后的ー种活性成膜胶，其反应机理示意如下·
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、ン 0 0 0、くン—0 0 OJf这种封闭剂的加入，一部分能与腻子的主基料參加交联反应；一部分游离于腻子膜表面，在腻子膜干固后期能有效地封闭表面的气孔，以利防水与后续的油漆施工。
权利要求
1.一种水固化腻子产品的制备及使用方法，其特征在于该腻子产品的制备方法包含如下步骤——取30-35重量份用双环戊二烯改性的不饱和基树脂作主基料，将取自钢厂、铁合金厂炼铁过程中的水冷渣在马弗炉中于1300— 1400°C下煅烧、冷却再研磨至300—400目后加入3 — 5wt. %半水硫酸钙共成14. 5——25重量份的辅助基料，将所述主基料、辅助基料投入1500—1800L/min的闻速分散机中充分分散均勻后,按顺序逐渐加入辅助引发剂4一5. 3重量份、气孔封闭剂4——5. 5重量份、附着力增强剂3— 4重量份、稳定剂I一I.88重量份、触变剂3— 4重量份、分散剂0. 17—0. 19重量份、填充剂20— 32. 9重量份和调色剂4一5重量份，至形成均匀膏状体后再入胶体研磨机研磨至细度< 50um即得腻子产品包装待用，所述辅助引发剂是过氧化硫酸钾、钠、铵盐，所述气孔封闭剂是以聚苯乙烯为基础用顺酐接枝改性的活性成膜胶，所述附着力增强剂是3 — 5vot. %的PVP异丙醇/甲基苯乙烯混合溶液，所述稳定剂是顺酐或顺酸和环烷酸铜，所述触变剂是二氧化硅膨润土，所述分散剂是十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠，所述填充剂是滑石粉、重钙粉，而所述调色 剂是钛白粉、立德粉或群青；该腻子产品的使用方法是取100重量份膏状腻子产品，向其中添加10-15重量份PH值7-8的自来水、井水或河水，搅拌均匀即可。
2.如权利要求I所述的水固化腻子的制备方法，其特征在于，其原料组成中的辅助基料是一种易发生水化反应的、由铝酸三钙(3Ca Al2O3)、硅酸三钙(3Ca0 Si02)、硅酸二钙(2Ca0 SiO2)、铁铝酸四钙(4CaO Al2O3 Fe2O3)和半水硫酸钙组成的无机粉料混合物，其中含铝酸三钙6-15%，含硅酸三钙45-60%，含硅酸二钙10-30%，含铁铝酸四钙5_10%，辅助基料取自钢厂、铁合金厂炼铁过程中的一种水冷渣，它能满足上述含3Ca0 -Al2O3, 3Ca0 SiO2,2Ca0 SiO2, CaSO4,4CaO Ai2O3 Fe2O3质量成分的要求，其中的硅酸三钙、硅酸二钙可与水发生水化反应生成凝胶状的水化硅酸钙，且铝酸三钙、铁铝酸四钙也与水反应生成凝胶状结晶水合物水化铝酸三钙和水化铁铝酸四钙。
3.如权利要求I所述的一种水固化腻子的制备方法，其特征是原料中采用的无机过氧化物辅助引发剂只溶于水，不溶于有机溶剂和树脂中，在腻子制备过程中通常把它添加到腻子主基料树脂中，在不遇到水时非常稳定利于腻子产品较长时间的贮存，当施工时加入主引发剂水后，会较快溶于水中产生游离基引发腻子中的主基料树脂及所含的乙烯基单位发生交联聚合反应而使腻子干固。
4.本权利要求I所述的水固化腻子的制备方法，其特征是加入气孔封闭剂的目的是封闭腻子干固过程形成的气孔亦称针孔，增强整体涂层的耐水耐腐蚀性，本发明中的气孔封闭剂是以聚苯乙烯为基础用极性强的顺酐接枝改性的一种活性成膜胶，制备的反应过程如下
全文摘要
本发明公开了一种水固化腻子产品的制备及使用方法，其特征在于该制备方法包含如下步骤取30-35重量份用双环戊二烯改性的不饱和基树脂作主基料，与源于钢厂、炼铁厂水冷渣之煅烧产物加半水硫酸钙所得辅助基料14.5-25重量份一起投入高速分散机中分散均匀后，再顺序加入定量之辅助引发剂、气孔封闭剂、稳定剂、分散剂和填充剂等，至形成均匀膏状体后再入胶体研磨机研磨至所需细度即得产品；该腻子产品的使用方法是取100重量份膏状腻子产品，向其中添加10-15重量份pH值7-8的自来水、井水或河水，搅拌均匀即可。本发明优点完全符合相关标准，且具备突出的环保性、安全性和经济性。
文档编号C09D5/34GK102786829SQ20121026868
公开日2012年11月21日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者刘之礼, 王曙光, 谭湘文 申请人:株洲华联高科有限责任公司