本发明涉及焊接材料技术领域，具体地讲，本发明涉及一种水基焊接防溅剂及其制备方法。
背景技术：
二氧化碳气体保护焊，是目前黑色金属常用的一种焊接方法，它具有焊接成本低、效率高、操作简便、焊缝抗裂性能高、焊后变形较小等诸多优点；但与mig焊相比，也存在着飞溅较多的缺陷。
过多的焊接飞溅不仅降低焊接效率，而且影响焊件外观质量，因此，在实际生产应用中，人们经常采用焊接防溅剂，使得焊接产生的熔渣易于清理，减少了焊接后铲、磨等工序，改善了焊接件的外观质量。现有的水基焊接防溅剂在焊接件表面形成的保护膜层质量差且不易剥离，往往在焊接件表面留有残留物。
技术实现要素：
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种水基焊接防溅剂及其制备方法，提高在焊接件表面形成的保护膜层质量，同时使形成保护膜层易剥离。
本发明专利提供了一种水基焊接防溅剂，以100重量份计，由如下重量配比的原料组成：聚酯丙烯酸树脂10-25份，复配硅烷偶联剂5-10份，成膜剂2-8份，聚合物15-25份，光敏剂2-5份，增塑剂8-12份，醇类溶剂10-15份，引发剂5-10份，余量为去离子水。
优选的，所述复配硅烷偶联剂包括氨基乙氧基硅烷以及甲氧基硅烷；所述成膜剂为重量比为1∶(5-7)的明胶和变性淀粉的混合物。
优选的，所述聚合物为聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或其组合。
优选的，所述醇类溶剂为乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇或三丙二醇的其中之一。
优选的，所述增塑剂为己二酸酯、壬二酸酯、葵二酸酯、磷酸脂肪醇酯、甘油三醋酸酯、一缩二乙二醇苯甲酸酯、偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三己酯、柠檬酸三乙酯、碳酸二乙酯、丙酸三丁酯、磷酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、环氧油酸丁酯、邻苯二甲酸乙二醇酯、氯化石蜡中的任意一种或其组合。所述光敏剂为裂解型光敏剂。
优选的，所述引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁腈及偶氮二异庚腈中的一种或多种。
优选的，以100重量份计，由如下重量配比的原料组成：聚酯丙烯酸树脂20份，复配硅烷偶联剂10份，成膜剂8份，聚合物15份，光敏剂5份，增塑剂12份，醇类溶剂10份，引发剂5份，余量为去离子水。
本发明还提供一种制备水基焊接防溅剂的方法，包括如下步骤：
步骤s01、在反应釜中加入聚酯丙烯酸树脂、复配硅烷偶联剂、聚合物和水，在惰性气体气氛中对反应釜进行加热，升温80℃，反应0.5-1.5小时；
步骤s02、在惰性气体的保护下，在反应釜中加入引发剂，在80°条件下，搅拌进行聚合反应，反应时间为1-2小时，反应后得到乳状液；
步骤s03、往反应釜中加入醇类溶剂进行分解，搅拌均匀，放置0.5-1小时；
步骤s04、往反应釜中加入成膜剂和增塑剂，并以100-2500瓦的超声波震荡10-20分钟；
步骤s05、往反应釜中加入光敏剂，在紫外光的照射下通入氯气；
步骤s06、用200-500目的过滤网过滤，去除杂质，并将其浓缩干燥，得到水基焊接防溅剂。
优选的，步骤s03中，往反应釜中加入醇类溶剂，通过搅拌机中均匀混合，搅拌机转速为2000rpm，搅拌时间为20min。
优选的，步骤s05中，紫外线照射的时间为1-5分钟，紫外光的波长为250-400nm。
本发明通过在聚酯丙烯酸树脂加入成膜剂，使得涂覆本防溅剂形成的保护膜具有较好的成膜性、抗张拉强度，增塑剂分散到醇类溶剂中进行复配，并辅以光敏剂，可固化形成具有80um厚度的保护膜，减少膜在制造和使用过程中粘合焊接件表面可能造成的破坏，提高保护膜的模量，添加的引发剂可启动树脂的固化反应，加快保护膜的形成与聚合物进行反应形成交联结构；将复配硅烷偶联剂加入聚合物中，提高了分子的极性和粘结性，使分子间的作用力更强，改善了其力学性能，保证成膜质量的同时，提高了柔韧性，在剥离时使其不易残留。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明公开的一种水基焊接防溅剂是一种有机聚合物组合物，固含量大于99%，硬度在2h以上，成膜速度快，质量好，在剥离时不易产生残留物，形成的保护膜速度快，不开裂，不脱落，易于剥离，不损伤焊接件表面，可有效规避焊接时产生的碎渣，提高焊接质量。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
本实施例公开了一种水基焊接防溅剂，以100重量份计，由如下重量配比的原料组成：聚酯丙烯酸树脂20份，复配硅烷偶联剂10份，成膜剂8份，聚合物15份，光敏剂5份，增塑剂12份，醇类溶剂10份，引发剂5份，余量为去离子水。
具体的，复配硅烷偶联剂包括氨基乙氧基硅烷以及甲氧基硅烷；成膜剂为重量比为1∶(5-7)的明胶和变性淀粉的混合物；聚合物为聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或其组合；醇类溶剂为乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇或三丙二醇的其中之一。
其中，增塑剂为己二酸酯、壬二酸酯、葵二酸酯、磷酸脂肪醇酯、甘油三醋酸酯、一缩二乙二醇苯甲酸酯、偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三己酯、柠檬酸三乙酯、碳酸二乙酯、丙酸三丁酯、磷酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、环氧油酸丁酯、邻苯二甲酸乙二醇酯、氯化石蜡中的任意一种或其组合。所述光敏剂为裂解型光敏剂。
同时，本实施例中的引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁腈及偶氮二异庚腈中的一种或多种。
本发明还提供一种制备水基焊接防溅剂的方法，包括如下步骤：
步骤s01、在反应釜中加入聚酯丙烯酸树脂、复配硅烷偶联剂、聚合物和水，在惰性气体气氛中对反应釜进行加热，升温80℃，反应0.5小时；
步骤s02、在惰性气体的保护下，在反应釜中加入引发剂，在80°条件下，搅拌进行聚合反应，反应时间为1小时，反应后得到乳状液；
步骤s03、往反应釜中加入醇类溶剂进行分解，搅拌均匀，放置0.5小时；其中，步骤s03中，往反应釜中加入醇类溶剂，通过搅拌机中均匀混合，搅拌机转速为2000rpm，搅拌时间为20min。
步骤s04、往反应釜中加入成膜剂和增塑剂，并以100瓦的超声波震荡10分钟；
步骤s05、往反应釜中加入光敏剂，在紫外光的照射下通入氯气；紫外线照射的时间为1分钟，紫外光的波长为250nm；
步骤s06、用200的过滤网过滤，去除杂质，并将其浓缩干燥，得到水基焊接防溅剂。
实施例2
本实施例公开了一种水基焊接防溅剂，以100重量份计，由如下重量配比的原料组成：聚酯丙烯酸树脂10份，复配硅烷偶联剂5份，成膜剂2份，聚合物15-25份，光敏剂2份，增塑剂8份，醇类溶剂10份，引发剂5份，余量为去离子水。
具体的，复配硅烷偶联剂包括氨基乙氧基硅烷以及甲氧基硅烷；成膜剂为重量比为1∶(5-7)的明胶和变性淀粉的混合物；聚合物为聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或其组合；醇类溶剂为乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇或三丙二醇的其中之一。
其中，增塑剂为己二酸酯、壬二酸酯、葵二酸酯、磷酸脂肪醇酯、甘油三醋酸酯、一缩二乙二醇苯甲酸酯、偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三己酯、柠檬酸三乙酯、碳酸二乙酯、丙酸三丁酯、磷酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、环氧油酸丁酯、邻苯二甲酸乙二醇酯、氯化石蜡中的任意一种或其组合。所述光敏剂为裂解型光敏剂。
同时，本实施例中的引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁腈及偶氮二异庚腈中的一种或多种。
本发明还提供一种制备水基焊接防溅剂的方法，包括如下步骤：
步骤s01、在反应釜中加入聚酯丙烯酸树脂、复配硅烷偶联剂、聚合物和水，在惰性气体气氛中对反应釜进行加热，升温80℃，反应1.5小时；
步骤s02、在惰性气体的保护下，在反应釜中加入引发剂，在80°条件下，搅拌进行聚合反应，反应时间为2小时，反应后得到乳状液；
步骤s03、往反应釜中加入醇类溶剂进行分解，搅拌均匀，放置1小时；通过搅拌机中均匀混合，搅拌机转速为2000rpm，搅拌时间为20min；
步骤s04、往反应釜中加入成膜剂和增塑剂，并以2500瓦的超声波震荡20分钟；
步骤s05、往反应釜中加入光敏剂，在紫外光的照射下通入氯气；紫外线照射的时间为5分钟，紫外光的波长为400nm；
步骤s06、用500目的过滤网过滤，去除杂质，并将其浓缩干燥，得到水基焊接防溅剂。
实施例3
本实施例公开了一种水基焊接防溅剂，以100重量份计，由如下重量配比的原料组成：聚酯丙烯酸树脂25份，复配硅烷偶联剂10份，成膜剂8份，聚合物25份，光敏剂5份，增塑剂12份，醇类溶剂15份，引发剂10份，余量为去离子水。
具体的，复配硅烷偶联剂包括氨基乙氧基硅烷以及甲氧基硅烷；成膜剂为重量比为1∶(5-7)的明胶和变性淀粉的混合物；聚合物为聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或其组合；醇类溶剂为乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇或三丙二醇的其中之一。
其中，增塑剂为己二酸酯、壬二酸酯、葵二酸酯、磷酸脂肪醇酯、甘油三醋酸酯、一缩二乙二醇苯甲酸酯、偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三己酯、柠檬酸三乙酯、碳酸二乙酯、丙酸三丁酯、磷酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、环氧油酸丁酯、邻苯二甲酸乙二醇酯、氯化石蜡中的任意一种或其组合。所述光敏剂为裂解型光敏剂。
同时，本实施例中的引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁腈及偶氮二异庚腈中的一种或多种。
本发明还提供一种制备水基焊接防溅剂的方法，包括如下步骤：
步骤s01、在反应釜中加入聚酯丙烯酸树脂、复配硅烷偶联剂、聚合物和水，在惰性气体气氛中对反应釜进行加热，升温80℃，反应1小时；
步骤s02、在惰性气体的保护下，在反应釜中加入引发剂，在80°条件下，搅拌进行聚合反应，反应时间为1.5小时，反应后得到乳状液；
步骤s03、往反应釜中加入醇类溶剂进行分解，搅拌均匀，放置0.5小时；通过搅拌机中均匀混合，搅拌机转速为2000rpm，搅拌时间为20min；
步骤s04、往反应釜中加入成膜剂和增塑剂，并以1000瓦的超声波震荡15分钟；
步骤s05、往反应釜中加入光敏剂，在紫外光的照射下通入氯气；紫外线照射的时间为5分钟，紫外光的波长为300nm；
步骤s06、用500目的过滤网过滤，去除杂质，并将其浓缩干燥，得到水基焊接防溅剂。
实施例4
本实施例公开了一种水基焊接防溅剂，以100重量份计，由如下重量配比的原料组成：聚酯丙烯酸树脂15份，复配硅烷偶联剂8份，成膜剂5份，聚合物20份，光敏剂5份，增塑剂10份，醇类溶剂15份，引发剂10份，余量为去离子水。
具体的，复配硅烷偶联剂包括氨基乙氧基硅烷以及甲氧基硅烷；成膜剂为重量比为1∶(5-7)的明胶和变性淀粉的混合物；聚合物为聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或其组合；醇类溶剂为乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇或三丙二醇的其中之一。
其中，增塑剂为己二酸酯、壬二酸酯、葵二酸酯、磷酸脂肪醇酯、甘油三醋酸酯、一缩二乙二醇苯甲酸酯、偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三己酯、柠檬酸三乙酯、碳酸二乙酯、丙酸三丁酯、磷酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、环氧油酸丁酯、邻苯二甲酸乙二醇酯、氯化石蜡中的任意一种或其组合。所述光敏剂为裂解型光敏剂。
同时，本实施例中的引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁腈及偶氮二异庚腈中的一种或多种。
本发明还提供一种制备水基焊接防溅剂的方法，包括如下步骤：
步骤s01、在反应釜中加入聚酯丙烯酸树脂、复配硅烷偶联剂、聚合物和水，在惰性气体气氛中对反应釜进行加热，升温80℃，反应0.5小时；
步骤s02、在惰性气体的保护下，在反应釜中加入引发剂，在80°条件下，搅拌进行聚合反应，反应时间为2小时，反应后得到乳状液；
步骤s03、往反应釜中加入醇类溶剂进行分解，搅拌均匀，放置0.5小时；通过搅拌机中均匀混合，搅拌机转速为2000rpm，搅拌时间为20min；
步骤s04、往反应釜中加入成膜剂和增塑剂，并以1500瓦的超声波震荡15分钟；
步骤s05、往反应釜中加入光敏剂，在紫外光的照射下通入氯气；紫外线照射的时间为5分钟，紫外光的波长为400nm；
步骤s06、用500目的过滤网过滤，去除杂质，并将其浓缩干燥，得到水基焊接防溅剂。
本发明通过在聚酯丙烯酸树脂加入成膜剂，使得涂覆本防溅剂形成的保护膜具有较好的成膜性、抗张拉强度，增塑剂分散到醇类溶剂中进行复配，并辅以光敏剂，可固化形成具有80um厚度的保护膜，减少膜在制造和使用过程中粘合焊接件表面可能造成的破坏，提高保护膜的模量，添加的引发剂可启动树脂的固化反应，加快保护膜的形成与聚合物进行反应形成交联结构；将复配硅烷偶联剂加入聚合物中，提高了分子的极性和粘结性，使分子间的作用力更强，改善了其力学性能，保证成膜质量的同时，提高了柔韧性，在剥离时使其不易残留。
综上所述，本发明公开的一种水基焊接防溅剂是一种有机聚合物组合物，固含量大于99%，硬度在2h以上，成膜速度快，质量好，在剥离时不易产生残留物，形成的保护膜速度快，不开裂，不脱落，易于剥离，不损伤焊接件表面，可有效规避焊接时产生的碎渣，提高焊接质量。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。