一种室温固化金属修补剂及其制备方法与流程

文档序号:15855595发布日期:2018-11-07 10:55阅读:168来源:国知局

本发明涉及金属修补剂,具体涉及一种室温固化金属修补剂。

背景技术

近年来,工业修补剂在我国机械设备制造与维修中得到广泛的应用,它可以修复因磨损、腐蚀、破裂、铸造缺陷而报废的零件,使之起死回生,延长设备的使用寿命,同时节省能源和材料。对厂矿企业而言,这项技术的应用意味着每天给企业带来巨大的经济效益,这种巨大的经济效益,来自劳动生产率的提高,来自减少由于停机给机器利用和人工带来的经济损失,来自极大的减少了对配件的消耗,即减少了对配件的投资,以及大大地加强了对材料和维修费用的控制。以环氧树脂为主的高分子合金修补剂具有粘接性强,应用范围广,抗磨、抗疲劳性好等优点。但环氧树脂固化后交联密度高,呈三维网状结构,存在脆性大、冲击性能差等不足。



技术实现要素:

要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种新型的金属修补剂,抗冲击性好,力学性能优异。

技术方案:一种室温固化金属修补剂的制备方法,包括以下步骤:

s1.将丙酮酸甲酯在真空条件缓慢加热至100℃,然后加入乙二醇和二月桂酸二丁基锡,其中丙酮酸甲酯和乙二醇的摩尔比1:2-2.5,二月桂酸二丁基锡为反应体系的总比重1wt%,然后升温至130℃,反应4h,然后降温至115-120℃,在-0.1mpa下减压蒸馏,得到中间体液体;

s2.取环氧树脂e-44,边搅拌边升温至80~100℃,然后中间体溶液加入,其中中间体溶液和环氧树脂e-44的摩尔比为1:4-6,随后加入总比重为0.5wt%的二月桂酸二丁基锡,维持温度不变反应2h,得到淡黄色粘稠液体,即为端羟基改性环氧树脂;

s3.按质量比10:5-10:0.5-l比例称取环氧树脂e-51,端羟基改性环氧树脂和蓖麻油基多元醇,在水浴为80℃下低速混合,然后加入金属粉末,得到修补剂m;

s4.将改性填料,胺类固化剂高速混合,然后加入固化促进剂和硅烷偶联剂kh-550,混合得到修补剂n,其中改性填料,胺类固化剂,固化促进剂和硅烷偶联剂的质量比为20-40:5-10:0.2-1:1;

s5.最后将修补剂m和修补剂n混合均匀,修补剂m和n的质量比为10:0.5-1。

进一步的,所述步骤s3中金属粉末为纳米铁粉、铝粉或铜粉中的任一一种。

进一步的,所述步骤s4中改性填料为月桂酸改性稀土氧化物,其改性方法为,将月桂酸加入无水乙醇中,然后搅拌至溶解,然后加入稀土氧化物搅拌至反应完全,旋转蒸发出溶剂,然后烘干改性稀土氧化物。

进一步的,所述稀土氧化物为sm2o3或y2o3中的任一一种。

进一步的,所述步骤s4中固化促进剂为促进剂dmp-30。

进一步的,所述步骤s4中胺类固化剂为二乙烯三胺。

有益效果:本发明的具有以下优点:

1、将环氧树脂改性,增加羟基,和硅烷偶联剂发生反应,si-o-si链段具有良好的柔顺性,同时si-o-si键能高,得到的交联树脂具有高稳定性,低温柔韧性和耐候性,

2、稀土氧化物在应用于高分子材料中是需要对其高的表面能进行改性,经过脂肪酸改性的稀土氧化物表面能降低同时能表面出良好的脂肪酸的表面形式能够和树脂进行良好的相容,稀土氧化物纳米粒子的粒径小,比表面积大,表面层内原子所占比例大,又由于量子隧道效应等在粒子表面形成大量的活性点,可与体系中的树脂产生强烈的物理化学作用,使复合材料可以承受更大拉力或冲击载荷,因而对修补剂尼龙具有增强、增韧的能力。

具体实施方式

以下实施例和对比例中月桂酸改性稀土氧化物的改性方法为:将月桂酸加入无水乙醇中,然后搅拌至溶解,然后加入稀土氧化物搅拌至反应完全,旋转蒸发出溶剂,然后烘干改性稀土氧化物。

实施例1

一种室温固化金属修补剂的制备方法,包括以下步骤:

s1.将丙酮酸甲酯在真空条件缓慢加热至100℃,然后加入乙二醇和二月桂酸二丁基锡,其中丙酮酸甲酯和乙二醇的摩尔比1:2,二月桂酸二丁基锡为反应体系的总比重1wt%,然后升温至130℃,反应4h,然后降温至115℃,在-0.1mpa下减压蒸馏,得到中间体液体;

s2.取环氧树脂e-44,边搅拌边升温至100℃,然后中间体溶液加入,其中中间体溶液和环氧树脂e-44的摩尔比为1:4,随后加入总比重为0.5wt%的二月桂酸二丁基锡,维持温度不变反应2h,得到淡黄色粘稠液体,即为端羟基改性环氧树脂;

s3.按质量比10:5:l比例称取环氧树脂e-51,端羟基改性环氧树脂和蓖麻油基多元醇,在水浴为80℃下低速混合,然后加入纳米铁粉,得到修补剂m;

s4.将月桂酸改性sm2o3,二乙烯三胺高速混合,然后加入固化促进剂和硅烷偶联剂kh-550,混合得到修补剂n,其中改性填料,胺类固化剂,固化促进剂和硅烷偶联剂的质量比为20:10:0.2:1;

s5.最后将修补剂m和修补剂n混合均匀,修补剂m和n的质量比为10:1。

实施例2

一种室温固化金属修补剂的制备方法,包括以下步骤:

s1.将丙酮酸甲酯在真空条件缓慢加热至100℃,然后加入乙二醇和二月桂酸二丁基锡,其中丙酮酸甲酯和乙二醇的摩尔比1:2.5,二月桂酸二丁基锡为反应体系的总比重1wt%,然后升温至130℃,反应4h,然后降温至120℃,在-0.1mpa下减压蒸馏,得到中间体液体;

s2.取环氧树脂e-44,边搅拌边升温至80℃,然后中间体溶液加入,其中中间体溶液和环氧树脂e-44的摩尔比为1:6,随后加入总比重为0.5wt%的二月桂酸二丁基锡,维持温度不变反应2h,得到淡黄色粘稠液体,即为端羟基改性环氧树脂;

s3.按质量比10:10:0.5比例称取环氧树脂e-51,端羟基改性环氧树脂和蓖麻油基多元醇,在水浴为80℃下低速混合,然后加入纳米铝粉,得到修补剂m;

s4.将月桂酸改性y2o3,二乙烯三胺高速混合,然后加入固化促进剂和硅烷偶联剂kh-550,混合得到修补剂n,其中改性填料,胺类固化剂,固化促进剂和硅烷偶联剂的质量比为40:5:1:1;

s5.最后将修补剂m和修补剂n混合均匀,修补剂m和n的质量比为10:0.5。

实施例3

一种室温固化金属修补剂的制备方法,包括以下步骤:

s1.将丙酮酸甲酯在真空条件缓慢加热至100℃,然后加入乙二醇和二月桂酸二丁基锡,其中丙酮酸甲酯和乙二醇的摩尔比1:2,二月桂酸二丁基锡为反应体系的总比重1wt%,然后升温至130℃,反应4h,然后降温至115℃,在-0.1mpa下减压蒸馏,得到中间体液体;

s2.取环氧树脂e-44,边搅拌边升温至85℃,然后中间体溶液加入,其中中间体溶液和环氧树脂e-44的摩尔比为1:5,随后加入总比重为0.5wt%的二月桂酸二丁基锡,维持温度不变反应2h,得到淡黄色粘稠液体,即为端羟基改性环氧树脂;

s3.按质量比10:6:0.8比例称取环氧树脂e-51,端羟基改性环氧树脂和蓖麻油基多元醇,在水浴为80℃下低速混合,然后加入纳米铜粉,得到修补剂m;

s4.将月桂酸改性sm2o3,二乙烯三胺高速混合,然后加入固化促进剂和硅烷偶联剂kh-550,混合得到修补剂n,其中改性填料,胺类固化剂,固化促进剂和硅烷偶联剂的质量比为25:5:0.4:1;

s5.最后将修补剂m和修补剂n混合均匀,修补剂m和n的质量比为10:0.6。

实施例4

一种室温固化金属修补剂的制备方法,包括以下步骤:

s1.将丙酮酸甲酯在真空条件缓慢加热至100℃,然后加入乙二醇和二月桂酸二丁基锡,其中丙酮酸甲酯和乙二醇的摩尔比1:2.2,二月桂酸二丁基锡为反应体系的总比重1wt%,然后升温至130℃,反应4h,然后降温至120℃,在-0.1mpa下减压蒸馏,得到中间体液体;

s2.取环氧树脂e-44,边搅拌边升温至95℃,然后中间体溶液加入,其中中间体溶液和环氧树脂e-44的摩尔比为1:4,随后加入总比重为0.5wt%的二月桂酸二丁基锡,维持温度不变反应2h,得到淡黄色粘稠液体,即为端羟基改性环氧树脂;

s3.按质量比10:9:0.5比例称取环氧树脂e-51,端羟基改性环氧树脂和蓖麻油基多元醇,在水浴为80℃下低速混合,然后加入纳米铁粉,得到修补剂m;

s4.将月桂酸改性y2o3,二乙烯三胺高速混合,然后加入固化促进剂和硅烷偶联剂kh-550,混合得到修补剂n,其中改性填料,胺类固化剂,固化促进剂和硅烷偶联剂的质量比为35:8:0.8:1;

s5.最后将修补剂m和修补剂n混合均匀,修补剂m和n的质量比为10:0.8。

实施例5

一种室温固化金属修补剂的制备方法,包括以下步骤:

s1.将丙酮酸甲酯在真空条件缓慢加热至100℃,然后加入乙二醇和二月桂酸二丁基锡,其中丙酮酸甲酯和乙二醇的摩尔比1:2.2,二月桂酸二丁基锡为反应体系的总比重1wt%,然后升温至130℃,反应4h,然后降温至118℃,在-0.1mpa下减压蒸馏,得到中间体液体;

s2.取环氧树脂e-44,边搅拌边升温至90℃,然后中间体溶液加入,其中中间体溶液和环氧树脂e-44的摩尔比为1:4.4,随后加入总比重为0.5wt%的二月桂酸二丁基锡,维持温度不变反应2h,得到淡黄色粘稠液体,即为端羟基改性环氧树脂;

s3.按质量比10:8:0.7比例称取环氧树脂e-51,端羟基改性环氧树脂和蓖麻油基多元醇,在水浴为80℃下低速混合,然后加入纳米铁粉,得到修补剂m;

s4.将月桂酸改性sm2o3,二乙烯三胺高速混合,然后加入固化促进剂和硅烷偶联剂kh-550,混合得到修补剂n,其中改性填料,胺类固化剂,固化促进剂和硅烷偶联剂的质量比为30:7:0.6:1;

s5.最后将修补剂m和修补剂n混合均匀,修补剂m和n的质量比为10:0.7。

对比例1

一种室温固化金属修补剂的制备方法,包括以下步骤:

s1.按质量比15:l比例称取环氧树脂e-51和蓖麻油基多元醇,在水浴为80℃下低速混合,然后加入纳米铁粉,得到修补剂m;

s2.将月桂酸改性sm2o3,二乙烯三胺高速混合,然后加入固化促进剂和硅烷偶联剂kh-550,混合得到修补剂n,其中改性填料,胺类固化剂,固化促进剂和硅烷偶联剂的质量比为20:10:0.2:1;

s3.最后将修补剂m和修补剂n混合均匀,修补剂m和n的质量比为10:1。

对比例2

一种室温固化金属修补剂的制备方法,包括以下步骤:

s1.将丙酮酸甲酯在真空条件缓慢加热至100℃,然后加入乙二醇和二月桂酸二丁基锡,其中丙酮酸甲酯和乙二醇的摩尔比1:2.5,二月桂酸二丁基锡为反应体系的总比重1wt%,然后升温至130℃,反应4h,然后降温至120℃,在-0.1mpa下减压蒸馏,得到中间体液体;

s2.取环氧树脂e-44,边搅拌边升温至80℃,然后中间体溶液加入,其中中间体溶液和环氧树脂e-44的摩尔比为1:6,随后加入总比重为0.5wt%的二月桂酸二丁基锡,维持温度不变反应2h,得到淡黄色粘稠液体,即为端羟基改性环氧树脂;

s3.按质量比10:10:0.5比例称取环氧树脂e-51,端羟基改性环氧树脂和蓖麻油基多元醇,在水浴为80℃下低速混合,然后加入纳米铝粉,得到修补剂m;

s4.将y2o3,二乙烯三胺高速混合,然后加入固化促进剂和硅烷偶联剂kh-550,混合得到修补剂n,其中改性填料,胺类固化剂,固化促进剂和硅烷偶联剂的质量比为40:5:1:1;

s5.最后将修补剂m和修补剂n混合均匀,修补剂m和n的质量比为10:0.5。

性能测试:

按照gb/t9286测试涂层附着力,按照astmd695测试材料的压缩强度,按照astmd638

测试材料的拉伸强度,按照astmd256测试材料的缺口冲击强度,耐候性老化测试为将该涂层至于60℃下500h。

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