[发明专利]一种双组份铝质金属耐腐蚀修补剂及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种铝质金属修补剂。

背景技术

一些需要在高温工况下工作的铝合金设备，如铝合金风叶、铝合金淬火炉等设备，出现破损或断裂时一般需要修补剂来进行修补，金属修补剂是设备维修中表面粘涂与胶接的关键技术，它是由高分子聚合物及金属粉末、陶瓷粉末和纤维组成的双组份( 或多组份) 胶泥状复合材料，广泛用于零件耐磨损、耐腐蚀修复和预保护涂层及用来修补零件各种缺陷( 如裂纹、划伤、尺寸超差、铸造气孔、砂眼) 以及密封堵漏等，其工艺简便易行，只需将双组份按比例混合均匀，涂敷于经除锈、除油的表面，固化后修整即可，是一种省工、省时、经济、耐用、灵活、方便、理想的新型修补材料，是目前发展最快的复合材料之一。

传统的用于高温粘接的无机胶尽管耐高温性较好，但存在内聚强度低，脆性大，耐水性，耐酸碱性差等缺陷，如，专利申请CN1253156A 公布的陶瓷胶黏剂尽管耐温性较好，但高温下材料易发生膨胀，粘接线膨胀系数相差较大的材料时，胶层与粘接界面上将产生较大的热应力，进而损坏粘接效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种耐高温、耐酸碱、且具有强粘度的修补剂。

为了达到上述目的，本发明提供了一种双组份铝质金属耐腐蚀修补剂，包括以下重量百分比的组分：环氧树脂20-25份，固化剂10-15份，补强填料18-23份，偶联剂10-15份，微粉5-8份，活性剂3-6份，增粘剂1-3份，消泡剂0.1～0.5份，稀释剂30-35份。

环氧树脂采用双酚A环氧树脂，为E14、E44、E40中的一种或者几种的混合物。优选E14型双酚A环氧树脂。

固化剂为线型酚醛树脂或线型多氨类聚酰胺树脂，优选线型多氨类聚酰胺树脂。本改进通过采用线型多官能度（官能度大于等于3）树脂为固化剂，有效地提高了修补剂的固化效果，有效地提高了产品的性能，同时还实现了对修补剂的强度、抗老化性能、耐腐蚀性能等进行了改性。

补强填料选用改性凹凸棒石粘土粉末，通过以下步骤制备：（1）称量100g细度为200～400目的凹凸棒石粘土放入800～1000ml蒸馏水中，用50～100ml浓度为lmol/L的盐酸在80～100℃中处理1～3小时，然后搅拌2～4小时制备悬浮液；（2）将悬浮液加入5～10mL的复合活性剂，加入15-20g纳米氧化硅，滴加NaOH溶液调整悬浮液的pH值至6～8，再搅拌2～4小时制备悬浮液；所述复合活性剂由有机化合物和非离子型表面活性剂以体积比1:1-1:2组成；有机化合物为有机聚硅氧烷或有机羧酸（如硬脂酸，已二酸等），优选环氧基聚硅氧烷或硬脂酸。非离子型表面活性剂选用烷基酚聚氧乙烯醚型活性剂（OP-10）、失水山梨醇脂肪酸酯型活性剂（S80）或吐温-20型活性剂，优选烷基酚聚氧乙烯醚型活性剂；（3）将悬浮液进行3500r/min 转速离心处理5～10min，回收的固体物烘干，研细，即得所述改性凹凸棒石粘土粉末。利用凹凸棒石粘土特殊纤维状晶体形态的层链状结构，在粘结剂形成空间网状结构，通过凹土表面吸附纳米氧化硅粉末的羟基与粘结剂通过氢键结合，提高粘结剂聚合的交联度，提高修补剂固化的强度。

偶联剂选用选用甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷，优选十二烷基三甲氧基硅烷。偶联剂表面的官能团与修补剂发生缩合反应，提高修补剂的固化速度，提高修补剂在铝合金表面的粘结强度。

微粉选用纳米氧化锆，提高修补剂的热稳定性，提高修补剂的耐温性，并能够提高修补剂在铝合金表面的剪切强度。

活性剂选择非离子型活性剂，选择聚氧乙烯油醇醚型、乙氧基化甲基葡萄糖苷硬脂酸脂型、吐温20型（聚氧乙烯失水山梨醇酐单月桂酸脂）活性剂，优选聚氧乙烯油醇醚型活性剂。

增粘剂选用三烷氧硅烃基三聚异氰酸酯、烷亚乙基二胺、环状氨烃基硅烷，优选三烷氧硅烃基三聚异氰酸酯，提高修补剂与铝合金表面的粘结强度。

消泡剂为上海梓意化工有限公司生产的环氧树脂用消泡剂，由聚醚类和脂类经过特定的配方配制而成，外观微黄，在环氧树脂中完全透明，不会使环氧树脂变白，变混，不影响透明度，用来消除环氧树脂在生产和使用过程中产生的泡沫。

稀释剂选用四氢呋喃，具有较强的溶解性。

本发明修补剂组分的最佳配比为：环氧树脂20份，固化剂10份，补强填料20份，偶联剂10份，微粉5份，活性剂3份，增粘剂1.7份，消泡剂0.3份，稀释剂30份。