一种单组份无溶剂环保型补土胶及其制备方法和施工方法

技术领域

本发明涉及单组份无溶剂环保型补土胶及其制备方法和施工方法。

背景技术

碳纤维/玻璃纤维和环氧树脂复合生产的复合材料应用广泛，其主要应有领域包括运动器材，医疗器械，汽车和航空航天。运动器材主要有：羽毛球拍，网球拍，钓竿，自行车三脚架，轮圈，沙滩拍，冰曲杆，高尔夫杆，安全帽，水翼产品等。

由于纤维和树脂的特性，在磨具中加热成型后，表面会产生积胶、贫胶、针孔、凹陷等等表面粗糙的不良现象。目前碳纤维/玻璃纤维-环氧复合材料制品的生产工艺是在粗胚成型后进行第一次粗磨以去除毛边和表面的脱模剂，第一次粗磨后进行第一次喷涂补土作业。烘干后进行第二次细磨和喷涂补土作业。正常需要3-4此反复研磨补土作业后才能得到一件表面平整光滑合格的制品。在此过程中需要花费大量的人工成本以及会产生大量粉尘/废气/废水，车间工作环境恶劣，严重危害工人的身体及环境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种单组份无溶剂环保型补土胶，并提供其制备方法，还提供其施工方法。该补土胶在碳纤维和玻璃纤维运动器材生产过程中可以替代溶剂型和水性的补土材料，不产生有机废气和废水。其填充性好，可以减少研磨补土次数，有效较少生产过程中粉尘的产生。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种单组份无溶剂环保型补土胶，制备原料包括以下按重量份数计算的组分：双酚A型环氧树脂20~40份、双酚F型环氧树脂10~15份、氢化环氧树脂5~15份、双氰胺7~12份、硅微粉8~15份、空心玻璃微珠5~13份、硬脂酸锌10~20份、固化促进剂1~3份、分散剂0.5~1份、消泡剂0.05~0.5份、流平剂0.5~1份、触变剂2~5份。

进一步的，制备原料按重量份数优选为：双酚A型环氧树脂30份、双酚F型环氧树脂12份、氢化环氧树脂8份、双氰胺9份、硅微粉13份、空心玻璃微珠9份、硬脂酸锌15份、促进剂2份、分散剂0.9份、消泡剂0.5份、流平剂0.7份、触变剂2.3份。

进一步的，所述固化促进剂为有机脲类促进剂、改性咪唑类促进剂中的一种。

进一步的，所述分散剂为有机改性硅氧烷。

进一步的，所述触变剂为气相二氧化硅、有机膨润土中的一种。

进一步的，所述消泡剂为有机硅氧烷。

进一步的，所述流平剂为无硅表面活性剂。

本发明单组份无溶剂环保型补土胶的制备方法包括以下步骤：

S1、将双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化环氧树脂加入到料缸内，依次定量加入分散剂、流平剂、消泡剂后缓慢搅拌均匀；

S2、加入硅微粉、空心玻璃珠、硬脂酸锌，高速分散均匀；

S3、加入双氰胺及固化促进剂，高速分散均匀；

S4、加入触变剂，高速分散，待体系呈现假塑性状态即可。

上述制备方法中，触变剂的加入会使整个体系瞬间变稠，呈现假塑性状态。如过早加入触变剂，体系中粉体物料不能完全被树脂浸润，出现干粉缺陷；体系呈现假塑性状态后缺乏流动性，固化剂和促进剂不易混合均匀；体系内微泡无法去除，因此会导致施工固化后表面出现针孔、缺陷等不良。

本发明的单组份无溶剂环保型补土胶的施工方法为，先将基材粗磨，去除毛边及表面脱模剂，用高压气枪将表面粉尘吹干净，将补土胶刮涂在基材表面，60℃~90℃烘烤3~5小时。补土胶固化后表面透明。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明所使用的所有组分均属无溶剂型，在生产及施工过程中无需水或者有机溶剂稀释，因此，该补土胶在碳纤维和玻璃纤维运动器材生产过程中可以替代溶剂型和水性的补土材料，不产生有机废气和废水。

2、本发明选择双酚A环氧/双酚F环氧/氢化环氧树脂共混作为基体树脂是考虑到不同的制品施工方案不同对于基体树脂的粘度要求不同，选择硅微粉/空心玻璃微珠/硬脂酸锌混合物作为填充物是基于这三种填充料粒径和相容性不同，在施工过程中填充不同的表面缺陷的优势，完成一次性达到合格品的要求，本发明的补土胶填充性好，可以减少研磨补土次数，有效较少生产过程中粉尘的产生。

3、良好的低温固化性能。具有良好的耐候性、耐化性、粘度、附着力、耐冲击性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实现方式，不是对本发明的限定。实施例中的各种原料均是市售产品。

实施例1

一种单组份无溶剂环保型补土胶，其制备原料按重量份数计算为：双酚A型环氧树脂30份、双酚F型环氧树脂12份、氢化环氧树脂8份、双氰胺9份、硅微粉13份、空心玻璃微珠9份、硬脂酸锌15份、有机脲类促进剂2份、有机改性硅氧烷0.9份、有机硅氧烷0.5份、无硅表面活性剂0.7份、触变剂气相二氧化硅2.3份。

实施例2

一种单组份无溶剂环保型补土胶，其制备原料按重量份数计算为：双酚A型环氧树脂22份、双酚F型环氧树脂15份、氢化环氧树脂13份、双氰胺8份、硅微粉13份、空心玻璃微珠9份、硬脂酸锌15份、有机脲类促进剂2份、有机改性硅氧烷0.9份、有机硅氧烷0.3份、无硅表面活性剂0.7份、触变剂有机膨润土2.3份。

实施例3

一种单组份无溶剂环保型补土胶，其制备原料按重量份数计算为：双酚A型环氧树脂30份、双酚F型环氧树脂12份、氢化环氧树脂8份、双氰胺7份、硅微粉9份、空心玻璃微珠7份、硬脂酸锌20份、改性咪唑类促进剂3份、有机改性硅氧烷1份、有机硅氧烷0.1份、无硅表面活性剂0.7份、触变剂气相二氧化硅3份。

上述实施例1-3的制备方法为：

S1、将双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化环氧树脂加入到料缸内，依次定量加入分散剂、流平剂、消泡剂后缓慢搅拌均匀；

S2、加入硅微粉、空心玻璃珠、硬脂酸锌，高速分散均匀；

S3、加入双氰胺及固化促进剂，高速分散均匀；

S4、加入触变剂，高速分散，待体系呈现假塑性状态即可。

本发明的单组份无溶剂环保型补土胶的施工方法为，先将基材粗磨，去除毛边及表面脱模剂，用高压气枪将表面粉尘吹干净，将补土胶刮涂在基材表面，60℃~90℃烘烤3~5小时。补土胶固化后表面透明。

效果的测试：

测试一：取五台碳纤维自行车三脚架粗胚，先分别去除毛边，打磨粗化，采用高压气枪将表面粉尘吹干净。然后在碳纤维自行车三脚架表面涂敷一层实施例1配方的补土胶，放进烘箱90℃烘烤4小时。

测试二：取五支碳纤维冰曲杆粗胚，先分别去除毛边，打磨粗化，采用高压气枪将表面粉尘吹干净。然后在碳纤维冰曲杆表面涂敷一层实施例2配方的补土胶，放进烘箱90℃烘烤4小时。

测试三：取五支碳纤维沙滩拍粗胚，先分别去除毛边，打磨粗化，采用高压气枪将表面粉尘吹干净。然后在碳纤维沙滩拍表面涂敷一层实施例3配方的补土胶，放进烘箱60℃的烘烤5小时。

上述三个测试的所有样品经过一次涂覆，经烘箱烘烤后，即得到了外观上表面平整光滑合格的制品。可见，产品粗胚经使用本发明的补土胶一次作用施工即可达到合格的效果，可以进行下一步色漆喷涂作业，减少研磨补土次数，有效减少生产过程中粉尘的产生。

同时，经检测，上述三个实施例和各自涂覆的样品经测试，具有如下技术指标：

通过以上测试结果可以看出，本发明的补土胶仅需要一次施工，即可达到光滑的表面效果，相比现有补土产品能够有效较少生产过程中粉尘的产生，减少施工次数。同时，具有优良的低温干燥性、附着力、硬度、耐冲击性、耐化性、耐酸碱性、耐候型，是一种可以替代常规补土产品的新的补土胶产品。