本發(fā)明涉及浸滲劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低收縮耐高溫?zé)峁袒袡C浸滲劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
由于鑄造工藝、材料結(jié)晶和收縮、氣泡等原因，成型的鑄件不可避免的會出現(xiàn)一些孔隙。許多鑄件都要求具有良好的氣密性，也就是說不能有漏氣。但是在鑄件的鑄造過程中，產(chǎn)品不可避免的會存在孔隙，而且概率非常高。如果不能采取措施補救，大量鑄件只能當(dāng)成廢品而重新回爐進行再鑄造。這樣會浪費很多的人力物力財力。
采用浸滲技術(shù)對有微孔或砂眼的鑄件進行修復(fù)已經(jīng)成為行業(yè)共識。目前，眾多的企業(yè)已將浸滲作為一道必不可少的工序排進工藝文件。浸滲技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車、火車、空調(diào)制冷、航空等行業(yè)?？捎行疃潞谏饘勹T件(鑄鐵、鑄鋼等)；有色金屬鑄件(鋁合金、鎂合金、銅合金、鋅合金等)；粉末冶金件、陶瓷件等微孔缺陷。
浸滲技術(shù)的關(guān)鍵材料為有機浸滲劑，這類材料主要成分是低粘度熱固化(甲基)丙烯酸酯單體混合物，其缺陷在于：(甲基)丙丙烯酸酯單體固化收縮率大，很多單體的收縮率在15％，導(dǎo)致浸滲劑在固化過程中容易出現(xiàn)裂痕和二次收縮空隙，影響修復(fù)效果，尤其是修復(fù)的鑄件空隙較大時。
另一方面，此種有機浸滲劑固化物耐溫范圍在150℃以內(nèi)，耐高溫性能差，適用溫度范圍受到一定限制。
此外，此種有機浸滲劑的水洗性不太好，在浸滲完成后，鑄件表面時經(jīng)常出現(xiàn)一些因為沒有洗干凈導(dǎo)致固化的白色殘膠固化物，影響鑄件表面外觀和裝配。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種低收縮耐高溫?zé)峁袒袡C浸滲劑及其制備方法，有效降低有機浸潤劑的固化收縮率并提高其耐高溫性能和水洗性。
為達到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種低收縮耐高溫?zé)峁袒袡C浸滲劑，所述低收縮耐高溫?zé)峁袒袡C浸滲劑各組分按質(zhì)量份計為：
100份(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷；10～30份(甲基)丙烯酸酯單體；0.02～1份阻聚劑；2～10份水洗性改性劑；0.01～0.5份自由基聚合熱引發(fā)劑。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷其結(jié)構(gòu)如(I)和(II)所示，其中R1為H或者甲基，R2為H或者烷基：
CH2＝C(R1)-COO(CH2)3-Si(CH3)2O-[Si(CH3)2O]n-R2 (I)
CH2＝C(R1)-COO(CH2)3-Si(CH3)2O-[Si(CH3)2O]n-Si(CH3)2-(CH2)3OCO-C(R1)＝CH2 (II)。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述(甲基)丙烯酸酯單體為聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、二縮三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯中的一種或多種。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述的阻聚劑是有機酚類化合物。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述的阻聚劑為對苯二酚、對羥基苯甲醚、2,6-二叔丁基對甲苯酚中的一種或幾種。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述水性改性劑是吐溫80、異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚類化合物的一種或兩種。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述的自由基聚合熱引發(fā)劑是偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈的一種或兩種。
本發(fā)明還公開了一種低收縮耐高溫?zé)峁袒袡C浸滲劑的制備方法，包括以下步驟：
將10～30份(甲基)丙烯酸酯單體、0.02～1份阻聚劑、0.01～0.5份自由基聚合熱引發(fā)劑、2～10份水洗性改性劑分別加入制膠容器，在5℃～35℃下攪拌至固體物料完全溶解均勻；
繼續(xù)向制膠容器加入100份(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷，在5℃～35℃下攪拌至物料完全混合均勻；
出料，將制得的有機浸滲劑灌裝于低密度聚乙烯材質(zhì)包裝，避光保存。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
本發(fā)明以(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷為主單體，此類單體的固化產(chǎn)物具有一定彈性，能解決常規(guī)(甲基)丙烯酸酯類單體聚合過程中存在的大幅收縮問題而出現(xiàn)二次滲漏的風(fēng)險問題，并能大幅提升產(chǎn)品固化后的耐溫性能；同時通過添加新型水洗性改性劑，可大幅改善有機浸滲劑的水洗性，解決浸滲件浸滲后表面殘膠問題。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
本發(fā)明實施例提供一種低收縮耐高溫?zé)峁袒袡C浸滲劑各組分按質(zhì)量份計為：
100份(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷；10～30份(甲基)丙烯酸酯單體；0.02～1份阻聚劑；0.01～0.5份自由基聚合熱引發(fā)劑；2～10份水洗性改性劑。其中“(甲基)”的括號表示該化合物可以帶甲基也可以不帶甲基。
所述(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷其結(jié)構(gòu)如(I)和(II)所示，其中R1為H或者甲基，R2為H或者烷基：
CH2＝C(R1)-COO(CH2)3-Si(CH3)2O-[Si(CH3)2O]n-R2 (I)
CH2＝C(R1)-COO(CH2)3-Si(CH3)2O-[Si(CH3)2O]n-Si(CH3)2-(CH2)3OCO-C(R1)＝CH2 (II)。
所述的阻聚劑是有機酚類化合物。所述的自由基聚合熱引發(fā)劑是偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈的一種或兩種。所述水性改性劑是吐溫80、異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚類化合物的一種或兩種。
本發(fā)明還公開了一種低收縮耐高溫?zé)峁袒袡C浸滲劑的制備方法，包括以下步驟：
將10～30份(甲基)丙烯酸酯單體、0.02～1份阻聚劑、0.01～0.5份自由基聚合熱引發(fā)劑、2～10份水洗性改性劑分別加入制膠容器，在5℃～35℃下攪拌至固體物料完全溶解均勻；
繼續(xù)向制膠容器加入100份(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷，在5℃～35℃下攪拌至物料完全混合均勻；
出料，將制得的有機浸滲劑灌裝于低密度聚乙烯材質(zhì)包裝，避光保存。
下列實施例和比較例將更詳細介紹本發(fā)明，本發(fā)明實施例中各成分的含量，如果沒有特別說明，均以質(zhì)量份計。
實施例1：
本實施例提供的低收縮耐高溫?zé)峁袒袡C浸滲劑，包括
100份(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷X-22-164(室溫粘度15～20mPa.s，制造商：日本信越有機硅)；
(甲基)丙烯酸酯單體：30份(甲基)丙烯酸羥丙酯；
阻聚劑：1份對苯二酚；
水洗性改性劑：2份吐溫80；
自由基聚合熱引發(fā)劑：0.5份偶氮二異丁腈。
制備方法：
1)在容器中加30份(甲基)丙烯酸羥丙酯、1份對苯二酚、2份吐溫80、0.5份偶氮二異丁腈，在5℃～35℃下攪拌至固體物料完全溶解均勻；
2)繼續(xù)向制膠容器加入100份(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷，在5℃～35℃下攪拌至物料完全混合均勻；
3)出料，灌裝于低密度聚乙烯材質(zhì)包裝，避光保存，待用。
性能測試：
1、粘度：按照GB/2794測試。
2、穩(wěn)定性：將浸滲劑裝入試管后置于75℃油浴，測定出現(xiàn)凝膠的時間，若凝膠時間≥20min表示合格，反之不合格。
3、固化速度：將浸滲劑裝入試管后置于90℃油浴，測試剛出現(xiàn)凝膠的時間。
4、體積收縮率：分別采用比重計法和排水法測定
有機浸滲密封劑固化前膠液密度(ρa)和固化后膠棒密度(ρc)，則收縮率＝(ρc-ρa)/ρc。
5、水洗性：將30mm×30mm×30mm的鋁塊上、下、左三面各垂直打一個深20mm的M8螺紋孔，將此試件浸沒在浸滲劑中后取出，在自來水槽中擺動清洗5min，然后置于90℃熱水槽中固化15min后取出，觀察試件表面和所有螺紋孔中是否有殘膠。
6、耐204℃高溫密封性：采用待測有機浸滲劑浸滲美國軍標MIL-I-17563C規(guī)定的專用浸滲測試環(huán)，經(jīng)固化后，置于204℃恒溫老化箱中老化42d，到期后取出，冷卻到室溫，然后采用MIL-I-17563C規(guī)定的密封性測試裝置測試密封性，若不漏氣則表示待測樣耐204℃高溫性能良好；反之，則耐204℃高溫性能不佳。
測試結(jié)果見表1。
實施例2：
本實施例提供的低收縮耐高溫?zé)峁袒袡C浸滲劑，包括
100份(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷X-22-164；
(甲基)丙烯酸酯單體：20份(甲基)丙烯酸羥丙酯；
阻聚劑：0.2份對苯二酚、0.2份2,6-二叔丁基對甲苯酚；
水洗性改性劑：10份吐溫80；
自由基聚合熱引發(fā)劑：0.2份偶氮二異丁腈。
制備方法：
1)在容器中加20份(甲基)丙烯酸羥丙酯、0.2份對苯二酚、0.2份2,6-二叔丁基對甲苯酚、10份吐溫80、0.2份偶氮二異丁腈，在5℃～35℃下攪拌至固體物料完全溶解均勻；
2)繼續(xù)向制膠容器加入100份(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷，在5℃～35℃下攪拌至物料完全混合均勻；
3)出料，灌裝于低密度聚乙烯材質(zhì)包裝，避光保存，待用。
性能測試同實施例1。
測試結(jié)果見表1。
實施例3：
本實施例提供的低收縮耐高溫?zé)峁袒袡C浸滲劑，包括
100份(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷X-22-164；
(甲基)丙烯酸酯單體：10份(甲基)丙烯酸羥丙酯；
阻聚劑：0.4份對羥基苯甲醚；
水洗性改性劑：10份異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚類化合物(制造商：沙索化學(xué))；
自由基聚合熱引發(fā)劑：0.2份偶氮二異丁腈。
制備方法：
1)在容器中加10份(甲基)丙烯酸羥丙酯、0.4份對羥基苯甲醚、10份異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚類化合物、0.2份偶氮二異丁腈，在5℃～35℃下攪拌至固體物料完全溶解均勻；
2)繼續(xù)向制膠容器加入100份(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷，在5℃～35℃下攪拌至物料完全混合均勻；
3)出料，灌裝于低密度聚乙烯材質(zhì)包裝，避光保存，待用。
性能測試同實施例1。
測試結(jié)果見表1。
實施例4：
本實施例提供的低收縮耐高溫?zé)峁袒袡C浸滲劑，包括
100份(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷US60(室溫粘度15～25mPa.s，制造商：浙江嘉興聯(lián)合化學(xué)有限公司)；
(甲基)丙烯酸酯單體：20份(甲基)丙烯酸羥丙酯；
阻聚劑：0.4份對苯二酚；
水洗性改性劑：5份異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚類化合物(制造商：沙索化學(xué))；
自由基聚合熱引發(fā)劑：0.2份偶氮二異丁腈。
制備方法：
1)在容器中加20份(甲基)丙烯酸羥丙酯、0.4份對苯二酚、5份異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚類化合物(制造商：沙索化學(xué))、0.2份偶氮二異丁腈，在5℃～35℃下攪拌至固體物料完全溶解均勻；
2)繼續(xù)向制膠容器加入100份(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷US60，在5℃～35℃下攪拌至物料完全混合均勻；
3)出料，灌裝于低密度聚乙烯材質(zhì)包裝，避光保存，待用。
性能測試同實施例1。
測試結(jié)果見表1。
實施例5：
本實施例提供的低收縮耐高溫?zé)峁袒袡C浸滲劑，包括
50份(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷X-22-164；50份(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷US60；
(甲基)丙烯酸酯單體：25份(甲基)丙烯酸羥丙酯；
阻聚劑：0.2份對羥基苯甲醚、0.2份2,6-二叔丁基對甲苯酚；
水洗性改性劑：6份異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚類化合物；
自由基聚合熱引發(fā)劑：0.2份偶氮二異丁腈。
制備方法：
1)在容器中加25份(甲基)丙烯酸羥丙酯、0.2份對羥基苯甲醚、0.2份2,6-二叔丁基對甲苯酚、6份異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚類化合物、0.2份偶氮二異丁腈，在5℃～35℃下攪拌至固體物料完全溶解均勻；
2)繼續(xù)向制膠容器加入50份(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷、50份(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷US60，在5℃～35℃下攪拌至物料完全混合均勻；
3)出料，灌裝于低密度聚乙烯材質(zhì)包裝，避光保存，待用。
性能測試同實施例1。
測試結(jié)果見表1。
比較例1
比較例1
本比較例提供的現(xiàn)有傳統(tǒng)熱固化有機浸滲劑，包括
(甲基)丙烯酸酯單體：75份二縮三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、15份(甲基)丙烯酸月桂酯、10份(甲基)丙烯酸羥丙酯；
阻聚劑：0.2份對羥基苯甲醚、0.2份2,6-二叔丁基對甲苯酚；
水洗性改性劑：5份MAZON93(制造商：BASF)；
自由基聚合熱引發(fā)劑：0.2份偶氮二異丁腈。
制備方法：
1)在容器中依次加入75份二縮三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、15份(甲基)丙烯酸月桂酯、10份(甲基)丙烯酸羥丙酯、0.2份對羥基苯甲醚、0.2份2,6-二叔丁基對甲苯酚、5份MAZON93、0.2份偶氮二異丁腈，在5℃～35℃下攪拌至固體物料完全溶解均勻；
2)出料，灌裝于低密度聚乙烯材質(zhì)包裝桶，避光保存，待用。性能測試同實施例1。
測試結(jié)果見表1。
比較例2：
本比較例提供的水洗性改進型熱固化有機浸滲劑，包括
(甲基)丙烯酸酯單體：75份二縮三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、10份(甲基)丙烯酸月桂酯、15份(甲基)丙烯酸羥丙酯；
阻聚劑：0.2份對羥基苯甲醚、0.2份2,6-二叔丁基對甲苯酚；
水洗性改性劑：5份MAZON93(制造商：BASF)；
自由基聚合熱引發(fā)劑：0.2份偶氮二異丁腈。
制備方法：
1)在容器中依次加入75份二縮三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、10份(甲基)丙烯酸月桂酯、15份(甲基)丙烯酸羥丙酯、0.2份對羥基苯甲醚、0.2份2,6-二叔丁基對甲苯酚、6份異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚類化合物(制造商：沙索化學(xué))、0.2份偶氮二異丁腈，在5℃～35℃下攪拌至固體物料完全溶解均勻；
2)出料，灌裝于低密度聚乙烯材質(zhì)包裝桶，避光保存，待用。
性能測試同實施例1。
測試結(jié)果見表1。
表1：實施例1～5及比較例1～2的性能測試結(jié)果
本發(fā)明不局限于上述實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。