一种高性能BPO固化原子灰及其制备方法与流程

本发明属于嵌填材料。具体地，涉及一种高性能bpo固化原子灰及其制备方法。

背景技术：

1、原子灰俗称腻子，由主灰和固化剂组成，是一种使用方便快捷的新型嵌填材料，可以用来对底材凹坑、针缩孔、裂纹、焊缝等缺陷进行有效填平与修饰，满足面漆前底材表面的平整、平滑的需求。但是由于原子灰附着力差、易龟裂、受环境温度和湿度的影响变化从而影响了喷漆的质量。近年来，原子灰材料广泛的应用于汽车领域，不同的条件对材料的力学性能要求不同，汽车可能会在不同的环境、温度条件下使用，而原子灰材料随温度变化附着力和稳定性变化比较明显，使其制品在使用过程中出现裂纹问题，进而可能会导致脱落、断裂等问题，因此对材料的刚韧平衡与抗冷热交变性能都有较高的要求，提高材料的韧性与刚性以及耐高低温稳定性，是聚丙烯材料在车辆应用中的迫切问题。

2、为解决上述问题，专利cn114106617b公开了一种车辆用原子灰及其制备方法和应用，其主灰包括以下重量份的组分：40～60份不饱和聚酯树脂、2～5份苯乙烯、1～2份分散剂、10～20份钛白粉、1～2份膨润土、1～2份气相二氧化硅、0.1～0.5份环烷酸钴、30～50份填料、0.1～0.5份环烷酸铜、0.2～2份脱水剂和6～15份潮气固化聚氨酯树脂；其硬化剂包括以下重量份的组分：50～60份过氧化环己酮、7～10份气相二氧化硅和25～35份邻苯二甲酸二丁酯，该车辆用原子灰通过脱水剂和潮气固化聚氨酯树脂，来改善涂层容易产生龟裂、起泡或脱落的问题。但是该车辆用原子灰的耐高低温稳定性比较差，并且其附着力需要进一步提高。

3、同时，专利cn113512321a公开了一种喷涂型原子灰，包括高弹性不饱和聚酯树脂35份～40份和气干性不饱和聚酯树脂15份～20份，通过搭配使用不同类型的聚酯树脂，调整聚酯树脂的分子结构及粘度，合理调配填料的种类、用量，同时调整防沉剂、触变剂的用量及种类，将原来的高稠、高粘的状态改为低粘、高触变的半流体态，以达到可以雾化的效果，从而改变施工方式，将刮涂方式改为喷涂方式。但是该喷涂型原子灰必须采用特定制备工艺制成的高弹性不饱和聚酯树脂、气干性不饱和聚酯树脂，才能使得高弹性不饱和聚酯树脂、气干性不饱和聚酯树脂具有较为稳定的缩聚程度和粘度，从而确保原子灰的主灰具有最佳的涂膜性能，其生产工艺复杂，原料来源有限，生产成本高，不适用于大规模生产。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种具有优异的刚韧平衡且具有耐高低温稳定性和高附着力的高性能bpo固化原子灰及其制备方法，以克服现有技术中原子灰耐高低温稳定性差以及附着力不佳的缺陷。

2、本发明上述目的通过以下技术方案实现：

3、一种高性能bpo固化原子灰，包括主灰和硬化剂，硬化剂包括过氧化苯甲酰(bpo)，所述主灰包括以下重量份的组分：不饱和聚酯树脂25～40份、苯乙烯2.5～4.5份、异辛酸钴0.1～0.5份、二甲基苯胺0.01～0.1份、润湿型分散剂0.2～1.0份、防沉型分散剂0.1～0.5份、膨润土0.5～3份、钛白粉1.5～3份、滑石粉55～65份和柔性纳米纤维0～5份；

4、所述滑石粉粒径d及其分布按重量百分比包括：

5、d≤15.5μm 20％～30％；

6、15.5＜d≤25μm 18％～35％；

7、25＜d≤40μm 40％～60％。

8、可以理解，滑石粉粒径d可以为5，5.5，6，6.5，7，7.5，8，8.5，9，9.5，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27，28，29，30，31，32，33，34，35，36，36.5，37，37.5，38，38.5，39，39.5，40或处于以上任何数值所组成的范围内。重量百分比可以为20、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％或处于以上任何数值所组成的范围内。

9、优选地，所述滑石粉粒径d及其分布按重量百分比包括：

10、d≤15.5μm 25％～28％；

11、15.5＜d≤25μm 20％～30％；

12、25＜d≤40μm 45％～55％。

13、优选地，所述柔性纳米纤维的添加量为1～5份；所述柔性纳米纤维选自氧化铝纳米纤维、镁铝尖晶石纳米纤维中的至少一种。可以理解，柔性纳米纤维的添加量可以为1，2，3，4，5或处于以上任何数值所组成的范围内。

14、优选地，所述柔性纳米纤维的直径为2-20nm。可以理解，柔性纳米纤维的直径可以为2，3，4，5，5.5，6，6.5，7，7.5，8，8.5，9，9.5，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20或处于以上任何数值所组成的范围内。

15、优选地，所述硬化剂还包括选自过氧化甲乙酮、过氧化环己酮或邻苯二甲酸二丁酯中的一种或多种。

16、更优选地，所述硬化剂包括重量比为1：(0.5～1.5)的过氧化苯甲酰和邻苯二甲酸二丁酯。可以理解，过氧化苯甲酰和邻苯二甲酸二丁酯的重量比可以为0.5，0.55，0.6，0.65，0.7，0.8，0.9，1.0，1.1，1.2，1.3，1.4，1.5或处于以上任何数值所组成的范围内。

17、优选地，所述润湿型分散剂为聚醚硅氧烷共聚物；防沉型分散剂为气相二氧化硅。

18、优选地，所述润湿型分散剂与防沉型分散剂的重量比(1～5)：1。可以理解，润湿型分散剂与防沉型分散剂的重量比可以为1.0，1.1，1.2，1.3，1.4，1.5，1.6，1.65，1.7，1.75，1.8，1.85，1.9，1.95，2，3，4，5或处于以上任何数值所组成的范围内。

19、本发明还提供一种高性能bpo固化原子灰及其制备方法，所述主灰的制备方法包括以下步骤：

20、s1.按照重量份称取各组分，将苯乙烯和柔性纳米纤维之外的原料混合；

21、s2.向上述混合料中加入30％～50％重量份的苯乙烯，向剩余的苯乙烯中加入柔性纳米纤维，将两者混合后以100～500r/min的速度搅拌10～30min。

22、本发明还提供一种高性能bpo固化原子灰的应用：所述主灰和硬化剂按照100：(1.5～3)的重量比进行混合均匀后施工；硬化剂混合后进行施工时，每次刮涂的厚度不大于0.45mm。所述原子灰适合汽车行业大巴，中巴，面包，皮卡，商务车，轿车等使用。

23、滑石粉是生产原子灰最常用的填料，它与不饱和聚酯树脂的相容性好，通常原子灰制备时只使用1种或2种粒径的滑石粉做填料，使得吸油量适中，但是其刚性韧性失衡，而且在高低温变区域内使用时效果不佳，耐冷热交变性能较差，本发明中粒径较小的滑石粉颗粒与粒径中等、粒径较大的滑石粉颗粒相互堆叠形成的填充结构可以使得分子链的运动适中，特定的粒径分布可以形成特定的填充结构，使原子灰达到较好的刚韧平衡，同时耐冷热交变稳定性极大增加。另外，通过柔性纳米纤维的加入，能与特定粒径分布的滑石粉配合，当滑石粉的d≤15.5μm，粒径较小的程度下，其可以有效辅助柔性纳米纤维更好地填补所述填充结构的缝隙，提升基体与界面的粘结力，层间附着力良好，可有效避免涂层产生气泡、断裂与脱落等问题。而且，本专利中添加聚醚硅氧烷共聚物作为润湿分散剂，并添加气相二氧化硅为防沉型分散剂，两者配合使用，与不饱和聚酯树脂具备较好的相容性，从而降低了材料的表面张力，在有效防止原子灰在储存过程中发生树脂析出分层的同时，提高了料的润湿度和分散性能，提升涂层整体的稳定性和均一性，避免出现局部缺陷。

24、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

25、本发明采用特定的滑石粉粒径分布，可以赋予原子灰材料较高的耐冷热交变稳定性。另外通过柔性纳米纤维的加入，能与特定粒径分布的滑石粉配合，有效抑制热胀冷缩时产生的应力，提升基体与界面的粘结力，层间附着力良好，可有效避免涂层产生气泡、断裂与脱落等问题。