本發明涉及浸滲劑技術領域，具體涉及一種低收縮耐高溫熱固化有機浸滲劑及其制備方法。
背景技術：
由于鑄造工藝、材料結晶和收縮、氣泡等原因，成型的鑄件不可避免的會出現一些孔隙。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。
采用浸滲技術對有微孔或砂眼的鑄件進行修復已經成為行業共識。目前，眾多的企業已將浸滲作為一道必不可少的工序排進工藝文件。浸滲技術已廣泛應用于汽車、摩托車、火車、空調制冷、航空等行業。可有效填堵黑色金屬鑄件(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。
浸滲技術的關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％，導致浸滲劑在固化過程中容易出現裂痕和二次收縮空隙，影響修復效果，尤其是修復的鑄件空隙較大時。
另一方面，此種有機浸滲劑固化物耐溫范圍在150℃以內，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，鑄件表面時經常出現一些因為沒有洗干凈導致固化的白色殘膠固化物，影響鑄件表面外觀和裝配。
技術實現要素：
針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種低收縮耐高溫熱固化有機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，本發明采取的技術方案是：一種低收縮耐高溫熱固化有機浸滲劑，所述低收縮耐高溫熱固化有機浸滲劑各組分按質量份計為：
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劑。
在上述技術方案的基礎上，所述(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷其結構如(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)。
在上述技術方案的基礎上，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。
在上述技術方案的基礎上，所述的阻聚劑是有機酚類化合物。
在上述技術方案的基礎上，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。
在上述技術方案的基礎上，所述水性改性劑是吐溫80、異構十三醇聚氧乙烯醚類化合物的一種或兩種。
在上述技術方案的基礎上，所述的自由基聚合熱引發劑是偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈的一種或兩種。
本發明還公開了一種低收縮耐高溫熱固化有機浸滲劑的制備方法，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包裝，避光保存。
與現有技術相比，本發明的優點在于：
本發明以(甲基)丙烯酸封端的聚硅氧烷為主單體，此類單體的固化產物具有一定彈性，能解決常規(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二次滲漏的風險問題，并能大幅提升產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
以下結合實施例對本發明作進一步詳細說明。
本發明實施例提供一種低收縮耐高溫熱固化有機浸滲劑各組分按質量份計為：
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構如(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、異構十三醇聚氧乙烯醚類化合物的一種或兩種。
本發明還公開了一種低收縮耐高溫熱固化有機浸滲劑的制備方法，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包裝，避光保存。
下列實施例和比較例將更詳細介紹本發明，本發明實施例中各成分的含量，如果沒有特別說明，均以質量份計。
實施例1：
本實施例提供的低收縮耐高溫熱固化有機浸滲劑，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包裝，避光保存，待用。
性能測試：
1、粘度：按照GB/2794測試。
2、穩定性：將浸滲劑裝入試管后置于75℃油浴，測定出現凝膠的時間，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規定的專用浸滲測試環，經固化后，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。
測試結果見表1。
實施例2：
本實施例提供的低收縮耐高溫熱固化有機浸滲劑，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包裝，避光保存，待用。
性能測試同實施例1。
測試結果見表1。
實施例3：
本實施例提供的低收縮耐高溫熱固化有機浸滲劑，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份異構十三醇聚氧乙烯醚類化合物(制造商：沙索化學)；
自由基聚合熱引發劑：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包裝，避光保存，待用。
性能測試同實施例1。
測試結果見表1。
實施例4：
本實施例提供的低收縮耐高溫熱固化有機浸滲劑，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：浙江嘉興聯合化學有限公司)；
(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份異構十三醇聚氧乙烯醚類化合物(制造商：沙索化學)；
自由基聚合熱引發劑：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份異構十三醇聚氧乙烯醚類化合物(制造商：沙索化學)、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包裝，避光保存，待用。
性能測試同實施例1。
測試結果見表1。
實施例5：
本實施例提供的低收縮耐高溫熱固化有機浸滲劑，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份異構十三醇聚氧乙烯醚類化合物；
自由基聚合熱引發劑：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包裝，避光保存，待用。
性能測試同實施例1。
測試結果見表1。
比較例1
比較例1
本比較例提供的現有傳統熱固化有機浸滲劑，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包裝桶，避光保存，待用。性能測試同實施例1。
測試結果見表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份異構十三醇聚氧乙烯醚類化合物(制造商：沙索化學)、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包裝桶，避光保存，待用。
性能測試同實施例1。
測試結果見表1。
表1：實施例1～5及比較例1～2的性能測試結果
本發明不局限于上述實施方式，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍之內。本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。