高分子聚合树脂喷砂介质及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及表面除漆技术领域，特别是一种用于飞机复合材料制件表面有机涂层清除的喷砂介质制备方法。
【背景技术】
[0002]目前国内飞机的复合材料制件的表面除漆技术尚处于空白，研发、寻找成熟先进的复合材料制件除漆技术是飞机维修部门现阶段迫切需要解决的一项技术难题。
[0003]传统的使用化学方法对于飞机金属部件的除漆工艺，被禁止使用到复合材料制件的除漆作业，因为化学脱漆剂停留在漆层表面，与环氧漆层发生反应的同时，会渗入复合材料内部，与复合材料的表面及内部的环氧成分材质发生反应，造成复合材料层间脱粘、分层的现象，对复合材料形成直接的破坏。
[0004]手工砂纸打磨和圆盘砂纸打磨机打磨也是一种常见的除漆方法，这种机械的打磨工艺需要直接与工件接触，并贴合紧密，使用的砂纸都带有硬度很高的白刚玉成分，对于硬度比较大的钢材或者只要求平整度的木材等材料，这种除漆方法是适用的，但是飞机复合材料制件都是由碳纤维或者玻璃纤维等材料构成的，其具有刚性强、质量轻的特点，但是表面硬度并不高，并且制件形状不规则，使用人工机械打磨的方法，过程不可控，在摩擦力和垂直压力的作用下，极易将纤细的碳纤维和玻璃纤维丝打断，对复合材料造成损伤。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是提供一种高分子聚合树脂喷砂介质，从而有效、快速、稳定、环保、低成本的对复合材料表面的环氧底漆和聚氨酯面漆涂层进行清理，避免复合材料除漆过程中的损伤风险。
[0006]本发明为实现上述目的，采用如下技术方案:
一种高分子聚合树脂喷砂介质，其特征在于:该喷砂介质为包括热固性高分子聚合树月旨、丙烯酸类树酯、硅酸盐矿物质和纤维素的混合物破碎颗粒；所述喷砂介质莫氏硬度为3-4.5，粒径为30-60目。
[0007]其进一步特征在于:所述热固性高分子聚合树脂为三聚氰胺甲醛树脂和脲醛树脂；所述丙烯酸类树酯为交联聚甲基丙烯酸甲酯；所述硅酸盐矿物质为蒙脱石粘土 ；所述纤维素为阿尔法纤维素。
[0008]上述高分子聚合树脂喷砂介质制备方法，其特征在于，包括下述步骤:
(1)合成混合物的制备:
将500目至800目的三聚氰胺甲醛树脂粉末与阿尔法纤维素材料，按照重量比65:35至50:50的比例进行混合，充分搅拌后，将三聚氰胺甲醛树脂粉末与阿尔法纤维素材料的混合物压制成板，粉碎成30目至40目大小的合成混合物颗粒；
(2)纳米混合物的制备:
将500目至800目的脲醛树脂粉末与纳米级的蒙脱石粘土，按照重量比100:1的比例进行混合，充分搅拌后，将脲醛树脂粉末与纳米级的蒙脱石粘土的混合物压制成板，粉碎成40目至60目大小的纳米混合物颗粒；
(3)交联聚甲基丙烯酸甲酯的制备:
将颗粒状的交联聚甲基丙烯酸甲酯，粉碎成30目至40目大小的颗粒；
(4)喷砂介质的制成:
将步骤(I) (2) (3)中制备的合成混合物、纳米混合物和交联聚甲基丙烯酸甲酯颗粒，按照重量比1:1:1的比例，进行混合，最终制成喷砂介质。
[0009]其进一步特征在于:所述步骤(I) (2) (3)中合成混合物、纳米混合物和交联聚甲基丙烯酸甲酯的粉碎过程采用盘式粉碎机。
[0010]所述步骤(I) (2)中合成混合物、纳米混合物板材的制备采用压板机.优选的:所述步骤(I)中合成混合物压制成板的温度为120至180摄氏度，压力为2.5至 4.5MPa。
[0011]所述步骤(2)中纳米混合物压制成板的温度为120至180摄氏度，压力为2.5至4.5MPa。
[0012]本发明的喷砂介质对于精密性、安全性要求非常高的飞机敏感性轻薄复合材料制件，能够快速有效的清除其表面的航空涂层，对复合材料本身不产生任何的损伤。本发明喷砂介质的各混合物的硬度都小于飞机复合材料制件的表面硬度，同时又大于飞机有机涂层的硬度；特别添加的交联聚甲基丙烯酸甲酯，目的就是降低介质的整体比重，从而减少冲击到复合材料表面的介质重量，喷砂介质在空气动能的带动下，利用机械动能对漆层进行高密度的磨削，在很短的时间内，既破坏了漆层，又不会对复合材料产生损伤。
[0013]本发明的喷砂介质，将显著提高除漆效率。相对于化学脱漆剂方法和打磨方法，利用带有锐角的高分子聚合树脂介质进行喷砂除漆，至少将作业时间缩短一半以上，除漆速率可达到0.2平方米/分钟。
【具体实施方式】
[0014]一种高分子聚合树脂喷砂介质该喷砂介质为三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、交联聚甲基丙烯酸甲酯、蒙脱石粘土和阿尔法纤维素的混合物破碎颗粒；所述喷砂介质莫氏硬度为3-4.5，粒径为30-60目。
[0015]上述高分子聚合树脂喷砂介质制备方法:
(I)合成混合物的制备:
将500目至800目的三聚氰胺甲醛树脂粉末与阿尔法纤维素材料，重量上按照65:35至50:50的比例进行混合，充分搅拌后，在温度120至180摄氏度，压力2.5至4.5MPa的条件下，利用压板机对混合物压制成板，板材冷却24小时后，通过盘式粉碎机粉碎成30目至40目大小的合成混合物颗粒，留存备用。
[0016](2)纳米混合物的制备:
将500目至800目的脲醛树脂粉末与纳米级的蒙脱石粘土，重量上按照100:1的比例进行混合，充分搅拌后，在温度120至180摄氏度，压力2.5至4.5MPa的条件下，利用压板机对混合物压制成板，板材冷却24小时候，通过盘式粉碎机粉碎成40目至60目大小的纳米混合物颗粒，留存备用。
[0017](3)交联聚甲基丙烯酸甲酯的制备:
将颗粒状的交联聚甲基丙烯酸甲酯，通过盘式粉碎机粉碎成30目至40目大小的颗粒，留存备用。
[0018](4)喷砂介质的制成:
将合成混合物、纳米混合物和交联聚甲基丙烯酸甲酯，重量上按照1:1:1的比例，进行混合，最终制成喷砂介质。
[0019]本发明的高分子聚合树脂喷砂介质，最关键的特性就是其自身的硬度要小于复合材料的表面硬度，同时大于复合材料制件表面航空漆层的硬度。在除漆过程中，采用喷砂原理，借助高速喷射的低压气体，带动固体树脂喷砂介质颗粒，利用机械动能，反复作用于复合材料的表面漆层，对漆层进行高密度的磨削，在很短的时间内，带有锐角的介质颗粒持续对漆层进行破坏，达到除漆的目的，又不会对复合材料产生损伤。
[0020]本发明的喷砂介质将显著降低除漆成本。树脂喷砂介质在每一次使用后，可以被重新回收然后再次循环使用，每一个循环周期消耗的介质只有最初投放量的5-8%，经过试验，喷砂介质可以被连续重复使用10次以上，极大的节约了除漆成本。本发明的喷砂介质都是采用的高分子的聚合树脂材料，具有强度高、韧性好、不容易破碎的特点，增加的纳米级的蒙脱石粘土，更是有助于提高介质的韧性和强度；同时介质选取的颗粒目数范围从30目至60目，即使部分颗粒破碎后，也可以满足循环使用的需要。
[0021]本发明的喷砂介质，将显著提高除漆效率。相对于化学脱漆剂方法和打磨方法，利用带有锐角的高分子聚合树脂介质进行喷砂除漆，至少将作业时间缩短一半以上，除漆速率可达到0.2平方米/分钟。
【主权项】
1.高分子聚合树脂喷砂介质，其特征在于:该喷砂介质为包括热固性高分子聚合树月旨、丙烯酸类树酯、硅酸盐矿物质和纤维素的混合物破碎颗粒；所述喷砂介质莫氏硬度为3-4.5，粒径为30-60目。
2.根据权利要求1所述的高分子聚合树脂喷砂介质，其特征在于:所述热固性高分子聚合树脂为三聚氰胺甲醛树脂和脲醛树脂；所述丙烯酸类树酯为交联聚甲基丙烯酸甲酯；所述硅酸盐矿物质为蒙脱石粘土；所述纤维素为阿尔法纤维素。
3.权利要求1或2所述高分子聚合树脂喷砂介质的制备方法，其特征在于，包括下述步骤: (1)合成混合物的制备: 将500目至800目的三聚氰胺甲醛树脂粉末与阿尔法纤维素材料，按照重量比65:35至50:50的比例进行混合，充分搅拌后，将三聚氰胺甲醛树脂粉末与阿尔法纤维素材料的混合物压制成板，粉碎成30目至40目大小的合成混合物颗粒； (2)纳米混合物的制备: 将500目至800目的脲醛树脂粉末与纳米级的蒙脱石粘土，按照重量比100:1的比例进行混合，充分搅拌后，将脲醛树脂粉末与纳米级的蒙脱石粘土的混合物压制成板，粉碎成40目至60目大小的纳米混合物颗粒； (3)交联聚甲基丙烯酸甲酯的制备: 将颗粒状的交联聚甲基丙烯酸甲酯，粉碎成30目至40目大小的颗粒； (4)喷砂介质的制成: 将步骤(I) (2) (3)中制备的合成混合物、纳米混合物和交联聚甲基丙烯酸甲酯颗粒，按照重量比1:1:1的比例，进行混合，最终制成喷砂介质。
4.根据权利要求3所述的高分子聚合树脂喷砂介质的制备方法，其特征在于:所述步骤(I) (2) (3)中合成混合物、纳米混合物和交联聚甲基丙烯酸甲酯的粉碎过程采用盘式粉碎机。
5.根据权利要求3所述的高分子聚合树脂喷砂介质的制备方法，其特征在于:所述步骤(I) (2)中合成混合物、纳米混合物板材的制备采用压板机.根据权利要求3-5任一项所述的高分子聚合树脂喷砂介质的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中合成混合物压制成板的温度为120至180摄氏度，压力为2.5至4.5MPa。
6.根据权利要求3-5任一项所述的高分子聚合树脂喷砂介质的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中纳米混合物压制成板的温度为120至180摄氏度，压力为2.5至4.5MPa。
【专利摘要】本发明公布了一种高分子聚合树脂喷砂介质及其制备方法，将粉碎到30目至60目的合成混合物、纳米混合物和交联聚甲基丙烯酸甲酯颗粒，按照1：1：1的比例，进行混合，制成喷砂介质。本发明的喷砂介质对于精密性、安全性要求非常高的飞机敏感性轻薄复合材料制件，能够快速有效的清除其表面的航空涂层，对复合材料本身不产生任何的损伤。本发明方法制备的树脂喷砂介质利用带有锐角的高分子聚合树脂介质进行喷砂除漆，至少将作业时间缩短一半以上，除漆速率可达到0.2平方米/分钟。且树脂喷砂介质在使用后，可以被重新回收然后再次循环使用，每一个循环周期消耗的介质只有最初投放量的5%至8%，喷砂介质可以被连续重复使用10次以上，极大的节约了除漆成本。
【IPC分类】C08L61-28, C08L61-24, C08K3-34, C08L33-12, B29C43-58, C08L1-02
【公开号】CN104693680
【申请号】CN201510097039
【发明人】陈雁骉, 王大钧, 王君起
【申请人】无锡荣恩数控科技有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月5日