專利名稱：一種高抗沖環(huán)氧砂漿的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新型聚合物基復(fù)合材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用聚氨酯改性環(huán)氧 樹脂后再與相關(guān)助劑調(diào)配制備一種環(huán)氧砂漿的方法。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹脂是一種含有環(huán)氧基的高分子聚合物，由環(huán)氧氯丙烷及二酚丙烷縮聚而成的液 體樹脂，作為粘結(jié)劑用的是低分子樹脂。環(huán)氧樹脂是一種無定形粘稠液體，沒有明顯的熔 點(diǎn)，受熱變軟，逐漸熔化而發(fā)粘，不溶于水。環(huán)氧砂漿是指由有機(jī)和無機(jī)材料組成的多相 復(fù)合材料，其有機(jī)材料為環(huán)氧樹脂與固化劑反應(yīng)得到的固化物，在砂漿中起膠結(jié)作用。無
機(jī)材料為惰性填料，如石英砂，石英粉等。為了優(yōu)化其性能， 一般還要加入各種外加劑， 如增韌劑、稀釋劑、調(diào)色劑等。因?yàn)榄h(huán)氧砂漿具有強(qiáng)度高、固化快、耐磨、粘結(jié)性能好等 優(yōu)點(diǎn)，使其被廣泛應(yīng)用于大壩、高速公路、高架道路和橋梁的修補(bǔ)。利用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修 補(bǔ)施工，不但使連接件具有高粘結(jié)性能、抗拔性能、抗疲勞性能，而且可以大幅度地降低 施工時(shí)間、產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)異、節(jié)約成本。然而目前市售產(chǎn)品通常存在粘性大不易施工、收縮 率大、脆性大和抗沖擊性能不佳等缺點(diǎn)，在一定程度上限制其應(yīng)用與推廣。
為解決傳統(tǒng)環(huán)氧砂漿產(chǎn)品在實(shí)際使用中存在的各種問題，就需要對其主體材料——環(huán) 氧樹脂進(jìn)行改性，同時(shí)對相關(guān)助劑進(jìn)行恰當(dāng)調(diào)配，從而制備出高性能的環(huán)氧砂漿。聚氨酯 是一類性能優(yōu)良的高分子材料，尤其具有高彈性、高粘接力的優(yōu)點(diǎn)，是近年來發(fā)展迅速的 高分子材料之一。聚氨酯與環(huán)氧樹脂可以通過多種方式結(jié)合制備得復(fù)合材料，并展現(xiàn)出兩 種高聚物各自的優(yōu)點(diǎn)。聚氨酯中含有的異氰酸酯基團(tuán)可以和環(huán)氧基團(tuán)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，可以 形成的聚合物網(wǎng)絡(luò)永久性互相穿插纏結(jié)而形成聚合物合金，從而實(shí)現(xiàn)聚氨酯與環(huán)氧的良好 相容性，故通過聚氨酯改性環(huán)氧樹脂是改善環(huán)氧樹脂綜合性能的有效方法。聚氨酯改性后 的環(huán)氧膠黏劑的粘接強(qiáng)度遠(yuǎn)大于混凝土本身強(qiáng)度，可靠性好，并且該膠的黏度小，能灌注 于建筑裂縫中去，同時(shí)該膠的可操作時(shí)間長，易于操作，有良好的市場應(yīng)用前景。本專利 就是運(yùn)用聚氨酯改性環(huán)氧技術(shù)，得到改性樹脂后再經(jīng)過納米增強(qiáng)技術(shù)和多種固化劑復(fù)配協(xié) 同固化技術(shù)等，明顯提升目前市售的國產(chǎn)建筑結(jié)構(gòu)膠的性能，達(dá)到甚至超過進(jìn)口的同類產(chǎn) 品，因此本項(xiàng)目成果具有廣泛的市場空間，同時(shí)對我國建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高抗沖環(huán)氧砂漿的制備方法。 本發(fā)明提出的高抗沖環(huán)氧砂漿的制備方法，具體步驟如下(1) 將聚氨酯改性環(huán)氧樹脂與石英砂、稀釋劑、觸變劑、填料、增塑劑和色素按比例調(diào) 配后，經(jīng)三輥研磨機(jī)脫泡，制備得到A組份；A組份中，石英砂分為兩種，分別為粗砂和
細(xì)砂，粗砂顆粒直徑為0.5~3mm，細(xì)砂是顆粒直徑在80-400目；粗砂質(zhì)量份數(shù)為10~30%， 細(xì)砂質(zhì)量份數(shù)為30~50%，稀釋劑質(zhì)量份數(shù)為1~5%，觸變劑質(zhì)量份數(shù)為0.1~2%，填料質(zhì) 量份數(shù)為10 20%，增塑劑質(zhì)量份數(shù)為0.1~3%，色素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%~5%，其余為聚氨酯改 性環(huán)氧樹脂，總重量滿足100%;
(2) 將室溫胺類固化劑與石英砂、稀釋劑、觸變劑、填料和色素按比例調(diào)配后，經(jīng)三輥 研磨機(jī)脫泡得到B組份；B組份中，石英砂分為兩種，分別為粗砂和細(xì)砂，粗砂顆粒直徑 為0.5 3mrn，細(xì)砂是顆粒直徑在80~400目，粗砂質(zhì)量份數(shù)為5~10%，細(xì)砂質(zhì)量份數(shù)為 10~15%;稀釋劑質(zhì)量份數(shù)為1%~5%，觸變劑質(zhì)量份數(shù)為0.1~2%，填料質(zhì)量份數(shù)為 40% 50%，室溫胺類固化劑質(zhì)量份數(shù)為20~30%，其余為色素，其總重量滿足100%;
(3) 環(huán)氧砂漿產(chǎn)品施工時(shí)，按施工需要將A和B兩組份以1:2 1:5的重量比例進(jìn)行調(diào)合， 混合均勻后，進(jìn)行施工操作。
本發(fā)明中，所述聚氨酯改性環(huán)氧樹脂可以是雙酚A型E-44或E-51環(huán)氧樹脂。 本發(fā)明中，A組份和B組份中所述稀釋劑可以是丁基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、
叔丁基苯酚縮水甘油醚或三羥甲基丙烷三甘油醚等中一種或多種。
本發(fā)明中，A組份和B組份中所述觸變劑均為氣相二氧化硅、有機(jī)膨潤土或氫化蓖麻
油中任一種。
本發(fā)明中，A組份和B組份中所述增塑劑均為鄰苯二甲酸二辛酯或鄰苯二甲酸二丁酯 中一種或幾種。
本發(fā)明中，A組份和B組份中所述填料均為碳酸鈣、方解石或滑石粉等中任一種。 本發(fā)明中，所述室溫胺類固化劑可以是二乙烯三胺、三乙烯四胺或是低分子量聚酰胺 中任一種。
本發(fā)明根據(jù)施工需要調(diào)配的產(chǎn)品可以在室溫下進(jìn)行固化，12~32小時(shí)后即可達(dá)到使用 強(qiáng)度，48~72小時(shí)后完全固化達(dá)到最大強(qiáng)度，固化物有良好的抗壓、抗剪和抗沖擊強(qiáng)度， 可廣泛應(yīng)用于橋梁、房屋的裂縫修補(bǔ)及加固，地坪鋪設(shè)，建筑植筋、灌漿填縫等領(lǐng)域。
本發(fā)明的有益效果
1、 利用本發(fā)明方法得到的環(huán)氧砂漿產(chǎn)品，生產(chǎn)方法簡便易行。對環(huán)氧樹脂的增韌改性 手段易于工業(yè)化生產(chǎn)，且產(chǎn)品性能能夠保持穩(wěn)定，并可根據(jù)實(shí)際施工條件進(jìn)行調(diào)配，施工 操作方便。
2、 利用本發(fā)明方法得到的環(huán)氧砂漿產(chǎn)品有較好的抗壓、抗剪強(qiáng)度、優(yōu)良的抗沖擊強(qiáng)度、良好的粘接性能和耐候性，改善了傳統(tǒng)環(huán)氧砂漿產(chǎn)品脆性大的缺點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于橋梁、 房屋的裂縫修補(bǔ)及加固，地坪鋪設(shè)，建筑植筋、灌漿填縫等領(lǐng)域。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
在1500克經(jīng)過聚氨酯改性的E-44環(huán)氧樹脂中加入粗砂1000克、細(xì)砂1500克，丁基 縮水甘油醚150克、氣相二氧化硅5克、鄰苯二甲酸二丁酯5克、碳酸鈣840克和色素適 量，在機(jī)械攪拌器中配制備后經(jīng)三輥碾磨機(jī)脫除氣泡得到A組份；同時(shí)將室溫胺類固化劑 三乙烯四胺800克與粗砂400克、細(xì)砂400克、丁基縮水甘油醚80克、氣相二氧化硅8 克、碳酸鈣2300克和色素適量經(jīng)機(jī)械攪拌調(diào)配和三輥碾磨脫泡得到B組份。最終環(huán)氧砂 槳產(chǎn)品施工時(shí)，按施工需要取A和B兩組份以l:2重量比混合，可用于植筋灌漿。經(jīng)檢測， 普通環(huán)氧樹脂的斷裂韌性一般為150~300J/m2。聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的斷裂韌性為 1800J/m2，聚氨酯改性環(huán)氧砂漿沖擊性能由原來的15 25MPa，提高到現(xiàn)在的35 42MPa。 實(shí)施例2
在1500克經(jīng)過聚氨酯改性的E-51環(huán)氧樹脂中加入粗砂600克、細(xì)砂3000克，叔丁基 苯酚縮水甘油醚300克、鄰苯二甲酸二辛酯180克、膨潤土 120克、方解石300克和色素 適量，在機(jī)械攪拌器中配制備后經(jīng)三輥碾磨機(jī)脫除氣泡得到A組份；同時(shí)將室溫胺類固化 劑二乙烯三胺500克與粗砂500克、細(xì)砂750克、叔丁基苯酚縮水甘油醚200克、膨潤土 50克、方解石3000克和色素適量經(jīng)機(jī)械攪拌調(diào)配和三輥碾磨脫泡得到B組份。最終環(huán)氧 砂漿產(chǎn)品施工時(shí)，按施工需要取A和B兩組份以l:5重量比混合后，可用于填縫、補(bǔ)強(qiáng)和 加固。經(jīng)檢測，普通環(huán)氧樹脂的斷裂韌性一般為150~300J/m2。聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的斷 裂韌性為1800J/r^.聚氨酯改性環(huán)氧砂漿沖擊性能由原來的15 25MPa，提高到現(xiàn)在的 35 42MPa。 實(shí)施例3
在1300克經(jīng)過聚氨酯改性的E-44環(huán)氧樹脂中加入粗砂650克、細(xì)砂2600克，叔丁基 苯酚縮水甘油醚325克、氫化蓖麻油60克、鄰苯二甲酸二辛酯130克、方解石1300克和 色素適量，在機(jī)械攪拌器中配制備后經(jīng)三輥碾磨機(jī)脫除氣泡得到A組份；同時(shí)將室溫胺類 固化劑低分子聚酰胺樹脂1000克與粗砂500克、細(xì)砂500克、叔丁基苯酚縮水甘油醚150 克、氫化蓖麻油100克、方解石2750克和色素適量經(jīng)機(jī)械攪拌調(diào)配和三輥碾磨脫泡得到B 組份。最終環(huán)氧砂漿產(chǎn)品施工時(shí)，按施工需要取A和B兩組份以l:4重量比混合后，可用 于結(jié)構(gòu)件粘接或用于鋪設(shè)高抗沖地坪。經(jīng)檢測，普通環(huán)氧樹脂的斷裂韌性一般為 150 300J/m2。聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的斷裂韌性為1800J/r^.聚氨酯改性環(huán)氧砂漿沖擊性能現(xiàn)在的35 42MPa。 實(shí)施例4
在1500克經(jīng)過聚氨酯改性的E-51環(huán)氧樹脂中加入粗砂1000克、細(xì)砂1500克，苯基 縮水甘油醚200克、氣相二氧化硅50克、鄰苯二甲酸二丁酯100克、滑石粉650克和色 素適量，在機(jī)械攪拌器中配制備后經(jīng)三輥碾磨機(jī)脫除氣泡得到A組份；同時(shí)將室溫胺類固 化劑三乙烯四胺1500克與粗砂500克、細(xì)砂500克、苯基縮水甘油醚50克、氣相二氧化 硅50克、滑石粉2900克和色素適量經(jīng)機(jī)械攪拌調(diào)配和三輥碾磨脫泡得到B組份。最終環(huán) 氧砂漿產(chǎn)品施工時(shí)，按施工需要取A和B兩組份以l:3重量比混合后，可用于結(jié)構(gòu)件粘接 和建筑裂縫加固。經(jīng)檢測，普通環(huán)氧樹脂的斷裂韌性一般為150~300J/m2。聚氨酯改性環(huán) 氧樹脂的斷裂韌性為1800J/m氣聚氨酯改性環(huán)氧砂漿沖擊性能由原來的15 25MPa，提高到 現(xiàn)在的35 42MPa。 實(shí)施例5
在2100克經(jīng)過聚氨酯改性的E-44環(huán)氧樹脂中加入粗砂700克、細(xì)砂2800克，三羥甲 基丙烷三甘油醚280克、膨潤土 70克、鄰苯二甲酸二辛酯140克、碳酸鈣910克和色素 適量，在機(jī)械攪拌器中配制備后經(jīng)三輥碾磨機(jī)脫除氣泡得到A組份；同時(shí)將室溫胺類固化 劑低分子量聚酰胺樹脂卯0克與粗砂150克、細(xì)砂450克、三羥甲基丙垸三甘油醚120克、 膨潤土 30克、方解石1350克和色素適量經(jīng)機(jī)械攪拌調(diào)配和三輥碾磨脫泡得到B組份。最 終環(huán)氧砂漿產(chǎn)品施工時(shí)，按施工需要取A和B兩組份以1:3重量比混合后有良好的抗沖性、 粘接力強(qiáng)和耐候性，可用于高架道路和橋梁的架設(shè)施工。經(jīng)檢測，普通環(huán)氧樹脂的斷裂韌 性一般為150~300J/m2。聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的斷裂韌性為1800J/m氣聚氨酯改性環(huán)氧砂漿 沖擊性能由原來的15 25MPa，提高到現(xiàn)在的35 42MPa。
權(quán)利要求
1、一種高抗沖環(huán)氧砂漿的制備方法，其特征在于具體步驟如下(1)將聚氨酯改性環(huán)氧樹脂與石英砂、稀釋劑、觸變劑、填料、增塑劑和色素按比例調(diào)配后，經(jīng)三輥研磨機(jī)脫泡，制備得到A組份；A組份中，石英砂分為兩種，分別為粗砂和細(xì)砂，粗砂顆粒直徑為0.5～3mm，細(xì)砂是顆粒直徑在80～400目；粗砂質(zhì)量份數(shù)為10～30％，細(xì)砂質(zhì)量份數(shù)為30～50％，稀釋劑質(zhì)量份數(shù)為1～5％，觸變劑質(zhì)量份數(shù)為0.1～2％，填料質(zhì)量份數(shù)為10～20％，增塑劑質(zhì)量份數(shù)為0.1～3％，色素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0％～5％，其余為聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，總重量滿足100％；(2)將室溫胺類固化劑與石英砂、稀釋劑、觸變劑、填料和色素按比例調(diào)配后，經(jīng)三輥研磨機(jī)脫泡得到B組份；B組份中，石英砂分為兩種，分別為粗砂和細(xì)砂，粗砂顆粒直徑為0.5～3mm，細(xì)砂是顆粒直徑在80～400目，粗砂質(zhì)量份數(shù)為5～10％，細(xì)砂質(zhì)量份數(shù)為10～15％；稀釋劑質(zhì)量份數(shù)為1％～5％，觸變劑質(zhì)量份數(shù)為0.1～2％，填料質(zhì)量份數(shù)為40％～50％，室溫胺類固化劑質(zhì)量份數(shù)為20～30％，其余為色素，其總重量滿足100％；(3)環(huán)氧砂漿產(chǎn)品施工時(shí)，按施工需要將A和B兩組份以1∶2～1∶5的重量比例進(jìn)行調(diào)合，混合均勻后，進(jìn)行施工操作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高抗沖環(huán)氧砂漿的制備方法，其特征在于所述聚氨酯改性 環(huán)氧樹脂是雙酚A型E-44或E-51環(huán)氧樹脂。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高抗沖環(huán)氧砂漿的制備方法，其特征在于A組份和B組份 中所述稀釋劑均為丁基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、叔丁基苯酚縮水甘油醚或三羥甲基 丙烷三甘油醚中一種或多種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高抗沖環(huán)氧砂漿的制備方法，其特征在于A組份和B組份 中所述觸變劑均為氣相二氧化硅、有機(jī)膨潤土或氫化蓖麻油中任一種。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高抗沖環(huán)氧砂漿的制備方法，其特征在于A組份和B組份 中所述增塑劑均為鄰苯二甲酸二辛酯或鄰苯二甲酸二丁酯中一種或幾種。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高抗沖環(huán)氧砂獎(jiǎng)的制備方法，其特征在于A組份和B組份 中所述填料均為碳酸鈣、方解石或滑石粉等中任一種。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高抗沖環(huán)氧砂漿的制備方法，其特征在于所述室溫胺類固 化劑是二乙烯三胺、三乙烯四胺或是低分子量聚酰胺中任一種。
全文摘要
本發(fā)明屬于新型聚合物基復(fù)合材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高抗沖環(huán)氧砂漿的制備方法。首先將聚氨酯改性環(huán)氧樹脂與石英砂、稀釋劑、觸變劑、填料、增塑劑和色素以適當(dāng)比例調(diào)配后經(jīng)三輥研磨機(jī)脫泡制備得到A組份；同時(shí)將室溫胺類固化劑與石英砂、稀釋劑、觸變劑、填料和色素以適當(dāng)比例調(diào)配后經(jīng)三輥研磨機(jī)脫泡得到B組份。最終環(huán)氧砂漿產(chǎn)品施工時(shí)，根據(jù)施工條件要求將A和B兩組份以1∶2～1∶5比例進(jìn)行調(diào)合，混合均勻后，進(jìn)行施工操作。根據(jù)施工需要調(diào)配的產(chǎn)品可以在室溫下進(jìn)行固化，12～32小時(shí)后即可達(dá)到使用強(qiáng)度，48～72小時(shí)后完全固化達(dá)到最大強(qiáng)度，固化物有良好的抗壓、抗剪和抗沖擊強(qiáng)度，可廣泛應(yīng)用于橋梁、房屋的裂縫修補(bǔ)及加固，地坪鋪設(shè)，建筑植筋、灌漿填縫等領(lǐng)域。
文檔編號C04B26/02GK101423358SQ200810203049
公開日2009年5月6日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者任天斌, 玥 馮, 朱金鑫, 王永濤, 宇 韓 申請人:同濟(jì)大學(xué)