專利名稱：低溫和潮濕環(huán)境固化型粘鋼結構膠的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種膠粘劑技術領域，特別涉及一種低溫和潮濕環(huán)境固化型粘鋼 結構膠的制備方法。
二背景技術：
現有技術中國擁有巨大的建筑市場，已有的近百億平方米的建筑物、大量 的構筑物及橋梁、涵洞、隧道結構中，混凝土結構占有很大比重。在這些混凝土 建筑物中，很多由于設計、施工的缺陷和長期使用過程中的老化、損傷及災害， 造成混凝土結構開裂、抗震性能不良、承栽力不足等影響其安全及使用功能的問 題，急需有效、耐久、施工簡便的高新加固材料與加固修補的施工技術。由于在 應用此種方式對建筑物粘接加固時，不僅使加固的構件達到或超過原設計水平， 提高了強度、剛度、穩(wěn)定性和整體性之外，還能延長使用壽命、安全可靠，而且 施工簡便、工期短而節(jié)省了時間與資金等多項優(yōu)點。國內一些科研單位如中科院 大連物化所、冶金部建筑材料研究院、北京建工學院等陸續(xù)對建筑結構膠粘劑進 行了系統和深入的研究，陸續(xù)開發(fā)和豐富了一些應用于改造加固工程中的結構膠 品種。隨著產業(yè)的發(fā)展，建設部于2006年H月正式頒布實施了國家規(guī)范《混凝土 結構加固技術規(guī)范》(GB50367-2006)，對建筑結構膠的技術規(guī)范以;S^展方向 指出了明確的方向和要求。
近十年來，植筋錨固、粘貼鋼板和碳纖維布等加固工藝在國內得到廣泛應 用，在一定程度上促進了國內建筑結構膠生產企業(yè)不斷改進配方工藝、研發(fā)新品 種，同時也暴露了存在的諸多不足如品種專業(yè)化不夠、使用工藝不能完全滿足 現場施工需要、特殊環(huán)境下沒有專門品種可供選擇等等。例如粘鋼結構膠，常溫 固化型需要在常溫下23。C左右固化168小時，而在北方地區(qū)從10月份到第二年 的4月份長達半年之久氣溫都在-10。O-0"之間，在此低溫下普通建筑結構膠固 化速度難以滿足施工進度的需要，使得一些急需加固改造的工程施工不得不延期 甚至等待來年氣溫轉暖后再進行作業(yè)。
發(fā)明內容
技術問題針對當前建筑結構膠市場存在的問題和不足，提供一種低溫固化
和潮濕固化型粘鋼結構膠的制備方法，該方法制備得到的膠能適應，io'c^(rc、相
對濕度大于65%的粘鋼加固施工現場，同時具有粘接強度高、膠體性能穩(wěn)定、施 工操作便利等優(yōu)點，并具有良好的耐濕熱老化性能。在該膠的制備方法上，甲組 分以低溫下粘度較低的雙盼F型環(huán)氧樹脂復配雙酚A型環(huán)氧樹脂作為主體粘料， 工藝上采取加溫攪拌結合真空去泡，以提高混合效果和產品粘接性能；乙組分則 采用可在高濕甚至水下固化的酚醛胺類固化劑703,復配在低溫下具有優(yōu)良固化 性能的聚硫醇固化劑，在工藝上采用三輥研磨機進行研磨處理，不但起到了很好 的去泡效果，而且產品的外觀顯得更細膩、操作也更輕松。
技術方案本發(fā)明的技術解決方案為 一種低溫和潮濕環(huán)境固化型粘鋼結構 膠的方法，制備步驟為甲組分的制備原料為雙盼A型環(huán)氧樹脂40~70質量 份、雙酚F型環(huán)氧樹脂25~50質量份，活性稀釋劑5 10質量份，活性增韌劑 1.5~3質量份，觸變劑1.5-2質量份，硅微粉或石英砂填料150~200質量份；將主 料雙酚A型環(huán)氧樹脂和雙酚F型環(huán)氧樹脂投入反應容器中，預熱至55 7(TC，開 動反應釜主攪拌器攪動混勻，再依次加入活性增韌劑、活性稀釋劑、觸變劑，添 加完畢后繼續(xù)攪拌5-10分鐘，啟動反應釜中高速M器，在M過程中按照硅 微粉或石英砂的填料總量的40%、 30%、 30%分三批次加入，全部填料加完后繼 續(xù)攪拌20~30分鐘，然后抽真空后出料得甲組分；乙組分的制備原料為酚醛 胺固化劑40~70質量份，聚硫醇固化劑20~30質量份，胺類固化促進劑2~3質量 份，硅烷偶聯劑1.5~2質量份，硅微粉填料180~200質量份；先加入酚醛胺固化 劑和聚硫醇固化劑，反應釜主攪拌器攪拌混勻，接著依次加入胺類固化促進劑、 硅烷偶聯劑，添加完畢后繼續(xù)攪拌5-10分鐘，啟動高速M器，在^過程中按 照填料總量的40%、 30%、 30%分三批次加入硅微粉填料，全部填料加完后繼續(xù) 攪拌20~30分鐘，然后倒入三,磨M磨脫泡后得乙組分；甲、乙兩組分按質 量比為1: 0.3~0. 5混合制得低溫和潮濕環(huán)境粘鋼結構膠。上述活性稀釋劑為乙二 醇二縮水甘油醚。上述活性增韌劑為液體聚^5克橡膠。上迷觸變劑為氣相二氧化 硅。上迷胺類固化促進劑為三-(二甲胺基甲基)苯酚。上述硅烷偶聯劑為，氨丙 基三乙llj^烷。
有益效果本產品主體粘料采用雙酚A型環(huán)氧樹脂和雙盼F型環(huán)氧樹脂復配 以提高反應活性、降低體系粘度，固化體系方面采用酚醛胺和聚硫醇類固化劑復配增進低溫和水下固化能力。選用雙酚F型環(huán)氧樹脂與雙酚A型環(huán)氧樹脂復配主 要考慮到前者的粘度低(僅3200mPa.s，為后者的1/3-1/4)，在低溫環(huán)境下 (O'C以下)更易于體系的完全固化和膠粘劑的施工操作。采用聚硫醇類固化劑 和酚醛胺類固化劑703復配的方式以促進低溫固化和潮濕環(huán)境固化的效率。因聚 石危醇在硫醇基在三級胺存在下，能迅速與環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基發(fā)生加成反應，添 加叔胺類可降低它的反應溫度在-15。C下也能進行固化反應。而703固化劑分子 內引入有酚羥基，在-5。C下固化反應的活性大大加強了，而且可在潮濕面上施 工。該產品在環(huán)境-10。CWC、相對濕度大于65%條件下可完全滿足粘鋼施工需 要。經測試，固化168小時后，膠體抗壓強度》65MPa，鋼-鋼拉抻抗剪強度> 15MPa,鋼-鋼粘接抗拉強度> 33MPa,與混凝土的正拉粘結強度> 2.5MPa。
具體實施例方式
本實施例中所使用到的試劑及設備為雙酚A型環(huán)氧樹脂NPEL-128 (南亞 環(huán)氧樹脂昆山公司)；雙酚F型環(huán)氧樹脂CYDF-170 (岳陽石化環(huán)氧樹脂廠)； 乙二醇二縮水甘油醚(669，安徽恒遠化工有限公司)；奇士 QS-BE (北京金鳥 奇士材料科技有限公司，液體聚疏橡膠)；氣相二氧化硅(德固薩股份公司)； 硅微粉和石英砂(鳳陽硅微粉廠)；反應釜主攪拌器(無錫永皓科技有限公司Y-500S);酚醛胺固化劑703 (天津市燕?；瘜W有限^S司)；聚硫醇固化劑(北京 金島奇士材料科技有限公司，QS-H2033);胺類固化促進劑DMP-30 (無錫品華 化工有限公司，三-(二甲胺基甲基)苯酚)；硅烷偶聯劑KH-550 (丹陽市晨光 偶聯劑有P艮公司，？氨丙基三乙氧基硅烷)；三輥研磨機(常州市龍鑫化工機械 有限公司S260三,磨機)。
本發(fā)明是適用于低溫和潮濕環(huán)境下固化的粘鋼專用結構膠，通過對曱、乙兩 組分中各種原料比例和生產工藝參數的調整，并在相對濕度95%的高濕環(huán)境下的 不同溫度范圍(-10 01C)內進行各項 。試驗結果表明，該膠最佳配方在溫度 (TC、相對濕度95%條件下固化5天，鋼-鋼拉抻抗剪強度可達18.2MPa、與混 凝土的正拉粘結強度為4.2MPa;在溫度-5"、相對濕度95%條件下固化7天，鋼 -鋼拉抻抗剪強度為17.0MPa,與混凝土的正拉粘結強度為3.5MPa;在溫度-10匸、相對濕度95%條件下固化7天，鋼-鋼拉抻抗剪強度為15.4 MPa,與混凝 土的正拉粘結強度為2.8MPa，均達到國標GB50367-2006的要求，可完全滿足低 溫和高濕環(huán)境下混凝土結構加固的施工需要。實施例1:
甲組分雙酚A型環(huán)氧樹脂NPEL-128 60質量份、雙酚F型環(huán)氧樹脂 CYDF-170 30質量份、稀釋劑乙二醇二縮水甘油醚7質量份、活性增韌劑奇士 QS-BE 3質量份、觸變劑氣相二氧化硅1.5質量份、硅微粉和石英砂各75質量 份，依次倒入反應釜中，開動主攪拌器以30轉/分鐘慢速攪動，攪拌10分鐘后啟 動高速分歉器，調整速度至600轉/分鐘保持30分鐘，然后抽真空至0.09Mpa后 出料裝桶。乙組分703固化劑70質量份、聚硫醇固化劑25質量份、促進劑 DMP-30 2.5質量份、硅烷偶聯劑KH-550 2質量份、觸變劑^M目二氧化硅1.5質 量份、硅錄粉和石英砂200質量份，依次倒入攪拌釜以30轉/分鐘速度攪拌，同 樣攪拌10分鐘后啟動高速分散器，調速至600轉/分鐘高速^t攪拌30分鐘，然 后經三M磨機以0,2nun的縱巨間隙研磨脫泡，最后出料裝桶。
使用配比為甲組分乙組分=3: 1。
實施例2:
甲組分雙酚A型環(huán)氧樹脂NPEL-128 70質量份、雙酚F型環(huán)氧樹脂 CYDF-170 20質量份、稀釋劑乙二醇二縮水甘油酸8質量份、活性增韌劑奇士 QS-BE 3質量份、觸變劑氣相二氧化硅1.5質量份、硅微粉100質量份，石英砂 50質量份，依次倒入反應釜中，開動主攪拌器以30轉/分鐘慢速攪動，攪拌10 分鐘后啟動高速介狀器，調整速度至800轉/分鐘保持20分鐘，然后抽真空至 0.09Mpa后出料裝桶，乙組分703固化劑65質量份、聚多克醇固化劑25質量 份、促進劑DMP-30 3質量份、硅烷偶聯劑KH-550 2質量份、觸變劑^目二氧化 硅1.5質量份、硅微粉和石英砂200質量份，依次倒入攪拌釜以30轉/分鐘速度 攪拌，同樣攪拌10分鐘后啟動高速分散器，調速至800轉/分鐘高速^t攪拌20 分鐘，然后經三輥研磨機以0.15mm的粉巨間隙研磨脫泡，最后出料裝桶。
使用配比為甲組分乙組分=3: 1,
實施例3:
甲組分雙酚A型環(huán)氧樹脂NPEL-128 70質量份、雙酚F型環(huán)氧樹脂 CYDF-170 20質量份、稀釋劑乙二醇二縮水甘油酸10質量份、活性增韌劑奇士 QS-BE 5質量份、觸變刑氣相二氧化硅1.5質量份、硅微粉50質量份和石英砂 100質量份，依次倒入反應釜中，開動主攪拌器以45轉/分鐘慢速攪動，攪拌5 分鐘后啟動高速分散器，調整速度至900轉/分鐘保持30分鐘，然后抽真空至 0.09Mpa后出料裝桶。乙組分703回化劑60質量份、聚疏醇固化劑25質量份、促進劑DMP-30 3質量份、硅烷偶聯劑KH-550 1.5質量份、觸變劑氣相二氧 化硅1.5質量份、硅微粉和石英砂200質量份，依次倒入攪拌釜以45轉/分鐘速 度攪拌，同樣攪拌5分鐘后啟動高速分散器，調速至卯0轉/分鐘高速分敎攪拌 20分鐘，然后經三輥研磨才幾以0.15mm的輥距間隙研磨脫泡，最后出料裝桶。 使用配比為甲組分乙組分=3: 1。
實施例4:
曱組分雙酚A型環(huán)氧樹脂NPEL-128 50質量份、雙酚F型環(huán)氧樹脂 CYDF-170 40質量份、稀釋劑乙二醇二縮水甘油醚8質量份、活性增韌劑奇士 QS"BE3.5質量份、觸變劑氣相二氧化硅1.5質量份、硅微粉200質量份，依次倒 入反應釜中，開動主攪拌器以60轉/分鐘慢速攪動，攪拌10分鐘后啟動高速* 器，調整速度至600轉/分鐘保持30分鐘，然后抽真空至0,09Mpa后出料裝桶。 乙組分703固化劑50質量份、聚硫醇固化劑20質量份、促進劑DMP-30 3質 量份、硅烷偶聯劑KH-550 2質量份、觸變劑氣相二氧化硅1.5質量份、硅微粉和 石英砂200質量份，依次倒入攪拌釜以30轉/分鐘速度攪拌，同樣攪拌10分鐘后 啟動高速分散器，調速至600轉/分鐘高速*攪拌30分鐘，然后經三輥研磨機 以O.lmm的粉巨間隙研磨脫泡，最后出料裝桶。
使用配比為甲組分乙組分-2: 1。
實施例5:
甲組分雙酚A型環(huán)氧樹脂NPEL-128 40質量份、雙酚F型環(huán)氧樹脂 CYDF-170 50質量份、稀釋劑乙二醇二縮水甘油醚5質量份、活性增韌劑奇士 QS-BE 5質量份、觸變劑氣相二氧化硅2質量份、石英砂150質量份，依次倒入 反應釜中，開動主攪拌器以40轉/分鐘慢速攪動，攪拌10分鐘后啟動高速M 器，調整速度至800轉/分鐘保持25分鐘，然后抽真空至0.09Mpa后出料裝桶。 乙組分703固化劑50質量份、聚好u醇固化劑20質量份、促進劑DMP-30 2.5質 量份、硅烷偶聯劑KH-550 2質量份、觸變劑^目二氧^o眭1.5質量份、硅微粉和 石英砂180質量份，依次倒入攪拌釜以40轉/分鐘速度攪拌，同樣攪拌10分鐘后 啟動高速分敎器，調速至600轉/分鐘高速^攪拌30分鐘，然后經三輥研磨機 以0.3加加的船巨間隙研磨脫泡，最后出料裝桶。
使用配比為甲組分乙組分=2: 1。實施例6:
甲組分雙酚A型環(huán)氧樹脂NPEL-128 65質量份、雙酚F型環(huán)氧樹脂 CYDF-170 30質量份、稀釋劑乙二醇二縮水甘油鰱5質量份、活性增韌劑奇士 QS-BE3質量份、觸變劑氣相二氧化硅2質量份、硅微粉150質量份，依次倒入 反應釜中，開動主攪拌器以30轉/分鐘慢速攪動，攪拌5分鐘后啟動高速^t 器，調整速度至900轉/分鐘保持20分鐘，然后抽真空至真空度小于0,09Mpa后 出料裝桶。乙組分703固化劑70質量份、聚硫醇固化劑25質量份、促進劑 DlVlP-30 2.5質量份、硅烷偶聯劑KH-550 2質量份、觸變劑氣相二氧化硅1.5質 量份、硅微粉和石英砂200質量份，依次倒入攪拌釜以30轉/分鐘速度攪拌，同 樣攪拌10分鐘后啟動高速*器，調速至600轉/分鐘高速M攪拌30分鐘，然 后經三輥研磨機以0.2mm的船巨間隙研磨脫泡，最后出料^i 。
使用配比為甲組分乙組分-2: 1。
實施例7:
一種制備低溫和潮濕環(huán)境固化型粘鋼結構膠的方法，制備步驟為甲組分的 制備主要原料有雙酚A型環(huán)氧樹脂NPEL-128 (南亞環(huán)氧樹脂昆山公司)40-70 質量份、雙酚F型環(huán)氧樹脂CYDF-170 (岳陽石化環(huán)氧樹脂廠)25~50質量份， 活性稀釋劑乙二醇二縮水甘油醚(669,安徽恒遠化工有限^^司)5 10質量份， 活性增韌劑奇士 QS-BE (北京金島奇士材料科技有限公司)1.5~3質量份，觸變 劑氣相二氧化硅(德固薩股份公司)1.5 2質量份，硅微粉(鳳陽硅微粉廠) 150~200質量份；投料先后次序是先稱量主料環(huán)氧樹脂NPEL-128和CYDF-170, 并預熱至55~70°C，開動反應釜主攪拌器(無錫永皓科技有限公司Y-500S) 30~60轉/分鐘慢速攪動，在攪拌過程中依次加入活性增韌劑、活性稀釋 劑、觸變劑，攪拌5-10分鐘后啟動反應釜中高速*器，調整速度至600~900 轉/分鐘，在此攪拌過程中按照總量的40%、 30%、 30%分三批次加入石英砂和珪 填料，全部原料加完后維持原轉速攪拌20~30分鐘，然后抽真空至真空度小 于0.09Mpa后出料；乙組分的制備主要原料有酚醛胺固化劑703 (天津市燕海 化學有限公司)40~70質量份，聚硫醇固化劑(北京金島奇士材料科技有限公 司，QS-H2033) 20-30質量份，胺類固化促進劑DMP-30 (無錫品華化工有限公 司，三-(二甲胺基甲基)苯酚)2~3質量份，硅烷偶聯劑("氨丙基三乙lui^ 烷)1.5~2質量份，硅微粉180~200質量份；先加入酚醛胺固化劑703、聚硫醇固 化劑，反應釜主攪拌器以3"0轉/分鐘速度攪拌，接著邊攪拌邊加入促進劑 DMP-30、硅烷偶聯劑KH-550，同樣攪拌5-10分鐘后啟動高速分歉器，逐步調速至600~900轉/分鐘高速分散，過程中按照總量的40%、 30%、 30%分三批次加入 珪微粉填料，全部原料加完后維持原轉速再攪拌20~30分鐘，然后倒入三輥研磨 才/U (常州市龍盡化工機械有限公司S260三輥研磨機)研磨(輥距間隙0.1 ~ 0.3mm)脫泡后裝桶；曱、乙兩組分按質量比為1: 0.3~0. 5混合制得低溫和潮濕 環(huán)境粘鋼結構膠。
權利要求
1.一種低溫和潮濕環(huán)境固化型粘鋼結構膠的方法，其特征在于制備步驟為a.甲組分的制備原料為雙酚A型環(huán)氧樹脂40～70質量份、雙酚F型環(huán)氧樹脂25～50質量份，活性稀釋劑5～10質量份，活性增韌劑1.5～3質量份，觸變劑1.5～2質量份，硅微粉或石英砂填料150～200質量份；將主料雙酚A型環(huán)氧樹脂和雙酚F型環(huán)氧樹脂投入反應容器中，預熱至55～70℃，開動反應釜主攪拌器攪動混勻，再依次加入活性增韌劑、活性稀釋劑、觸變劑，添加完畢后繼續(xù)攪拌5～10分鐘，啟動反應釜中高速分散器，在分散過程中按照硅微粉或石英砂的填料總質量的40％、30％、30％分三批次加入，全部填料加完后繼續(xù)攪拌20～30分鐘，然后抽真空后出料得甲組分；b.乙組分的制備原料為酚醛胺固化劑40～70質量份，聚硫醇固化劑20～30質量份，胺類固化促進劑2～3質量份，硅烷偶聯劑1.5～2質量份，硅微粉填料180～200質量份；先加入酚醛胺固化劑和聚硫醇固化劑，反應釜主攪拌器攪拌混勻，接著依次加入胺類固化促進劑、硅烷偶聯劑，添加完畢后繼續(xù)攪拌5-10分鐘，啟動高速分散器，在分散過程中按照填料總質量的40％、30％、30％分三批次加入硅微粉填料，全部填料加完后繼續(xù)攪拌20～30分鐘，然后倒入三輥研磨機研磨脫泡后得乙組分；c.甲、乙兩組分按質量比為1∶0.3～0.5混合制得低溫和潮濕環(huán)境粘鋼結構膠。
2. 根據權利要求1所迷的低溫和潮濕環(huán)境固化型粘鋼結構膠的方法，其特 征在于所述活性稀釋劑為乙二醇二縮水甘油醚。
3. 根據權利要求1所迷的低溫和潮濕環(huán)堍固化型粘鋼結構膠的方法，其特 征在于所述活性增韌刑為液體聚^膠。
4. 根據權利要求1所迷的低溫和潮濕環(huán)境固化型粘鋼結構膠的方法，其特 征在于所述觸變劑為氣相二氧化硅。
5. 根據權利要求1所述的低溫和潮濕環(huán)境固化型粘鋼結構膠的方法，其特 征在于所述胺類固化促進劑為三-(二甲胺基甲基)笨酚。
6. 根據權利要求1所述的低溫和潮濕環(huán)境固化型粘鋼結構膠的方法，其特 征在于所述硅烷偶聯劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷。
全文摘要
一種低溫和潮濕環(huán)境固化型粘鋼結構膠的方法，制備步驟為甲組分的制備；乙組分的制備；甲、乙兩組分按質量比為1∶0.3～0.5混合制得低溫和潮濕環(huán)境粘鋼結構膠。該產品在環(huán)境-10℃～0℃、相對濕度大于65％條件下可完全滿足粘鋼施工需要。經測試，固化168小時后，膠體抗壓強度≥65MPa，鋼-鋼拉抻抗剪強度≥15MPa，鋼-鋼粘接抗拉強度≥33MPa，與混凝土的正拉粘結強度≥2.5MPa。
文檔編號C09J11/02GK101314706SQ20081012327
公開日2008年12月3日 申請日期2008年7月11日 優(yōu)先權日2008年7月11日
發(fā)明者黨國華 申請人:鎮(zhèn)江市天益工程科技有限公司