一種化學(xué)錨栓用膠粘劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑后錨固技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種化學(xué)錨栓用膠粘劑及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，化學(xué)螺栓錨固技術(shù)在建筑翻新、結(jié)構(gòu)加固、現(xiàn)有建筑改擴(kuò)建等方面得到大 量應(yīng)用，例如幕墻龍骨固定、鋼結(jié)構(gòu)固定、道路隔音屏固定和地鐵隧道設(shè)備固定等。作為一 種新型、簡便且有效的后固定方法，化學(xué)螺栓錨固技術(shù)通過運(yùn)用高強(qiáng)度的化學(xué)粘合劑，使鋼 筋、螺桿等與混凝土產(chǎn)生高強(qiáng)握裹力和粘接力，從而達(dá)到預(yù)期的固定效果。
[0003] 目前，市場上流通的化學(xué)錨栓膠須遵循GB 50367-2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī) 范》中4.4.5項(xiàng)記載的錨固型快固結(jié)構(gòu)膠安全性能鑒定標(biāo)準(zhǔn)。由于該標(biāo)準(zhǔn)最近兩年才得以實(shí) 施，再加之激烈的市場競爭等因素，使得化學(xué)錨栓膠的質(zhì)量參差不齊。雖然其中的部分產(chǎn)品 能夠通過GB 50367-2013的檢測，但由于這些化學(xué)錨栓膠中含有活潑的不飽和鍵(如環(huán)氧中 的苯環(huán)、乙烯基樹脂中的碳-碳雙鍵等），因此在光、熱、水、動(dòng)荷載等環(huán)境因素的長期影響 下，耐候性不佳，一些強(qiáng)度指標(biāo)大大下降，達(dá)不到結(jié)構(gòu)粘接的要求，導(dǎo)致化學(xué)錨栓在一些混 凝土結(jié)構(gòu)中發(fā)生松動(dòng)、脫落、剝離的現(xiàn)象。在實(shí)際施工中，有些混凝土的內(nèi)部潮濕(地鐵隧道 內(nèi)），這就要求化學(xué)錨栓能在潮濕面施工。市場上化學(xué)錨栓的包裝形式大多是玻璃管式，通 過將玻璃管外包裝打碎來充當(dāng)膠粘劑的細(xì)骨料，但當(dāng)玻璃管在頂面施工時(shí)較困難、易掉落， 施工效率低。
[0004] 能夠同時(shí)解決耐候性以及在潮濕面或頂面施工等問題的化學(xué)錨栓用膠粘劑在中 國發(fā)明專利中罕有公開。CN 103321352 A公開了一種基于丙烯酸環(huán)氧樹脂的化學(xué)錨栓膠管 的制備方法及其產(chǎn)品，包括以下步驟:1)將過氧化物固化劑裝填入玻璃管中，高溫熔融法密 封玻璃管；2)將密封玻璃管裝入外層玻璃管中作為獨(dú)立的內(nèi)芯玻璃管;3)在外層玻璃管與 內(nèi)芯玻璃管的間隙裝入石英砂、丙烯酸環(huán)氧樹脂及促進(jìn)劑的混合物，高溫熔融法密封外層 玻璃管即得到成品化學(xué)錨栓膠管。首先，該發(fā)明中所使用的樹脂為丙烯酸環(huán)氧樹脂，此類樹 脂不易大量使用，因?yàn)榄h(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)，具有一定的不飽和結(jié)構(gòu)，并且丙烯酸中的 碳-碳雙鍵不能徹底反應(yīng)，經(jīng)過固化的丙烯酸環(huán)氧樹脂在光、熱、水、動(dòng)荷載等環(huán)境因素的長 期影響下，耐候性不佳，一些強(qiáng)度指標(biāo)大大下降。化學(xué)錨栓膠作為一類結(jié)構(gòu)用膠，耐老化性 能好是一個(gè)很重要的指標(biāo)，該發(fā)明中卻未有相關(guān)描述。其次，該發(fā)明公開了一種玻璃管式的 包裝方法，但未考慮在頂面施工時(shí)所存在的問題。最后，該發(fā)明中也未記載在干、濕基材上 使用時(shí)的性能指標(biāo)。
[0005] 鑒于此，開發(fā)一種耐候性佳，耐老化性好，適于干、濕界面和頂面施工的化學(xué)錨栓 用膠粘劑具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對上述情況，本發(fā)明旨在提供一種具有良好的耐候性、耐老化性和濕潤界面粘 接能力的化學(xué)錨栓用膠粘劑及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理如下： (1) 復(fù)合使用環(huán)氧樹脂和乙烯基樹脂作為主體樹脂，環(huán)氧樹脂具有高粘接強(qiáng)度，乙烯基 樹脂具有快速固化的作用； (2) 通過大量使用TDE-85環(huán)氧樹脂和氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂來降低環(huán)氧體系中的不飽 和度，進(jìn)而提高環(huán)氧體系的耐候型、耐老化性； (3) 通過使用水下固化劑和甲基戊二胺固化環(huán)氧樹脂來提高體系在干、濕界面的粘接 強(qiáng)度； (4) 使用過氧化苯甲酸叔丁酯作為引發(fā)劑，過氧化苯甲酸叔丁酯屬于中溫引發(fā)劑，一般 引發(fā)溫度在60°C，在室溫下能夠穩(wěn)定存在于不含促進(jìn)劑的甲組分中，不發(fā)生自聚反應(yīng)； (5) 復(fù)合使用甲基戊二胺和促進(jìn)劑(環(huán)烷酸銅），促進(jìn)引發(fā)劑(過氧化苯甲酸叔丁酯)產(chǎn) 生自由基，進(jìn)而引發(fā)乙烯基樹脂快速固化，由于過氧化苯甲酸叔丁酯屬于中溫引發(fā)劑，一般 引發(fā)溫度在60°C，通過加入甲基戊二胺能夠降低其引發(fā)溫度，使其在室溫條件下就能引發(fā)； (6) 使用交聯(lián)劑的作用是將兩類主體反應(yīng)樹脂聯(lián)成網(wǎng)狀，形成互相貫穿的聚合網(wǎng)狀物， 交聯(lián)劑既能夠與胺反應(yīng)，又能夠進(jìn)行自由基聚合，進(jìn)而提高體系的強(qiáng)度和韌性； (7) 使用穩(wěn)定劑(又稱為儲(chǔ)存抑制劑，通常存在于可固化樹脂組合物中）以防止過早的 凝膠化，即以確保保存期限，除了對儲(chǔ)存穩(wěn)定性的作用以外，穩(wěn)定劑還可以用于調(diào)節(jié)加入固 化劑時(shí)固化的凝膠時(shí)間； (8) 選用偶聯(lián)劑(3-氨丙基三乙氧基硅烷)來提高粘接強(qiáng)度，偶聯(lián)劑是分子兩端含有性 質(zhì)不同的功能性化合物，其一端能與無機(jī)物表面反應(yīng)，另一端則與有機(jī)物分子反應(yīng)，以化學(xué) 鍵的形式將兩種性質(zhì)大不相同的材料牢固地結(jié)合在一起，偶聯(lián)劑在兩種不同物質(zhì)之間起著 橋梁作用，從而改善了表面性質(zhì)，增加了界面的粘附性，提高了化學(xué)錨栓膠的粘接強(qiáng)度； (9) 復(fù)合使用流變助劑(多羥基羧酸酰胺)與觸變劑(氣相白炭黑），調(diào)節(jié)體系到達(dá)合適 的觸變指數(shù)，所生產(chǎn)的化學(xué)錨栓膠具有良好的施工性能，不流掛，快速攪拌后膠體粘度變 小，易施工;過一段時(shí)間，膠體因?yàn)閿嚢杓羟辛Φ南?，體系粘度變大，觸變性變好，不流掛， 這是氣相白炭黑和多羥基羧酸酰胺與環(huán)氧樹脂共同作用的效果。
[0008] 具體而言，本發(fā)明提供了一種化學(xué)錨栓用膠粘劑，其包括甲、乙兩種組分，并且甲 組分與乙組分的重量比為5:1;其中： 以重量份計(jì)，所述甲組分包括如下成分： 氫化雙酸A環(huán)氧樹脂 15~35份； TDE-85環(huán)氧樹脂 10~30份； 環(huán)氧乙烯基樹脂 15~35份； 交聯(lián)劑 2~4份； 引發(fā)劑 2~3份； 穩(wěn)定劑 0.05~0.1份； 填料 30~50份； 觸變劑 0.5~2份； 流變助劑 0.05~0.1份； 以重量份計(jì)，所述乙組分包括如下成分： 水下固化劑 15~30份； 甲基戊二胺 8~17份； 促進(jìn)劑 0.5~1份； 偶聯(lián)劑 1~2份； 填料 45~50份； 觸變劑 0.5~2份； 流變助劑 0.05~0.1份。
[0009] 優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述甲組分和乙組分中的填料獨(dú)立地選自水泥、滑石 粉、高嶺土、石英砂中的任意一種或其任意比例的混合物。
[0010] 優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述甲組分和乙組分中的觸變劑為氣相白炭黑，優(yōu)選德 固賽A200型氣相白炭黑或瓦克N20型氣相白炭黑。
[0011]優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述甲組分和乙組分中的流變助劑為多羥基羧酸酰胺， 優(yōu)選BYK-R605型流變助劑或BYK-R606型流變助劑。
[0012]優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述甲組分中的氫化雙酚A環(huán)氧樹脂(又稱為氫化雙酚A 二縮水甘油醚)在25°C時(shí)的粘度為2500~4000mPa. s。
[0013] 優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述甲組分中的TDE-85環(huán)氧樹脂(又稱為4，5-環(huán)氧環(huán)己 烷-1，2-二甲酸二縮水甘油酯)在25°C時(shí)的粘度為1500~2000mPa.s。
[0014] 優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述甲組分中的環(huán)氧乙烯基樹脂選自丙烯酸環(huán)氧樹脂、 甲基丙烯酸環(huán)氧樹脂中的任意一種或其任意比例的混合物。
[0015] 優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述甲組分中的交聯(lián)劑為甲基丙烯酸縮水甘油酯。
[0016] 優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述甲組分中的引發(fā)劑為過氧化苯甲酸叔丁酯。
[0017] 優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述甲組分中的穩(wěn)定劑選自4-叔丁基焦兒茶酸、4-甲基 焦兒茶酚中的任意一種或其任意比例的混合物。
[0018]優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述乙組分中的水下固化劑為親水型改性脂環(huán)胺固化 劑，優(yōu)選美國空氣化工A-MCA型固化劑或1-965型固化劑。
[0019]優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述乙組分中的甲基戊二胺為2-甲基戊二胺。
[0020] 優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述乙組分中的促進(jìn)劑為環(huán)烷酸銅。
[0021] 優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述乙組分中的偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷，優(yōu)選 KH-550型硅烷偶聯(lián)劑。
[0022] 上述化學(xué)錨栓用膠粘劑可以通過包括如下步驟的制備方法制備： (1) 甲組分的制備： 按照配方中的重量份，稱取組成甲組分的各種成分，先將氫化雙酚A環(huán)氧樹脂、TDE-85 環(huán)氧樹脂、環(huán)氧乙烯基樹脂、交聯(lián)劑、引發(fā)劑和穩(wěn)定劑加入到捏合機(jī)中，攪拌均勻，然后加入 填料，攪拌均勻，使體系成糊狀，最后分批加入觸變劑，攪拌3~4小時(shí)后出料，封入包裝，即得 化學(xué)錨栓用膠粘劑的甲組分； (2) 乙組分的制備： 按照配方中的重量份，稱取組成乙組分的各種成分，先將水下固化劑、甲基戊二胺、促 進(jìn)劑、偶聯(lián)劑和流變助劑加入到捏合機(jī)中，攪拌均勻，然后加入填料，攪拌均勻，使體系成糊 狀，最后分批加入觸變劑，攪拌3~4小時(shí)后出料，封入包裝，即得化學(xué)錨栓用膠粘劑的乙組 分； (3)化學(xué)錨栓用膠粘劑的制備： 在使用時(shí)，分別將包裝內(nèi)的甲組分和乙組分取出，并按照甲組分:乙組分=5:1的重量比 將甲組分與乙組分混合均勻，即得化學(xué)錨栓用膠粘劑。
[0023] 優(yōu)選的，在上述制備方法中，所述包裝為玻璃管包裝或塑料軟包裝。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)： (1) 本發(fā)明的化學(xué)錨栓用膠粘劑的強(qiáng)度指標(biāo)符合GB 50367-2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì) 規(guī)范》中4.4.5項(xiàng)記載的錨固型快固結(jié)構(gòu)膠安全性能鑒定標(biāo)準(zhǔn)； (2) 通過使用水下固化劑和水泥、高嶺土等吸水填料，提高了化學(xué)錨栓用膠粘劑在濕界 面上的粘接強(qiáng)度，研制的化學(xué)錨栓可用于干、濕混凝土中的固定； (3) 由于環(huán)氧樹脂的大量使用，并且所使用的樹脂優(yōu)選具有飽和鍵的環(huán)氧樹脂，使得本 發(fā)明的化學(xué)錨栓用膠粘劑具有較佳的耐候性和耐老化性，使用本發(fā)明的化學(xué)錨栓用膠粘劑 可以提高使用壽命和安全性能，具有良好的實(shí)用價(jià)值； (4) 本發(fā)明的化學(xué)錨栓用膠粘劑的制備工藝簡便，包裝適從性強(qiáng)(不僅可以采用普通的 玻璃管包裝，更適用于新一代的塑料軟包裝），生產(chǎn)可在常壓條件下進(jìn)行，無三廢排放。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面將結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明做出進(jìn)一步的描述。以下實(shí)施例僅用于更加清 楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0026] 實(shí)施例1: 一種化學(xué)錨栓用膠粘劑，其包括甲組分和乙組分，兩種組分分別包括如下成分（以克 計(jì)）：
(1)甲組分的制備： 按照上表中記載的重量稱取組成甲組分的原料，先將15g氫化雙酚A環(huán)氧樹脂、30g TDE-85環(huán)氧樹脂、35g丙烯酸環(huán)氧樹脂、2g甲基丙烯酸縮水甘油酯、2g過氧化苯甲酸叔丁酯、 0.05g 4-叔丁基焦兒茶酚和0.05g BYK-R605型流變助劑加入到捏合機(jī)中，攪拌均勻，再加 入30g水泥，攪拌均勻，使體系成糊狀，最后分批加入0.5g德固賽A200型氣相白