一种高抗冲环砂浆的制备方法

申请号 CN200810203049.1 申请日 2008-11-20 公开(公告)号 CN101423358A 公开(公告)日 2009-05-06
申请人 同济大学; 发明人 任天斌; 王永涛; 朱金鑫; 冯玥; 韩宇;
摘要 本 发明 属于新型 聚合物 基 复合材料 加工技术领域,具体涉及一种高抗冲环 氧 砂浆 的制备方法。首先将聚 氨 酯改性环氧 树脂 与 石英 砂、稀释剂、触变剂、填料、 增塑剂 和色素以适当比例调配后经三辊 研磨 机 脱泡 制备得到A组份;同时将室温胺类 固化 剂与石英砂、稀释剂、触变剂、填料和色素以适当比例调配后经三辊研磨机脱泡得到B组份。最终环氧砂浆产品施工时,根据施工条件要求将A和B两组份以1∶2~1∶5比例进行调合,混合均匀后,进行施工操作。根据施工需要调配的产品可以在室温下进行固化,12~32小时后即可达到使用强度,48~72小时后完全固化达到最大强度,固化物有良好的抗压、抗剪和抗冲击强度,可广泛应用于 桥梁 、房屋的裂缝修补及加固,地坪铺设,建筑植筋、灌浆填缝等领域。
权利要求

1、一种高抗冲环砂浆的制备方法,其特征在于具体步骤如下:
(1)将聚酯改性环氧树脂石英砂、稀释剂、触变剂、填料、增塑剂和色素按比例调 配后,经三辊研磨脱泡,制备得到A组份;A组份中,石英砂分为两种,分别为粗砂和 细砂,粗砂颗粒直径为0.5~3mm,细砂是颗粒直径在80~400目;粗砂质量份数为10~30%, 细砂质量份数为30~50%,稀释剂质量份数为1~5%,触变剂质量份数为0.1~2%,填料质 量份数为10~20%,增塑剂质量份数为0.1~3%,色素质量分数为0%~5%,其余为聚氨酯改 性环氧树脂,总重量满足100%;
(2)将室温胺类固化剂与石英砂、稀释剂、触变剂、填料和色素按比例调配后,经三辊 研磨机脱泡得到B组份;B组份中,石英砂分为两种,分别为粗砂和细砂,粗砂颗粒直径 为0.5~3mm,细砂是颗粒直径在80~400目,粗砂质量份数为5~10%,细砂质量份数为 10~15%;稀释剂质量份数为1%~5%,触变剂质量份数为0.1~2%,填料质量份数为 40%~50%,室温胺类固化剂质量份数为20~30%,其余为色素,其总重量满足100%;
(3)环氧砂浆产品施工时,按施工需要将A和B两组份以1:2~1:5的重量比例进行调合, 混合均匀后,进行施工操作。
2、根据权利要求1所述的高抗冲环氧砂浆的制备方法,其特征在于所述聚氨酯改性 环氧树脂是双酚A型E-44或E-51环氧树脂。
3、根据权利要求1所述的高抗冲环氧砂浆的制备方法,其特征在于A组份和B组份 中所述稀释剂均为丁基缩甘油醚、苯基缩水甘油醚、叔丁基苯酚缩水甘油醚或三羟甲基 丙烷三甘油醚中一种或多种。
4、根据权利要求1所述的高抗冲环氧砂浆的制备方法,其特征在于A组份和B组份 中所述触变剂均为气相二氧化、有机膨润土或氢化蓖麻油中任一种。
5、根据权利要求1所述的高抗冲环氧砂浆的制备方法,其特征在于A组份和B组份 中所述增塑剂均为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯中一种或几种。
6、根据权利要求1所述的高抗冲环氧砂浆的制备方法,其特征在于A组份和B组份 中所述填料均为、方解石或滑石粉等中任一种。
7、根据权利要求1所述的高抗冲环氧砂浆的制备方法,其特征在于所述室温胺类固 化剂是二乙烯三胺、三乙烯四胺或是低分子量聚酰胺中任一种。

说明书全文

技术领域

发明属于新型聚合物复合材料加工技术领域,具体涉及一种利用聚酯改性环 树脂后再与相关助剂调配制备一种环氧砂浆的方法。

背景技术

环氧树脂是一种含有环氧基的高分子聚合物,由环氧氯丙烷及二酚丙烷缩聚而成的液 体树脂,作为粘结剂用的是低分子树脂。环氧树脂是一种无定形粘稠液体,没有明显的熔 点,受热变软,逐渐熔化而发粘,不溶于。环氧砂浆是指由有机和无机材料组成的多相 复合材料,其有机材料为环氧树脂与固化剂反应得到的固化物,在砂浆中起胶结作用。无 机材料为惰性填料,如石英砂,石英粉等。为了优化其性能,一般还要加入各种外加剂, 如增韧剂、稀释剂、调色剂等。因为环氧砂浆具有强度高、固化快、耐磨、粘结性能好等 优点,使其被广泛应用于大坝、高速公路、高架道路和桥梁的修补。利用环氧砂浆进行修 补施工,不但使连接件具有高粘结性能、抗拔性能、抗疲劳性能,而且可以大幅度地降低 施工时间、产品质量优异、节约成本。然而目前市售产品通常存在粘性大不易施工、收缩 率大、脆性大和抗冲击性能不佳等缺点,在一定程度上限制其应用与推广。
为解决传统环氧砂浆产品在实际使用中存在的各种问题,就需要对其主体材料——环 氧树脂进行改性,同时对相关助剂进行恰当调配,从而制备出高性能的环氧砂浆。聚氨酯 是一类性能优良的高分子材料,尤其具有高弹性、高粘接的优点,是近年来发展迅速的 高分子材料之一。聚氨酯与环氧树脂可以通过多种方式结合制备得复合材料,并展现出两 种高聚物各自的优点。聚氨酯中含有的异氰酸酯基团可以和环氧基团进行化学反应,可以 形成的聚合物网络永久性互相穿插缠结而形成聚合物合金,从而实现聚氨酯与环氧的良好 相容性,故通过聚氨酯改性环氧树脂是改善环氧树脂综合性能的有效方法。聚氨酯改性后 的环氧胶黏剂的粘接强度远大于混凝土本身强度,可靠性好,并且该胶的黏度小,能灌注 于建筑裂缝中去,同时该胶的可操作时间长,易于操作,有良好的市场应用前景。本专利 就是运用聚氨酯改性环氧技术,得到改性树脂后再经过纳米增强技术和多种固化剂复配协 同固化技术等,明显提升目前市售的国产建筑结构胶的性能,达到甚至超过进口的同类产 品,因此本项目成果具有广泛的市场空间,同时对我国建筑产业的发展也有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高抗冲环氧砂浆的制备方法。
本发明提出的高抗冲环氧砂浆的制备方法,具体步骤如下:
(1)将聚氨酯改性环氧树脂与石英砂、稀释剂、触变剂、填料、增塑剂和色素按比例调 配后,经三辊研磨脱泡,制备得到A组份;A组份中,石英砂分为两种,分别为粗砂和 细砂,粗砂颗粒直径为0.5~3mm,细砂是颗粒直径在80~400目;粗砂质量份数为10~30%, 细砂质量份数为30~50%,稀释剂质量份数为1~5%,触变剂质量份数为0.1~2%,填料质 量份数为10~20%,增塑剂质量份数为0.1~3%,色素质量分数为0%~5%,其余为聚氨酯改 性环氧树脂,总重量满足100%;
(2)将室温胺类固化剂与石英砂、稀释剂、触变剂、填料和色素按比例调配后,经三辊 研磨机脱泡得到B组份;B组份中,石英砂分为两种,分别为粗砂和细砂,粗砂颗粒直径 为0.5~3mm,细砂是颗粒直径在80~400目,粗砂质量份数为5~10%,细砂质量份数为 10~15%;稀释剂质量份数为1%~5%,触变剂质量份数为0.1~2%,填料质量份数为 40%~50%,室温胺类固化剂质量份数为20~30%,其余为色素,其总重量满足100%;
(3)环氧砂浆产品施工时,按施工需要将A和B两组份以1:2~1:5的重量比例进行调合, 混合均匀后,进行施工操作。
本发明中,所述聚氨酯改性环氧树脂可以是双酚A型E-44或E-51环氧树脂。
本发明中,A组份和B组份中所述稀释剂可以是丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、 叔丁基苯酚缩水甘油醚或三羟甲基丙烷三甘油醚等中一种或多种。
本发明中,A组份和B组份中所述触变剂均为气相二氧化、有机膨润土或氢化蓖麻 油中任一种。
本发明中,A组份和B组份中所述增塑剂均为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯 中一种或几种。
本发明中,A组份和B组份中所述填料均为、方解石或滑石粉等中任一种。
本发明中,所述室温胺类固化剂可以是二乙烯三胺、三乙烯四胺或是低分子量聚酰胺 中任一种。
本发明根据施工需要调配的产品可以在室温下进行固化,12~32小时后即可达到使用 强度,48~72小时后完全固化达到最大强度,固化物有良好的抗压、抗剪和抗冲击强度, 可广泛应用于桥梁、房屋的裂缝修补及加固,地坪铺设,建筑植筋、灌浆填缝等领域。
本发明的有益效果:
1、利用本发明方法得到的环氧砂浆产品,生产方法简便易行。对环氧树脂的增韧改性 手段易于工业化生产,且产品性能能够保持稳定,并可根据实际施工条件进行调配,施工 操作方便。
2、利用本发明方法得到的环氧砂浆产品有较好的抗压、抗剪强度、优良的抗冲击强度、 良好的粘接性能和耐候性,改善了传统环氧砂浆产品脆性大的缺点,可广泛应用于桥梁、 房屋的裂缝修补及加固,地坪铺设,建筑植筋、灌浆填缝等领域。

具体实施方式

实施例1
在1500克经过聚氨酯改性的E-44环氧树脂中加入粗砂1000克、细砂1500克,丁基 缩水甘油醚150克、气相二氧化硅5克、邻苯二甲酸二丁酯5克、碳酸钙840克和色素适 量,在机械搅拌器中配制备后经三辊碾磨机脱除气泡得到A组份;同时将室温胺类固化剂 三乙烯四胺800克与粗砂400克、细砂400克、丁基缩水甘油醚80克、气相二氧化硅8 克、碳酸钙2300克和色素适量经机械搅拌调配和三辊碾磨脱泡得到B组份。最终环氧砂 浆产品施工时,按施工需要取A和B两组份以1:2重量比混合,可用于植筋灌浆。经检测, 普通环氧树脂的断裂韧性一般为150~300J/m2。聚氨酯改性环氧树脂的断裂韧性为 1800J/m2,聚氨酯改性环氧砂浆冲击性能由原来的15~25MPa,提高到现在的35~42MPa。
实施例2
在1500克经过聚氨酯改性的E-51环氧树脂中加入粗砂600克、细砂3000克,叔丁基 苯酚缩水甘油醚300克、邻苯二甲酸二辛酯180克、膨润土120克、方解石300克和色素 适量,在机械搅拌器中配制备后经三辊碾磨机脱除气泡得到A组份;同时将室温胺类固化 剂二乙烯三胺500克与粗砂500克、细砂750克、叔丁基苯酚缩水甘油醚200克、膨润土 50克、方解石3000克和色素适量经机械搅拌调配和三辊碾磨脱泡得到B组份。最终环氧 砂浆产品施工时,按施工需要取A和B两组份以1:5重量比混合后,可用于填缝、补强和 加固。经检测,普通环氧树脂的断裂韧性一般为150~300J/m2。聚氨酯改性环氧树脂的断 裂韧性为1800J/m2.聚氨酯改性环氧砂浆冲击性能由原来的15~25MPa,提高到现在的 35~42MPa。
实施例3
在1300克经过聚氨酯改性的E-44环氧树脂中加入粗砂650克、细砂2600克,叔丁基 苯酚缩水甘油醚325克、氢化蓖麻油60克、邻苯二甲酸二辛酯130克、方解石1300克和 色素适量,在机械搅拌器中配制备后经三辊碾磨机脱除气泡得到A组份;同时将室温胺类 固化剂低分子聚酰胺树脂1000克与粗砂500克、细砂500克、叔丁基苯酚缩水甘油醚150 克、氢化蓖麻油100克、方解石2750克和色素适量经机械搅拌调配和三辊碾磨脱泡得到B 组份。最终环氧砂浆产品施工时,按施工需要取A和B两组份以1:4重量比混合后,可用 于结构件粘接或用于铺设高抗冲地坪。经检测,普通环氧树脂的断裂韧性一般为 150~300J/m2。聚氨酯改性环氧树脂的断裂韧性为1800J/m2.聚氨酯改性环氧砂浆冲击性能 由原来的15~25MPa,提高到现在的35~42MPa。
实施例4
在1500克经过聚氨酯改性的E-51环氧树脂中加入粗砂1000克、细砂1500克,苯基 缩水甘油醚200克、气相二氧化硅50克、邻苯二甲酸二丁酯100克、滑石粉650克和色 素适量,在机械搅拌器中配制备后经三辊碾磨机脱除气泡得到A组份;同时将室温胺类固 化剂三乙烯四胺1500克与粗砂500克、细砂500克、苯基缩水甘油醚50克、气相二氧化 硅50克、滑石粉2900克和色素适量经机械搅拌调配和三辊碾磨脱泡得到B组份。最终环 氧砂浆产品施工时,按施工需要取A和B两组份以1:3重量比混合后,可用于结构件粘接 和建筑裂缝加固。经检测,普通环氧树脂的断裂韧性一般为150~300J/m2。聚氨酯改性环 氧树脂的断裂韧性为1800J/m2.聚氨酯改性环氧砂浆冲击性能由原来的15~25MPa,提高到 现在的35~42MPa。
实施例5
在2100克经过聚氨酯改性的E-44环氧树脂中加入粗砂700克、细砂2800克,三羟甲 基丙烷三甘油醚280克、膨润土70克、邻苯二甲酸二辛酯140克、碳酸钙910克和色素 适量,在机械搅拌器中配制备后经三辊碾磨机脱除气泡得到A组份;同时将室温胺类固化 剂低分子量聚酰胺树脂900克与粗砂150克、细砂450克、三羟甲基丙烷三甘油醚120克、 膨润土30克、方解石1350克和色素适量经机械搅拌调配和三辊碾磨脱泡得到B组份。最 终环氧砂浆产品施工时,按施工需要取A和B两组份以1:3重量比混合后有良好的抗冲性、 粘接力强和耐候性,可用于高架道路和桥梁的架设施工。经检测,普通环氧树脂的断裂韧 性一般为150~300J/m2。聚氨酯改性环氧树脂的断裂韧性为1800J/m2.聚氨酯改性环氧砂浆 冲击性能由原来的15~25MPa,提高到现在的35~42MPa。
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