一种高抗冲环氧砂浆的制备方法 |
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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、一种高抗冲环氧砂浆的制备方法,其特征在于具体步骤如下: |
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说明书全文 | 技术领域本发明属于新型聚合物基复合材料加工技术领域,具体涉及一种利用聚氨酯改性环氧 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,不溶于水。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、高粘接力的优点,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,经三辊研磨机脱泡,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硅、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碳酸钙、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。 |