CN101089047A - 环保型高分子植筋材料 - Google Patents

Abstract

一种环保型高分子植筋材料，为反应型双组份无溶剂植筋材料，包括A组份(以重量份计)：端羟基预聚体20～60；端羟基多元醇5～20；植物油5～20；增塑剂0～10；填料30～60；催化剂0.01～1；抗氧化剂0.01～0.5；其中，端羟基预聚体为聚酯型或聚醚型聚氨酯预聚体，端羟基多元醇为聚酯型或聚醚型多元醇；和B组份异氰酸酯类交联剂10～20份。优点是：聚氨酯高分子材料为结构基，热稳定型无机填料为辅助材料，作植筋剂或混凝土修补材料使用，无毒无害，无挥发性有机溶剂，防水解，防腐蚀，抗震，绝缘，韧性大，不易破碎，结构性好，固化温度低，时间短，强度高；耐候性好，低温下保持弹性体作用，作为植筋材料时具有减震体的缓冲应力的作用。

Description

环保型高分子植筋材料

技术领域

本发明涉及一种环保型高分子植筋材料。广泛用于钢筋栽植于混凝土的工程中，也可作为钢筋混凝土的修补材料。

背景技术

在传统的钢筋栽植中，通常采用下述两种方法：

1，无机材料浇注栽植法；

2，含有挥发性有机溶剂的有机树脂浇注法。

上述两种方法的缺点是：无机材料浇注栽植法施工周期长，由于混凝土材料自身的毛细现象，易使水分渗入，使钢筋腐蚀，影响建筑物的寿命；采用含有挥发性有机溶剂的有机树脂浇注法，因有机溶剂的挥发，产生难闻的刺激性气味，对于环境和操作人员都有很大的危害。目前国内外所见的植筋材料大都是丙烯酸、环氧树脂等溶剂型，其普遍含有有机挥发溶剂，在使用过程中产生大量的有害气体，所产生的有害挥发成份对环境和现场操作人员有污染。特别在低温环境条件下，由于其脆性温度高，耐低温性差，拉伸强度低，材料脆性较大，抗拉，抗震性能差，浇注体易断裂破碎。

发明内容

本发明目的在于提供一种环保型高分子植筋材料。

本发明所要解决的技术问题在于需克服传统无机材料浇注法施工周期长，防止因混凝土材料自身的毛细现象渗入水分而使钢筋腐蚀而影响建筑物的寿命；有机树脂浇注法对环境的污染，耐温差等技术上的不足，提供一种不含苯，甲醛等挥发性有机溶剂，无毒害物质；与钢筋混凝土结合性能优异，高拉伸强度，耐寒耐低温，减震缓冲，且结构性好的环保型高分子植筋材料。

本发明解决上述技术问题采取的技术方案是：一种环保型高分子植筋材料，为反应型双组份无溶剂植筋材料。其中，该高分子植筋材料以重量份计。

A组份包括：

端羟基预聚体   20～60

端羟基多元醇   5～20

植物油         5～20

增塑剂         0～10

填料           30～60

催化剂         0.01～1

抗氧化剂       0.01～0.5

其中，所述的端羟基预聚体为端羟基聚酯型聚氨酯预聚体或端羟基聚醚型聚氨酯预聚体，所述的端羟基多元醇为聚酯型多元醇或聚醚型多元醇，所述的催化剂为二月硅酸二丁基锡、辛酸亚锡、硫醇二丁锡、二醋酸二丁基锡中的一种或其组合。

B组份为异氰酸酯类交联剂10～20份。

本发明特点是A组份包含有三个主种成份，即大分子端羟基预聚体、中分子端羟基多元醇和小分子植物油与B组份异氰酸酯交联成植筋材料，小分子植物油对建筑材料有优异的渗透性，由于将植物油做为一种反应成分引入，使得本发明植筋材料与混凝土材料的相容性好，亲和力强。

本发明材料具有结构力强、固化温度低、固化时间短、强度高、耐低温、无毒、无挥发份的特点，在低温环境下也有很好的弹性。

在上述方案基础上，所述的端羟基预聚体是由40～80重量份端羟基多元醇与5～10重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯制备，所述的端羟基多元醇官能度为2～3，二苯基甲烷二异氰酸酯的官能度2～2.1。

所述的异氰酸酯类交联剂为4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，2’-二苯基甲烷二异氰酸酯、邻联甲苯二异氰酸酯中的一种或其组合物。

所述的植物油为未经处理的蓖麻油、酯交换改性蓖麻油、大豆油多元醇、棕榈油多元醇中的一种或其组合。

所述的增塑剂为邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二十一烷酯、脂肪族二酸酯、癸二酸二丁酯、环状碳酸酯中的一种或其组合。

所述的填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土、蒙脱土、石英砂中的一种或其组合。

所述的抗氧化剂为四亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸)甲酯、三甘醇双-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，6-二叔丁基对甲酚中的一种或其组合。

所述的交联剂为4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，2’-二苯基甲烷二异氰酸酯、邻联甲苯二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯中的一种或其组合。

本发明所述的环保型高分子植筋材料可广泛用作植筋剂、钢筋混凝土修补剂等。

本发明环保型高分子植筋材料的制备方法是：

1、端羟基预聚体的制备：

将端羟基多元醇置于反应器中，搅拌加温至80～90℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯保温搅拌0.5～2小时，至反应完全，冷却至常温。

2、A组份的制备：

按上述配方称取各个组份，先将端羟基预聚体放入搅拌器中，然后加入端羟基多元醇、植物油、增塑剂、填料、催化剂、抗氧剂，加热搅拌混合1～2小时，制成A组份；

上述制备的A组份与B组份异氰酸酯交联剂反应得到本发明的环保型高分子植筋材料。

本发明为反应型双组份植筋材料，A、组份分别置于适用于双组份手动注射枪的两个容器内，使用时双组份一起挤出，反应固化后将钢筋与混凝土紧密结合为一体.形成本发明的植筋材料。

本发明在应用中应保持工作表面清洁、没有浮灰、油脂、油污、脏物及其他阻碍粘接的物质。基材和工具上多余植筋材料残留物固化前可用有机溶剂清洗，如丙酮等；固化后只能用机械方法清除。

本发明的有益效果是：

1、本发明以聚氨酯高分子材料为结构基，以热稳定型无机填料为辅助材料，适用于地基、梁、柱、堤坝、板面等，包括混凝土、石材、砖等材料的加固和加强，作植筋剂或混凝土建筑上的修补材料；

2、刚性及模量高，强度高，低温尺寸稳定性好；

3、该植筋材料内不含苯酚，甲醛等有害物质，无毒，无害，无挥发性有机溶剂，对人体和环境不会造成伤害；

4、具有防水解，防腐蚀，抗震，绝缘，韧性大，不易破碎等特性；

5、可低温施工，低温固化，固化时间短，结构性好；

6、耐候性好，该材料固化后形成一种高强度的弹性体材料，适于在-50～120℃的环境温度中使用，特别是在-50～-40℃的低温条件下其物理性能仍保持不变，与混凝土结合后该弹性材料起到减震缓冲的弹性体的作用；

7、可作为建材修补剂使用，与混凝土、瓷砖、陶瓷、石材、木材、金属等结合性好。

具体实施方式

实施例1

1、端羟基预聚体的制备

将75重量份的端羟基聚醚型多元醇(官能度2～3)置于反应器中，搅拌加温至80～90℃，加入8重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯(官能度2～2.1)保温搅拌反应0.5～小时，至反应完全，冷却至常温。

2、A组份的制备

取上述1步骤中制得的端羟基预聚体20重量份放入搅拌器中，加入端羟基多元醇(官能度2～4)15重量份，蓖麻油18重量份，邻苯二甲酸二异辛酯7重量份，碳酸钙40重量份，石英砂20重量份，催化剂0.04重量份，抗氧化剂0.02重量份，加热搅拌混合1～2小时。

上述制备的A组份与B组份异氰酸酯交联剂20重量份反应得到本发明的环保型高分子植筋材料。

实施例2

A组份的制备：

取上述实施例1步骤中制得的端羟基预聚体30重量份放入搅拌器中，加入端羟基多元醇(官能度2～4)17重量份，蓖麻油10重量份，邻苯二甲酸二异辛酯3重量份，碳酸钙40重量份，石英砂20重量份，催化剂0.04重量份，抗氧化剂0.02重量份，加热搅拌混合1～2小时。

上述制备的A组份与B组份异氰酸酯交联剂18.5重量份反应得到本发明的环保型高分子植筋材料。

实施例3

A组份的制备：

取上述实施例1步骤中制得的端羟基预聚体40重量份放入搅拌器中，加入端羟基多元醇(官能度2～4)20重量份，蓖麻油6重量份，邻苯二甲酸二异辛酯4重量份，碳酸钙35重量份，石英砂15重量份，催化剂0.04重量份，抗氧化剂0.02重量份，加热搅拌混合1～2小时。

上述制备的A组份与B组份异氰酸酯交联剂18重量份反应得到本发明的环保型高分子植筋材料。

实施例4

A组份的制备：

取上述实施例1步骤中制得的端羟基预聚体45重量份放入搅拌器中，加入端羟基多元醇(官能度2～4)16重量份，蓖麻油7重量份，邻苯二甲酸二异辛酯2重量份，碳酸钙35重量份，石英砂15重量份，催化剂0.04重量份，抗氧化剂0.02重量份，加热搅拌混合1～2小时。

上述制备的A组份与B组份异氰酸酯交联剂17重量份反应得到本发明的环保型高分子植筋材料。

实施例5

A组份的制备：

取上述实施例1步骤中制得的端羟基预聚体60重量份放入搅拌器中，加入端羟基多元醇(官能度2～4)14重量份，蓖麻油11重量份，碳酸钙25重量份，石英砂10重量份，催化剂0.04重量份，抗氧化剂0.02重量份，加热搅拌混合1～2小时。

上述制备的A组份与B组份异氰酸酯交联剂18重量份反应得到本发明的环保型高分子植筋材料。

本发明材料是一种新型的、环保型的钢筋栽植材料和混凝土修补材料。

Claims (10)

1、一种环保型高分子植筋材料，为包括A、B双组份无溶剂反应型组合物，各组份以重量份计，其中，A组份：

端羟基预聚体  20～60

端羟基多元醇  5～20

植物油        5～20

增塑剂        0～10

填料          30～60

催化剂        0.01～1

抗氧化剂      0.01～0.5

所述的端羟基预聚体为端羟基聚酯型聚氨酯预聚体或端羟基聚醚型聚氨酯预聚体，所述的端羟基多元醇为聚酯型多元醇或聚醚型多元醇；B组份为异氰酸酯类交联剂10～20份。

2、根据权利要求1所述的环保型高分子植筋材料，其特征在于：所述的端羟基预聚体是由40～80重量份的端羟基多元醇与5～10重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯制备，所述的端羟基多元醇官能度为2～3，二苯基甲烷二异氰酸酯的官能度2～2.1。

3、根据权利要求1或2所述的环保型高分子植筋材料，其特征在于：所述的异氰酸酯类交联剂为4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，2’-二苯基甲烷二异氰酸酯、邻联甲苯二异氰酸酯中的一种或其组合物。

4、根据权利要求1所述的环保型高分子植筋材料，其特征在于：所述的植物油为未经处理的蓖麻油、酯交换改性蓖麻油、大豆油多元醇、棕榈油多元醇中的一种或其组合。

5、根据权利要求1所述的环保型高分子植筋材料，其特征在于：所述的增塑剂为邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二十一烷酯、脂肪族二酸酯、癸二酸二丁酯、环状碳酸酯中的一种或其组合。

6、根据权利要求1所述的环保型高分子植筋材料，其特征在于：所述的填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土、蒙脱土、石英砂中的一种或其组合。

7、根据权利要求1所述的环保型高分子植筋材料，其特征在于：所述的抗氧化剂为四亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸)甲酯、三甘醇双-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，6-二叔丁基对甲酚中的一种或其组合。

8、根据权利要求1或2所述的环保型高分子植筋材料，其特征在于：所述的催化剂为二月硅酸二丁基锡、辛酸亚锡、硫醇二丁锡、二醋酸二丁基锡中的一种或其组合。

9、根据权利要求1或2所述的环保型高分子植筋材料，其特征在于：所述的交联剂为4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，2’-二苯基甲烷二异氰酸酯、邻联甲苯二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯中的一种或其组合。

10、一种针对权利要求1所述的环保型高分子植筋材料的用途，用作植筋剂、钢筋混凝土修补剂。