CN102585654B - 无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料及其制备方法与应用。该涂料包含环氧树脂40～75份、酮20～50份、糠醛替代物15～30份、活性稀释剂8～30份、增塑剂1～5份、聚氧化乙烯类表面活性剂2～8份、多元胺8～20份、中间体活性剂2～9份、硅烷偶联剂2～5份和促进剂1～4.5份。本发明将环氧树脂、酮、糠醛替代物、活性稀释剂、增塑剂和聚氧化乙烯类表面活性剂混合，得A液；将多元胺、中间体活性剂、硅烷偶联剂和促进剂混合，到B液；将A液与B液混合，得到涂料。该涂料具有环境友好，毒性低，操作危险性低，渗透性和力学强度优异的优点；直接涂刷，固化后颜色浅，不影响处理对象美观，可应用于建筑物的防水处理和补强加固。
Description
技术领域
本发明属于防水补强材料领域，特别涉及一种无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料及其制备方法与应用。
背景技术
目前，市场中大多数的高渗透型环氧树脂系列防水材料主剂由环氧树脂，糠醛，丙酮等组成。中国发明专利01107590.2公开了一种高渗透型羰基-环氧防水补强材料，其材料具有粘度低，亲和力强，力学性能优良等特点。其中主剂之一的糠醛被列为有害物质，大鼠经口半致死量为65mg/kg，为中毒性物质，且具有较大的刺激性气味，在施工过程中可能对操作人员产生危害。因此，针对高渗透型环氧树脂防水材料的无公害改性非常必要。但是，由于糠醛是该类防水材料重要的活性物质，参与材料固化过程，对材料的渗透性和力学强度有较大的影响。因此，高渗透型环氧树脂防水材料所使用的糠醛替代物不仅要求毒性低，同时还应该具有与糠醛相当的性能，以保持材料的渗透性及力学性能不受影响。
目前随着我国经济建设的快速发展，地铁，高铁的兴建在各大中城市陆续展开，地铁区间隧道、地铁车站、高铁路基的防水防渗都需要大量防水防渗材料，低毒环保，渗透性好，固化物力学强度高的高渗透环氧防水补强涂料将具有良好的市场前景。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，旨在从环境保护的理念出发，提供一种无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料。本发明低毒环保，渗透性好，能渗入混凝土层起到防水，补强的双重作用，粘结力优异，且固化后颜色浅，不影响处理对象美观。
本发明的另一目的在于提供所述的无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供所述的无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料，包含以下按质量份数计的组分：
所述的环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂、酚醛型环氧树脂或双酚F型环氧树脂中的一种或至少两种形成的混合物；
所述的环氧树脂优选为E-44环氧树脂或E-51环氧树脂；
所述的酮优选为丙酮或丁酮中的一种或两种；
所述的糠醛替代物为茴香醛、肉桂醛或水杨醛中的一种或至少两种形成的混合物；
所述的活性稀释剂为缩水甘油醚，优选为丁基缩水甘油醚、辛基缩水甘油醚、1，4-丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、卞基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚或甲苯基缩水甘油醚中的一种或至少两种形成的混合物；
所述的增塑剂为多元醇，优选为乙二醇、甘油或山梨醇的一种或至少两种混合物；
所述的聚氧化乙烯类表面活性剂优选为聚氧化乙烯戊烷基酚醚、聚氧化乙烯己烷基酚醚、聚氧化乙烯辛烷基酚醚、聚氧化乙烯壬烷基酚醚或聚氧化乙烯脂肪醇醚的至少一种；
所述的多元胺优选为芳胺，脂肪胺，脂环胺或者改性酰胺中的一种或至少两种混合物；
所述的中间体活性剂的分子式为：
(C6H16N4)n-1(C6H17N4)(C6H8O2)m(C8H21N5)p-1(C8H22N5)；其中：n∶m∶p＝1∶1∶1；
所述的中间体活性剂的制备方法如下：将己二酸、三乙烯四胺和四乙烯五胺按摩尔比1∶1∶1混匀，于180℃、搅拌状态下反应至无蒸馏水产出；接着降温至50～60℃，与搅拌状态下反应1h，冷却，得到中间体活性剂；
所述的硅烷偶联剂优选为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或苯胺基甲基三乙氧基硅烷中的至少一种；
所述的促进剂优选为N，N-二甲基苯胺、N，N-二甲基对甲苯胺、2，4，6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、2-乙基咪唑、三乙醇胺、咪唑、乙酰苯肼或二苯基甲酰肼中的至少一种；
所述的无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料的制备方法，包含以下步骤：
(1)将40～75质量份环氧树脂、20～50质量份酮、15～30质量份糠醛替代物、8～30质量份活性稀释剂、1～5质量份增塑剂和2～8质量份聚氧化乙烯类表面活性剂混合，得到主剂A液；
(2)将8～20质量份多元胺、2～9质量份中间体活性剂、2～5质量份硅烷偶联剂和1～4.5质量份促进剂混合，得到主剂B液；
(3)使用时，将主剂A液与主剂B液混合，得到无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料。
所述的无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料可应用于建筑物，地铁区间隧道、地铁车站、高铁路基的防水防渗工程。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明提供的无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料在原有技术的基础上，采用无毒或低毒的糠醛替代物代替了缘由主剂中属中毒性物质的糠醛，使材料更为安全环保。
(2)本发明提供的无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料具有环境友好，操作危险性低等特点的同时，其渗透性和力学强度均保持了现有技术的水平，其操作简单，可以同时达到防水，防腐，补强的功效，性能优异，且具有耐高温、耐老化以及性价比高等特点。
(3)本发明提供的无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料能直接涂刷，无需预处理及保护层，固化后颜色浅，不影响处理对象美观，是十分理想的建筑物防水材料，适合于隧道，铁路等工程的防水处理和建筑物混凝土的补强加固。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)向带有搅拌装置和冷凝装置的三口烧瓶中加入1mol己二酸，1mol三乙烯四胺和1mol四乙烯五胺，逐渐将温度升高到180℃，搅拌状态下恒温反应2h；无蒸馏水产出后缓慢降温至50～60℃，继续搅拌并恒温反应1h。最后停止加热，冷却至室温得到中间体活性剂。
(2)将50质量份E-44环氧树脂、20质量份苯甲醛、20质量份丙酮、10质量份丁基缩水甘油醚、5质量份1，4-丁二醇二缩水甘油醚、2质量份乙二醇和2质量份聚氧化乙烯戊烷基酚醚加入反应器中搅拌20min，均匀后得到主剂A液。
(3)将10质量份二乙烯三胺，7质量份中间体活性剂，3质量份γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1质量份N，N-二甲基苯胺，加入反应器中搅拌20min，均匀后得到主剂B液。
(4)使用时，将主剂A液和主剂B液混合，得到无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料，可直接涂刷于处理面。
实施例2
(1)将40质量份E-44环氧树脂，30质量份茴香醛，20质量份丙酮，10质量份丁酮，5质量份丁基缩水甘油醚，3质量份1，4-丁二醇二缩水甘油醚，1质量份乙二醇和2质量份聚氧化乙烯戊烷基酚醚，加入反应器中搅拌20min，均匀后得到主剂A液。
(2)将8质量份二乙烯三胺，5质量份中间体活性剂(按实施例1步骤(1)制备得到)，2质量份γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1质量份N，N-二甲基苯胺，加入反应器中搅拌20min，均匀后得到主剂B液。
(3)使用时，将主剂A液和主剂B液混合，得到无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料，可直接涂刷于处理面。
实施例3
(1)将60质量份E-51环氧树脂，25质量份肉桂醛，20质量份丁酮，10质量份丁基缩水甘油醚，5质量份1，4-丁二醇二缩水甘油醚，2质量份乙二醇和2质量份聚氧化乙烯戊烷基酚醚，加入反应器中搅拌20min，均匀后得到主剂A液。
(2)将15质量份二乙烯三胺，9质量份中间体活性剂(按实施例1步骤(1)制备得到)，3质量份γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1质量份N，N-二甲基苯胺，加入反应器中搅拌20min，均匀后得到主剂B液。
(3)使用时，将主剂A液和主剂B液，得到无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料，可直接涂刷于处理面。
实施例4
(1)将70质量份E-51环氧树脂，30质量份水杨醛，40质量份丙酮，5质量份丁酮，20质量份乙二醇二缩水甘油醚，5质量份甘油和4质量份聚氧化乙烯己烷基酚醚，加入反应器中搅拌20min，均匀后得到主剂A液。
(2)将15质量份三乙烯四胺，2质量份中间体活性剂(按实施例1步骤(1)制备得到)，5质量份N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和3质量份2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚，加入反应器中搅拌20min，均匀后得到主剂B液。
(3)使用时，将主剂A液和主剂B液，得到无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料，可直接涂刷于处理面。
实施例5
(1)将75质量份E-35环氧树脂，15质量份苯甲醛，50质量份丙酮，20质量份卞基缩水甘油醚，10份新戊二醇二缩水甘油醚，3质量份山梨醇和8质量份聚氧化乙烯壬烷基酚醚，加入反应器中搅拌20min，均匀后得到主剂A液。
(2)将20质量份异佛尔酮二胺，3质量份中间体活性剂(按实施例1步骤(1)制备得到)，5质量份苯胺基甲基三乙氧基硅烷和4.5质量份三乙醇胺，加入反应器中搅拌20min，均匀后得到主剂B液。
(3)使用时，将主剂A液和主剂B液，得到无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料，可直接涂刷于处理面。
对比例1
(1)将50质量份E-44环氧树脂、20质量份糠醛、20质量份丙酮、10质量份丁基缩水甘油醚、5质量份1，4-丁二醇二缩水甘油醚、2质量份乙二醇和2质量份聚氧化乙烯戊烷基酚醚加入反应器中搅拌20min，均匀后得到主剂A液。
(2)将10质量份二乙烯三胺，7质量份中间体活性剂(按实施例1步骤(1)制备得到)，3质量份γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1质量份N，N-二甲基苯胺，加入反应器中搅拌20min，均匀后得到主剂B液。
(3)使用时，将主剂A液和主剂B液混合，得到含糠醛高渗透环氧防水补强涂料，可直接涂刷于处理面。
效果实施例
将实施例1～5和对比例1所制备的涂料进行检测，其中：初始粘度参照GB/T10247-2008标准测试，表干时间参照GB/T19250-2003标准测试，抗压强度参照GB/T2596-1981标准测试，抗拉强度参照GB/T2568-1995，粘结强度参照GB16777-2008标准测试。测试结果如表1所示：
表1
表1的测试结果表明：本发明制备的无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料的初始粘度在3.8～4.8MPa·s之间，表干时间在4～6h和之间，表面张力为30.26～31.76N/cm2，说明该无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料仍具有很好的渗透性能和可操作性，固化后材料的抗压强度在62～79MPa之间，抗拉强度在22～29MPa之间，干粘结强度为6.1～6.8MPa之间，湿粘结强度为3.8～5.2MPa之间，说明该无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料的力学性能优异，能够满足大多数建筑工程的防水，补强对材料性能的需要。另外，将对比例1与实施例1做比较可以看出，在其他配方不变的情况下，使用糠醛的对比实施例1的力学性能均低于实施例1。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料，其特征在于包含以下按质量份数计的组分：
环氧树脂40～75 份、酮20～50 份、糠醛替代物15～30 份、活性稀释剂8～30 份、增塑剂1～5 份、聚氧化乙烯类表面活性剂2～8 份、多元胺8～20 份、中间体活性剂2～9 份、硅烷偶联剂2～5 份和促进剂1～4.5 份；
所述的酮为丙酮或丁酮中的一种或两种；
所述的糠醛替代物为茴香醛、肉桂醛或水杨醛中的一种或至少两种形成的混合物；
所述的活性稀释剂为缩水甘油醚；
所述的增塑剂为多元醇；
所述的中间体活性剂通过如下步骤制备得到：将己二酸、三乙烯四胺和四乙烯五胺按摩尔比1∶1∶1混匀，于180℃、搅拌状态下反应至无蒸馏水产出；接着降温至50～60℃，与搅拌状态下反应1h，冷却，得到中间体活性剂。
2.根据权利要求1所述的无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料，其特征在于：所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、酚醛型环氧树脂或双酚F型环氧树脂中的一种或至少两种形成的混合物。
3.根据权利要求2所述的无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料，其特征在于：所述的环氧树脂为E-44环氧树脂或E-51环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料，其特征在于：
所述的缩水甘油醚为丁基缩水甘油醚、辛基缩水甘油醚、1，4-丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、卞基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚或甲苯基缩水甘油醚中的一种或至少两种形成的混合物；
所述的增塑剂为乙二醇、甘油或山梨醇的一种或至少两种混合物。
5.根据权利要求1 所述的无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料，其特征在于：所述的聚氧化乙烯类表面活性剂为聚氧化乙烯戊烷基酚醚、聚氧化乙烯己烷基酚醚、聚氧化乙烯辛烷基酚醚、聚氧化乙烯壬烷基酚醚或聚氧化乙烯脂肪醇醚的至少一种；
所述的多元胺为芳胺、脂肪胺或脂环胺中的一种或至少两种混合物。
6.根据权利要求1所述的无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为γ- 氨丙基三乙氧基硅烷、γ- 氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-( 氨乙基)-γ- 氨丙基甲基二甲氧基硅烷或苯胺基甲基三乙氧基硅烷中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料，其特征在于：所述
的促进剂为N，N-二甲基苯胺、N，N-二甲基对甲苯胺、2，4，6-三( 二甲基氨基甲基) 苯酚、2-乙基咪唑、三乙醇胺、咪唑、乙酰苯肼或二苯基甲酰肼中的至少一种。
8.权利要求1～7任一项所述的无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
(1) 将40～75 质量份环氧树脂、20～50 质量份酮、15～30 质量份糠醛替代物、8～30 质量份活性稀释剂、1～5 质量份增塑剂和2～8 质量份聚氧化乙烯类表面活性剂混合，得到主剂A 液；
(2) 将8～20 质量份多元胺、2～9 质量份中间体活性剂、2～5 质量份硅烷偶联剂和 1～4.5 质量份促进剂混合，得到主剂B液；
(3) 使用时，将主剂A液与主剂B液混合，得到无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料。
9.权利要求1～7任一项所述的无糠醛环保型高渗透环氧防水补强涂料在建筑物防水工程中的应用。
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