CN102775737B

CN102775737B - 一种无溶剂型弹性环氧灌浆材料及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN102775737B
Application number: CN201210296853.5A
Authority: CN
Inventors: 杨霞; 夏文丽
Original assignee: Shanghai Building Science Research Institute Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Building Science Research Institute Group Co Ltd
Priority date: 2012-08-17
Filing date: 2012-08-17
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2032-08-17
Also published as: CN102775737A

Abstract

本发明公开了一种无溶剂型弹性环氧灌浆材料，按重量份计，其包含下列组分：环氧树脂100份，柔韧性环氧树脂10~30份，活性稀释剂30~40份，固化剂20~40份，促进剂0.3~0.9份，分散剂0.3~0.5份。本发明将环氧树脂、柔韧性环氧树脂和活性稀释剂混合得到A液；将固化剂、促进剂和分散剂混合得到B液；使用时，将A液和B液混合，便得到无溶剂型弹性环氧灌浆材料。该无溶剂型弹性环氧灌浆材料，具有环保、可灌性好、操作时间适宜的特点，且固化物具有适宜的弹性变形能力和优异的力学性能，特别适合应用于轨道交通、地铁建设中混凝土裂缝修补以及防渗堵漏。

Description

一种无溶剂型弹性环氧灌浆材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种混凝土裂缝的修补材料，具体涉及一种无溶剂型弹性环氧灌浆材料的制备和研究，广泛应用于轨道交通、地铁建设中混凝土裂缝修补以及防渗堵漏。

背景技术

混凝土裂缝是质量通病，严重影响到工程结构的耐久性。在各种自然和人为的灾害中，由混凝土结构缺陷（主要是裂缝）引起的事故十分突出，如由于城市地铁区间隧道渗漏严重引起的路面沉降，对地铁周围的建筑物安全存在极大威胁。因此，各大城市的轨道交通、地铁建设对混凝土裂缝修补以及防渗堵漏材料有迫切需求。

环氧灌浆就是以环氧树脂为主剂，加入一定的稀释剂和固化剂等配置成环氧树脂灌浆浆液，然后以一定的工艺条件下，用灌浆设备将其灌入地层裂隙和混凝土裂缝中，以达到被灌体的防渗堵漏和补强加固，使建筑物安全运行。而在实际工程中，对伸缩缝止水和混凝土活缝、变形缝补强防渗处理工程中需要具有弹性的化学灌浆材料，聚氨酯灌浆材料虽属于弹性材料，但粘度较大，可灌性受到限制，并且强度很低，施工后返工多，易在一段时间后再次出现渗漏水情况，因此必须加强对弹性环氧的研究。

目前，在对环氧树脂的增韧改性制备弹性环氧灌浆材料的研究方面，广泛采用糠醛-丙酮稀释体系，所用溶剂和固化剂多半都有毒副作用，不符合环境标准。中国专利CN101633816A公开了一种环保型弹性环氧灌浆材料及其制备方法，浆液经毒性检测物无毒产品，但是该专利所得产物的力学性能稍显不足，呈弹性体状态，无使用价值。

因此，使环氧灌浆材料不仅具有一定的弹性变形能力且力学性能优异，而且无溶剂挥发、环保且便于施工，成为现在需要突破的技术关键。

发明内容

为了满足工程上的需求，本发明的首要目的在于提供一种可灌性良好，可操作时间适宜，并具有优异的力学性能和一定的柔韧性，各项性能均超过预定技术指标的无溶剂型、低毒弹性环氧灌浆材料。

本发明的另一个目的在于提供所述无溶剂型弹性环氧灌浆材料的制备方法。

本发明的再一个目的在于提供所述无溶剂型弹性环氧灌浆材料的用途。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种无溶剂型弹性环氧灌浆材料，其特征在于，按重量份计，其包含下列组分：

所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂。

所述活性稀释剂可为C_12-14烷基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚或1,6-己二醇二缩水甘油醚中的一种或两种。

所述固化剂可为脂肪族胺类、芳香族胺类、改性胺类柔性固化剂、改性腰果酚类固化剂或聚醚胺类固化剂的一种或两种。

所述促进剂为2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚、N,N-二甲基苯胺、二甲基对甲基苯胺、乙基咪唑和三乙醇胺中的一种或几种。

所述分散剂可为有机硅表面助剂BYK333或BYK348。

上述无溶剂型弹性环氧灌浆材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将环氧树脂、柔韧性环氧树脂和活性稀释剂混合，得到A液；将固化剂、促进剂和分散剂混合得到B液；

(2)使用时，将A液和B液混合，得到无溶剂型弹性环氧灌浆材料。

所述的柔韧性环氧树脂按以下方法制备：

（1）氮气保护下将脂肪族醇在催化剂存在的条件下升温至70~80℃，滴加环氧氯丙烷，滴加完成后恒温2~4小时，降温至45℃；

（2）滴加氢氧化钠溶液，滴加完成后反应3~5小时，加入甲苯萃取，加水将反应形成的NaCl溶解，分出下层盐水，加水洗涤有机相至中性，升温减压，脱除溶剂、未反应单体及少量低沸物，剩余产物即为目标产物；

其中：脂肪族醇与环氧氯丙烷的摩尔比为1:2-2.2，氢氧化钠与环氧氯丙烷的摩尔数为1:1，催化剂为路易斯酸或路易斯酸醚络合物。

所述的氢氧化钠溶液的质量浓度为40%。

所述的脂肪族醇为长链二元脂肪醇。

所述的路易斯酸或路易斯酸醚络合物可为三氟化硼、三氟化锑、三氟化硼二甲醚、三氟化硼二乙醚、三氟化锑二甲醚、三氟化锑二乙醚中的一种。

本发明的无溶剂型弹性环氧灌浆材料特别适用于轨道交通、地铁建设中混凝土裂缝修补以及防渗堵漏。

本发明的有益效果是：采用本发明的环氧灌浆材料摒弃了毒性较大的糠醛-丙酮体系，克服了溶剂的挥发，减少了对环境和施工人体的伤害；采用活性稀释体系来降低环氧树脂黏度，使得体系无溶剂挥发，并以自制的低黏度柔韧性环氧树脂对其进行增韧改性，在保证良好可灌性和力学性能的同时，使固化物具备适宜的弹性变形能力。

具体实施方式

下面实施例进一步描述本发明，但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。

柔韧性环氧树脂的制备：

实施例1

n(长链二元脂肪醇):n(环氧氯丙烷)=1:2.0

将长链二元脂肪醇加入装有电动搅拌、温度计、滴液漏斗及控温装置的四口瓶中，通氮气保护，加入少量三氟化硼乙醚，升温至70℃滴加环氧氯丙烷，滴加完成后恒温4小时，降温至45℃，并开始滴加氢氧化钠溶液，滴加完成后反应5小时，加入甲苯萃取，加水将反应形成的NaCl溶解，分出下层盐水，加水洗涤有机相至中性，升温减压，脱除溶剂、未反应单体及少量低沸物，剩余产物即为目标产物。

实施例2

n(长链二元脂肪醇):n(环氧氯丙烷)=1:2.1

将长链二元脂肪醇加入装有电动搅拌、温度计、滴液漏斗及控温装置的四口瓶中，通氮气保护，加入少量三氟化锑二甲醚，升温至75℃滴加环氧氯丙烷，滴加完成后恒温3小时，降温至45℃，并开始滴加氢氧化钠溶液，滴加完成后反应4小时，加入甲苯萃取，加水将反应形成的NaCl溶解，分出下层盐水，加水洗涤有机相至中性，升温减压，脱除溶剂、未反应单体及少量低沸物，剩余产物即为目标产物。

实施例3

n(长链二元脂肪醇):n(环氧氯丙烷)=1:2.2

将长链二元脂肪醇加入装有电动搅拌、温度计、滴液漏斗及控温装置的四口瓶中，通氮气保护，加入少量三氟化硼，升温至80℃滴加环氧氯丙烷，滴加完成后恒温2小时，降温至45℃，并开始滴加氢氧化钠溶液，滴加完成后反应3小时，加入甲苯萃取，加水将反应形成的NaCl溶解，分出下层盐水，加水洗涤有机相至中性，升温减压，脱除溶剂、未反应单体及少量低沸物，剩余产物即为目标产物。

无溶剂型弹性环氧灌浆材料的制备：

实施例4

将由实施例1得到的柔韧性环氧树脂、环氧树脂、活性稀释剂、固化剂、促进剂、分散剂按下面的重量份和步骤制备，即得到一种无溶剂型弹性环氧灌浆材料。

(1)将100重量份环氧树脂、25重量份的柔韧性环氧树脂、10重量份丁基缩水甘油醚、30重量份1,4-丁二醇二缩水甘油醚混合，得到A液；

(2)30重量份改性腰果酚类固化剂、0.3重量份的N,N-二甲基苯胺、0.4重量份的混合BYK333，得到B液；

(3)使用时，将A液和B液混合，得到弹性环氧灌浆材料。

产品的初始粘度为110mPa·s/25℃，可操作时间为100min；固化物的力学性能如下：抗压强度为78MPa，抗拉强度为32MPa，断裂伸长率为9.2%。

实施例5

将由实施例2得到的柔韧性环氧树脂、环氧树脂、活性稀释剂、固化剂、促进剂、分散剂按下面的重量份和步骤制备，即得到一种无溶剂型弹性环氧灌浆材料。

(1)将100重量份环氧树脂、25重量份的柔韧性环氧树脂、10重量份C_12-14烷基缩水甘油醚、30重量份聚丙二醇二缩水甘油醚混合，得到A液；

(2)30重量份改性腰果酚类固化剂、0.5重量份的2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚、0.4重量份的BYK333混合，得到B液；

(3)使用时，将A液和B液混合，得到弹性环氧灌浆材料。

产品的初始粘度为100mPa·s/25℃，可操作时间为90min；固化物的力学性能如下：抗压强度为85MPa，抗拉强度为38MPa，断裂伸长率为10.9%。

实施例6

将由实施例3得到的柔韧性环氧树脂、环氧树脂、活性稀释剂、固化剂、促进剂、分散剂按下面的重量份和步骤制备，即得到一种无溶剂型弹性环氧灌浆材料。

(1)将100重量份环氧树脂、25重量份柔韧性环氧树脂、20重量份C_12-14烷基缩水甘油醚、20重量份1,4-丁二醇二缩水甘油醚混合，得到A液；

(2)30重量份改性胺类柔性固化剂、0.8重量份的N,N-二甲基苯胺、0.4重量份的混合BYK333，得到B液；

(3)使用时，将A液和B液混合，得到弹性环氧灌浆材料。

产品的初始粘度为110mPa·s/25℃，可操作时间为100min；固化物的力学性能如下：抗压强度为75MPa，抗拉强度为32MPa，断裂伸长率为9.8%。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims

1.一种无溶剂型弹性环氧灌浆材料，其特征在于，按重量份计，其包含下列组分：

所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂；

所述活性稀释剂为C_12-14烷基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚或1,6-己二醇二缩水甘油醚中的一种或两种；

所述固化剂为脂肪族胺类、芳香族胺类、改性胺类柔性固化剂、改性腰果酚类固化剂或聚醚胺类固化剂的一种或两种；

所述促进剂为2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚、N,N-二甲基苯胺、二甲基对甲基苯胺、乙基咪唑和三乙醇胺中的一种或几种；

所述分散剂为有机硅表面助剂BYK333或BYK348。

2.权利要求1所述的无溶剂型弹性环氧灌浆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将环氧树脂、柔韧性环氧树脂、活性稀释剂混合，得到A液；将固化剂、促进剂和分散剂混合得到B液；

3.权利要求2所述的无溶剂型弹性环氧灌浆材料的制备方法，其特征在于，柔韧性环氧树脂按以下方法制备：

（1）氮气保护下将脂肪族醇在催化剂存在的条件下升温至70～80℃，滴加环氧氯丙烷，滴加完成后恒温2～4小时，降温至45℃；

（2）滴加氢氧化钠溶液，滴加完成后反应3～5小时，加入甲苯萃取，加水将反应形成的NaCl溶解，分出下层盐水，加水洗涤有机相至中性，升温减压，脱除溶剂、未反应单体及少量低沸物，剩余产物即为目标产物；

其中：脂肪族醇与环氧氯丙烷的摩尔比为1:2.1，氢氧化钠与环氧氯丙烷的摩尔比为1:1，催化剂为路易斯酸或路易斯酸醚络合物。

4.权利要求3所述的无溶剂型弹性环氧灌浆材料的制备方法，其特征在于，所述的氢氧化钠溶液的质量浓度为40%。

5.权利要求3所述的无溶剂型弹性环氧灌浆材料的制备方法，其特征在于，所述的脂肪族醇为长链二元脂肪醇。

6.权利要求3所述的无溶剂型弹性环氧灌浆材料的制备方法，其特征在于：所述的路易斯酸或路易斯酸醚络合物可为三氟化硼、三氟化锑、三氟化硼二甲醚、三氟化硼二乙醚、三氟化锑二甲醚、三氟化锑二乙醚中的一种。

7.权利要求1所述的无溶剂型弹性环氧灌浆材料应用于轨道交

通、地铁建设中混凝土裂缝修补以及防渗堵漏。