CN102875057B - 一种高强快固环氧砂浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强快固环氧砂浆及其制备方法，环氧砂浆包括环氧树脂100份；增韧稀释剂5~50份；固化剂10~60份；促进剂1~10份；硅烷偶联剂1~10份；石英砂100~1000份，所述增韧稀释剂为环状碳酸酯与缩水甘油醚质量比为1：（0.1~10）的混合物，所述固化剂为氨基聚醚与多乙烯多胺质量比为1：（0.1~10）的混合物。本发明中所述的高强快固环氧砂浆的强度高、强度发展快、韧性好、同基材的粘结力高、耐久性好、环境友好、成本适中、制备简单易操作，可以应用于灌浆、地坪等领域，也可以配制成环氧砂浆胶泥，可以用于建筑物快速修补、堵漏、加固、防护等领域。

Description

一种高强快固环氧砂浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高强快固环氧砂浆及其制备方法，该环氧砂浆应用于建筑修补加固、机械安装等领域。

技术背景

环氧砂浆是近年来在建筑、水利、机械制造等部门应用比较广泛的一种建筑材料。它相比传统的水泥砂浆具有强度高、耐磨性好、粘结力强、收缩性小、化学稳定性好等优点，可以广泛应用于建筑工程的新建与修补加固领域。目前现有文献中对环氧砂浆的研究尽管较多，但是一般在砂浆配制过程中引入非活性的有机稀释剂、毒性较大的有机胺固化剂等，不仅对环境造成严重的污染，而且对砂浆操作者的身心健康带来严重损害。并且目前所发展出来的环氧砂浆强度发展慢、脆性大、价格高，也成为环氧砂浆得到广泛应用的最大制约。专利CN1274626报道了一种环氧砂浆及其制备方法，这种砂浆由环氧树脂、中砂、稀释剂和改性间苯二甲胺固化剂组成，具有较好的力学性能和耐腐蚀性能，但是其强度发展一般，不利于进行快速修补，并且其使用含苯环的固化剂和单一级配的砂会增加材料的脆性，使得其耐久性不足。因此，开发一种高强快固且耐久性好的环氧砂浆对其在修补加固领域的应用有着重要的意义。

技术内容

本发明提供了一种高强快固环氧砂浆及其制备方法，该环氧砂浆具有强度高、强度发展快、韧性好、同基材的粘结力高、耐久性好、环境友好、成本适中等优点。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种高强快固环氧砂浆，其特征在于：包括环氧树脂100份；增韧稀释剂5~50份；固化剂10~60份；促进剂1~10份；硅烷偶联剂1~10份；石英砂100~1000份，所述份数为质量份数，所述增韧稀释剂为环状碳酸酯与缩水甘油醚质量比为1：（0.1~10）的混合物，所述固化剂为氨基聚醚与多乙烯多胺质量比为1：（0.1~10）的混合物。

发明人发现，环状碳酸酯类化合物既对环氧树脂具有很好的稀释作用，同时又易与氨基聚醚、多乙烯多胺发生化学反应生成酰胺结构的化合物，进一步与环氧树脂发生固化反应起到增韧的效果，因此碳酸酯类化合物一种非常有效的增韧活性稀释剂。环状碳酸酯与缩水甘油醚的混合使用不仅加强了稀释效果，而且增强了与固化剂的协同效应。

为了提高环氧砂浆的强度、耐腐蚀性及韧性，优选，所述石英砂为级配石英砂，所述级配石英砂包括10~50目：5~10%，50~100目：10~40%，100~200目：20~60%，大于200目：余量，所述百分比为质量百分比。

发明人发现，采用经过科学级配的石英砂作为环氧树脂体系的填料，相比单级配的石英砂，制得的环氧砂浆具有更高的强度、韧性、抗冲击性能、耐腐蚀性能，并且体积收缩更小，基本不产生收缩开裂现象，因此选用科学级配的石英砂可以显著提高环氧砂浆的力学和耐久性能。

为了起到更好的稀释效果，同时增强与固化剂的协同效应，优选，所述环状碳酸酯为碳酸亚乙烯酯、碳酸丙烯酯或碳酸甘油酯中的一种或两种以上任意配比的混合物。

为了起到更好的固化效果，同时增强与稀释剂的协同效应，优选，所述氨基聚醚为双氨基聚醚或三氨基聚醚中的一种或两种以上任意配比的混合物。所述双氨基聚醚的数均分子量优选为230、400或2000，所述三氨基聚醚的数均分子量优选为403、3000或5000。

为了进一步增强稀释效果，同时提高产品的力学性能，优选，所述缩水甘油醚为丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚或1,4-丁二醇二缩水甘油醚中的一种或两种以上任意配比的混合物。

为了提高所得环氧砂浆的力学性能，优选，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂E51、双酚A环氧树脂E44、双酚F环氧树脂F51或双酚F环氧树脂F44中的一种或两种以上任意配比的混合物。

为了进一步促进固化，优选，所述促进剂为叔胺促进剂。

进一步优选，上述叔胺促进剂为2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚、苄基二甲胺、邻羟基苄基二甲胺或N,N-二甲基苯胺中的一种或两种以上任意配比的混合物。

为进一步加强环氧砂浆的韧性及耐腐蚀性，优选，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560或KH570中的一种或两种以上任意配比的混合物。

上述的高强快固环氧砂浆的制备方法，包括如下步骤：

①将环氧树脂100份、增韧稀释剂5~50份、硅烷偶联剂1~10份和石英砂100~1000份，混匀，得组分A；

②将固化剂10~60份和促进剂1~10份混匀，得组分B；

③将组分A和组分B混匀，得高强快固环氧砂浆；

所述增韧稀释剂为环状碳酸酯与缩水甘油醚质量比为1：（0.1～10）的混合物，所述固化剂为氨基聚醚与多乙烯多胺质量比为1：（0.1～10）的混合物。

上述步骤③在使用前进行。

上述环氧砂浆的制备也可在使用前，将所有组分按比例混合，但为了保证灌浆材料的性能、同时方便易得，优选，按照上述三步骤进行。

本发明中所述的高强快固环氧砂浆的强度高、强度发展快、韧性好、同基材的粘结力高、耐久性好、环境友好、成本适中、制备简单易操作，并且根据增韧稀释剂与级配砂的用量不同，可以配制成具有流动性的砂浆，可以应用于灌浆、地坪等领域，也可以配制成环氧砂浆胶泥，可以用于建筑物快速修补、堵漏、加固、防护等领域。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

高强快固环氧砂浆的性能测试按照DL/T 5193-2004《环氧树脂砂浆技术规程》、GB/T50367-2006《混凝土结构加固设计规范》、GB/T 2567-2008《树脂浇铸体性能试验方法》中相关规定执行。试样成型与养护温度为23±2℃，相对湿度50±5%。环氧树脂均有昆山南亚树脂提供。

各实施例高强快固环氧砂浆制备方法如下：

①将环氧树脂100份、增韧稀释剂5~50份、硅烷偶联剂1~10份和石英砂100~1000份，混匀，得组分A；

②将固化剂10~60份和促进剂1~10份混匀，得组分B；

③将组分A和组分B混匀，得高强快固环氧砂浆；

所述增韧稀释剂为环状碳酸酯与缩水甘油醚质量比为1：（0.1～10）的混合物，所述固化剂为氨基聚醚与多乙烯多胺质量比为1：（0.1～10）的混合物。

上述步骤③在使用前进行。成型测定其6小时、1天和28天的抗压强度、抗弯强度和与混凝土的正拉粘结强度。

实验中所用到的原材料代号如表1所示，各实施例和对比例的配方比例与性能数据如表2和表3所示。其中对比例1~3给出了在分别没有碳酸酯类稀释剂、氨基聚醚和级配石英砂的条件下环氧砂浆的配方；对比例4给出了现有市场上较常用的环氧砂浆的配方。结果表明，本文所发明的高强快固环氧砂浆具有高强、强度发展快、韧性好、粘结力强等优点。发明人认为，其中高强的原因主要为各组分间的协同效应，促进环氧树脂偶联、固化，形成结构稳定的空间网络，同时经过科学级配的石英砂在聚合物网络中进行密实填充，起到了很好的增强效果；强度发展快主要是由于促进剂的使用，同时碳酸酯类化合物与脂肪胺易发生开环反应，此反应为放热反应，可以加速后续的固化反应；韧性好主要是由于使用了增韧活性稀释剂与氨基聚醚，并且级配石英砂的填充有利于能量的耗散，提高体系韧性。

表1原材料代号

注：（1）氨基聚醚均由亨斯曼公司提供，代号即为其产品牌号。

Claims (10)

1.一种高强快固环氧砂浆，其特征在于：由如下组分组成：环氧树脂100份；增韧稀释剂5～50份；固化剂10～60份；促进剂1～10份；硅烷偶联剂1～10份；石英砂100～1000份，所述份数为质量份数，所述增韧稀释剂为环状碳酸酯与缩水甘油醚质量比为1：（0.1～10）的混合物，所述固化剂为氨基聚醚与多乙烯多胺质量比为1：（0.1～10）的混合物；所述石英砂为级配石英砂，所述级配石英砂包括10～50目：5～10%，50～100目：10～40%，100～200目：20～60%，大于200目：余量，所述百分比为质量百分比。

2.如权利要求1所述的高强快固环氧砂浆，其特征在于：所述环状碳酸酯为碳酸亚乙烯酯、碳酸丙烯酯或碳酸甘油酯中的一种或两种以上任意配比的混合物。

3.如权利要求1所述的高强快固环氧砂浆，其特征在于：所述氨基聚醚为双氨基聚醚或三氨基聚醚中的一种或两种以上任意配比的混合物。

4.如权利要求3所述的高强快固环氧砂浆，其特征在于：所述双氨基聚醚的数均分子量为230、400或2000，所述三氨基聚醚的数均分子量为403、3000或5000。

5.如权利要求1至4任意一项所述的高强快固环氧砂浆，其特征在于：所述缩水甘油醚为丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚或1,4-丁二醇二缩水甘油醚中的一种或两种以上任意配比的混合物。

6.如权利要求1至4任意一项所述的高强快固环氧砂浆，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A环氧树脂E51、双酚A环氧树脂E44、双酚F环氧树脂F51或双酚F环氧树脂F44中的一种或两种以上任意配比的混合物。

7.如权利要求1至4任意一项所述的高强快固环氧砂浆，其特征在于：所述促进剂为叔胺促进剂。

8.如权利要求7所述的高强快固环氧砂浆，其特征在于：所述叔胺促进剂为2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚、苄基二甲胺、邻羟基苄基二甲胺或N,N-二甲基苯胺中的一种或两种以上任意配比的混合物。

9.如权利要求1至4任意一项所述的高强快固环氧砂浆，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH550、KH560或KH570中的一种或两种以上任意配比的混合物。

10.权利要求1至9任意一项所述的高强快固环氧砂浆的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

①将环氧树脂100份、增韧稀释剂5～50份、硅烷偶联剂1～10份和石英砂100～1000份，混匀，得组分A；

②将固化剂10～60份和促进剂1～10份混匀，得组分B；

③将组分A和组分B混匀，得高强快固环氧砂浆；

所述增韧稀释剂为环状碳酸酯与缩水甘油醚质量比为1：（0.1～10）的混合物，所述固化剂为氨基聚醚与多乙烯多胺质量比为1：（0.1～10）的混合物。