CN103320074B

CN103320074B - 低温环境下快速固化锚固胶及其制备方法

Info

Publication number: CN103320074B
Application number: CN201310237064.9A
Authority: CN
Inventors: 朱本玮; 季国勤; 陈成
Original assignee: WUHAN JIANQIAO NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUHAN JIANQIAO NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2033-06-17
Also published as: CN103320074A

Abstract

本发明公开了一种低温环境下快速固化锚固胶及其制备方法，该锚固胶由A、B两种组份组成， A组份原料包括乙烯基树脂、乙烯基稀释剂、过氧化物引发剂、稳定剂、酸酐、填料，B组份原料包括乙烯基树脂、乙烯基稀释剂、促进剂、稳定剂、碱土金属氧化物、填料。该方法首先A组份原料和B组份原料分别加入反应釜中，得到A组份和B组份，当进行锚固施工时，将等重量的A组份和B组份混合均匀，得到用于注入锚固钢筋的孔洞内的低温环境下快速固化锚固胶。本发明利用化学反应提供的热量来加速提高树脂体系的固化反应速率，从而达到结构胶低温下快速固化的目的。

Description

低温环境下快速固化锚固胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑行业的锚固胶，具体地指一种适用于已有混凝土结构上锚固钢筋用的低温环境下快速固化锚固胶及其制备方法。

背景技术

目前大量使用的锚固胶是环氧类锚固胶，由环氧树脂、固化剂、无机填料等组成，在常温下能快速固化的，但由于该锚固胶的固化反应受温度影响较大，锚固胶在低温环境下由于反应停滞而无法形成强度。因此在低温环境下使用时不得不对材料加温或对应用环境进行加温以加速材料固化。另外市场上也有一些少量几个国外品牌的乙烯基树脂类锚固胶，能在稍低（-5～0℃）的温度下固化，但在更低的温度环境下，也不能达到快速固化。到目前为止还没有一种能在低温下固化的锚固胶。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种低温环境下快速固化锚固胶及其制备方法，使其解决现有的锚固结构胶在低温（-15℃）环境下长期不能固化的问题。

为解决上述技术问题，本发明一种低温环境下快速固化锚固胶，该锚固胶由A、B两种组份组成，按重量份比计：A组份原料包括90～110份的乙烯基树脂、20～40份的乙烯基稀释剂、2～10份的过氧化物引发剂、0.1～0.5份的稳定剂、20～35的酸酐和100～150份的填料；B组份原料包括90～110份的乙烯基树脂、20～40份的乙烯基稀释剂、0.2～0.6份的促进剂、0.1～0.5份的稳定剂、20～38份的碱土金属氧化物和100～150份的填料。

进一步地，A组份原料包括90～100份的乙烯基树脂、20～30份的乙烯基稀释剂、5～10份的过氧化物引发剂、0.1～0.4份的稳定剂、25～35的酸酐、和120～150份的填料；B组份原料包括90～100份的乙烯基树脂、20～30份的乙烯基稀释剂、0.2～0.5份的促进剂、0.1～0.4份的稳定剂、25～38份的碱土金属氧化物和120～150份的填料。

再进一步地，A组份原料包括100份的乙烯基树脂、30份的乙烯基稀释剂、7份的过氧化物引发剂、0.3份的稳定剂、35的酸酐和120份的填料；B组份原料包括100份的乙烯基树脂、30份的乙烯基稀释剂、0.3份的促进剂、0.2份的稳定剂、32份的碱土金属氧化物和120份的填料。

再进一步地，所述乙烯基树脂为甲基丙烯酸改性双酚A型环氧树脂、甲基丙烯酸改性酚醛环氧树脂和聚氨酯丙烯酸树脂中的任意一种，其最优选为甲基丙烯酸双酚A环氧树脂。

所述乙烯基稀释剂为苯乙烯、乙烯基甲苯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯，乙二醇类二丙烯酸酯和丙二醇类二丙烯酸酯中任意一种，其最优选为甲基丙烯酸羟丙酯。

所述过氧化物引发剂为过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、异丙苯过氧化氢和过氧化苯甲酰中任意一种，其最优选为过氧化苯甲酰。

再进一步地，所述酸酐为五氧化二磷、马来酸酐和邻苯二甲酸酐中任意一种，其最优选为五氧化二磷。

所述碱土金属氧化物为氧化镁和氧化钙中的任意一种，其最优选为氧化钙。

再进一步地，所述促进剂选为环烷酸钴、环烷酸锌、N，N-二甲基苯胺、N，N-二乙基苯胺、N，N-二甲基对甲苯胺和三乙胺中任意一种，其最优选为N，N-二甲基对甲苯胺。

所述稳定剂为对苯二酚、叔丁基对苯二酚和苯醌和二叔丁基对苯二酚中任意一种，其最优选为对苯二酚。

所述填料为硅粉、滑石粉、重晶石粉、硫酸钡、重质碳酸钙和轻质碳酸钙中任意一种，其最优选为滑石粉。

本发明提供了一种低温环境下快速固化锚固胶的制备方法，包括以下步骤：

1）按重量比计称取A组份原料和B组份原料，其中A组份原料为：乙烯基树脂、乙烯基稀释剂、过氧化物引发剂、稳定剂、酸酐和填料，B组份原料为：乙烯基树脂、乙烯基稀释剂、促进剂、稳定剂、碱土金属氧化物、填料；

2）将A组份原料中的乙烯基树脂、乙烯基稀释剂、稳定剂和酸酐加入到反应釜中升温到60～90℃，并搅拌到稳定剂完全溶解，然后加入填料，搅拌均匀、冷却到室温，再加入过氧化物引发剂，搅拌0.5～1h即得A组份；

3）将B组份原料中的乙烯基树脂、乙烯基稀释剂、促进剂、稳定剂和碱土金属氧化物加入到干净的反应釜中升温到65～90℃并搅拌到稳定剂完全溶解，再加入填料，搅拌均匀、冷却到室温，即得B组份；

4）当进行锚固施工时，将等重量的A组份和B组份混合均匀，得到用于注入锚固钢筋的孔洞内的低温环境下快速固化锚固胶。

本发明的有益效果在于：

（1）在A组份中所加的酸酐和B组份中所加的碱土金属氧化物混合到一起后，会发生一定的化学反应，放出大量的热量。

（2）本发明的结构胶选用乙烯基树脂作为本结构胶的基体树脂。乙烯基树脂固化反应是由过氧化物引发剂和促进剂反应产生的自由基引发分子结构上的双键打开形成交联固化。自由基引发的聚合反应属于链式聚合，一经引发，即迅速产生分子链增长，快速形成三维立体结构因而产生强度。

（3）本发明在这种常温快速固化反应的体系基础上，在反应体系中增加了化学反应热源。利用化学反应提供的热量来加速提高树脂体系的固化反应速率，从而达到结构胶低温下快速固化的目的。

（4）本发明在低温（-15℃）条件，20～30h内可以完全固化，固化1h时，拉拔强度大于11.3MPa，固化7h时，拉拔强度大于14MPa。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。

实施例1

本实施例之低温环境下快速固化锚固胶配制比例如表1：

制备方法：

（1）将28g乙烯基甲苯、100g甲基丙烯酸改性双酚A型环氧树脂、0.2g对苯二酚加入到干净的反应釜中升温到75℃并搅拌到稳定剂完全溶解，再加入23g五氧化二磷、120g滑石粉，搅拌均匀、冷却到室温，再加入2.5g过氧化苯甲酰，再搅拌45min，即得A组份；

（2）将31g乙烯基甲苯、100g甲基丙烯酸改性双酚A型环氧树脂、0.3gN，N-二甲基对甲苯胺、0.2g对苯二酚加入到干净的反应釜中升温到75℃并搅拌到稳定剂完全溶解，再加入38g氧化钙、130g滑石粉，搅拌均匀、冷却到室温，即得B组份；

（3）当进行锚固施工时，将等重量的A、B组份混合均匀，注入锚固钢筋的孔洞内，再旋转插入钢筋即可。

实施例2

本实施例之低温环境下快速固化锚固胶配制比例如表2：

制备方法：

（1）将32g甲基丙烯酸羟丙酯、100g丙烯酸改性双酚A型环氧树脂、0.3g对苯二酚加入到干净的反应釜中升温到80℃并搅拌到稳定剂完全溶解，再加入31g五氧化二磷、135g滑石粉，搅拌均匀、冷却到室温，再加入5g过氧化苯甲酰，搅拌50min，即得A组份；

（2）将22g甲基丙烯酸羟乙酯、100g丙烯酸改性双酚A型环氧树脂、0.2gN，N-二甲基对甲苯胺、0.4g对苯二酚加入到干净的反应釜中升温到65℃并搅拌到稳定剂完全溶解，再加入25g氧化镁、145g滑石粉，搅拌均匀、冷却到室温，即得B组份；

（3）当进行锚固施工时，将等重量的A、B组份混合均匀，注入孔洞内，再旋转插入钢筋即可。

实施例3

本实施例之低温环境下快速固化锚固胶配制比例如表3：

制备方法：

（1）将38g甲基丙烯酸羟丙酯、100g丙烯酸改性双酚A型环氧树脂、0.5g对苯二酚加入到干净的反应釜中升温到80℃并搅拌到稳定剂完全溶解，再加入25g五氧化二磷、145g滑石粉，搅拌均匀、冷却到室温，再加入10g异丙苯过氧化氢，搅拌50min，即得A组份；

（2）将33g甲基丙烯酸羟乙酯、100g丙烯酸改性双酚A型环氧树脂、0.4g三乙胺、0.3g对苯二酚加入到干净的反应釜中升温到65℃并搅拌到稳定剂完全溶解，再加入28g氧化镁、100g滑石粉，搅拌均匀、冷却到室温，即得B组份；

实施例4

本实施例之低温环境下快速固化锚固胶配制比例如表4：

制备方法：

（1）将38g甲基丙烯酸羟丙酯、100g丙烯酸改性酚醛环氧树脂、0.5g对苯二酚加入到干净的反应釜中升温到80℃并搅拌到稳定剂完全溶解，再加入25g五氧化二磷、145g滑石粉，搅拌均匀、冷却到室温，再加入8g异丙苯过氧化氢，搅拌50min，即得A组份；

（2）将20g丙烯酸异辛酯、100g聚氨酯丙烯酸树脂、0.3gN，N-二甲基对甲苯胺、0.2g对苯二酚加入到干净的反应釜中升温到65℃并搅拌到稳定剂完全溶解，再加入32g氧化镁、115g滑石粉，搅拌均匀、冷却到室温，即得B组份；

实施例5

本实施例之低温环境下快速固化锚固胶配制比例如表5：

其制备方法与实施例1相同。

实施例6

本实施例之低温环境下快速固化锚固胶配制比例如表6：

其制备方法与实施例2相同。

实施例7

本实施例之低温环境下快速固化锚固胶配制比例如表7：

其制备方法与实施例3相同。

实施例8

本实施例之低温环境下快速固化锚固胶配制比例如表8：

其制备方法与实施例4相同。

实施例9

本实施例之低温环境下快速固化锚固胶配制比例如表9：

其制备方法与实施例4相同。

实施例10

本实施例之低温环境下快速固化锚固胶配制比例如表10：

其制备方法与实施例1相同。

实施例11

本实施例之低温环境下快速固化锚固胶配制比例如表11：

其制备方法与实施例3相同。

实施例12

本实施例之低温环境下快速固化锚固胶配制比例如表12：

其制备方法与实施例2相同。

通过实施例1-12所得锚固胶低温固化性能和拉拔测试，如表13可知锚固胶在20～30h内可以完全固化，固化1h时，拉拔强度大于11.3MPa，固化7h时，拉拔强度大于14MPa，实施例10的锚固胶固化时间最短，效果最好。

表13实施例1-12所得结构胶低温固化性能和拉拔测试结果

拉拔强度（MPa)

		固化1h	固化7d
				实施例1	25	12	16
实施例2	23	11.6	15
				实施例3	26	13.1	14.8
实施例4	26	11.9	15.2
				实施例5	21	13.5	14.6
实施例6	23	12.3	15.4
				实施例7	25	12.2	14.3
实施例8	26	12.3	15.3
				实施例9	22	12.6	14.6
实施例10	20	14.5	17.6
				实施例11	28	12.3	15.8
实施例12	23	11.3	14.3

Claims

1.低温环境下快速固化锚固胶，该锚固胶由A、B两种组份组成，其特征在于：按重量份比计：A组份原料包括90～110份的乙烯基树脂、20～40份的乙烯基稀释剂、2～10份的过氧化物引发剂、0.1～0.5份的稳定剂、20～35的酸酐和100～150份的填料；B组份原料包括90～110份的乙烯基树脂、20～40份的乙烯基稀释剂、0.2～0.6份的促进剂、0.1～0.5份的稳定剂、20～38份的碱土金属氧化物和100～150份的填料，其中，A组份与B组份的重量比为1︰1。

2.根据权利要求1所述的低温环境下快速固化锚固胶，其特征在于：按重量份比计：A组份原料包括90～100份的乙烯基树脂、20～30份的乙烯基稀释剂、5～10份的过氧化物引发剂、0.1～0.4份的稳定剂、25～35的酸酐和120～150份的填料；B组份原料包括90～100份的乙烯基树脂、20～30份的乙烯基稀释剂、0.2～0.5份的促进剂、0.1～0.4份的稳定剂、25～38份的碱土金属氧化物和120～150份的填料，其中，A组份与B组份的重量比为1︰1。

3.根据权利要求2所述的低温环境下快速固化锚固胶，其特征在于：按重量份比计：A组份原料包括100份的乙烯基树脂、30份的乙烯基稀释剂、7份的过氧化物引发剂、0.3份的稳定剂、35的酸酐和120份的填料；B组份原料包括100份的乙烯基树脂、30份的乙烯基稀释剂、0.3份的促进剂、0.2份的稳定剂、32份的碱土金属氧化物和120份的填料，其中，A组份与B组份的重量比为1︰1。

4.根据权利要求1或2或3所述的低温环境下快速固化锚固胶，其特征在于：所述乙烯基树脂为甲基丙烯酸改性双酚A型环氧树脂、甲基丙烯酸改性酚醛环氧树脂和聚氨酯丙烯酸树脂中的任意一种，所述乙烯基稀释剂为苯乙烯、乙烯基甲苯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯，乙二醇类二丙烯酸酯、丙二醇类二丙烯酸酯和其他二醇类二丙烯酸酯中任意一种，所述过氧化物引发剂为过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、异丙苯过氧化氢和过氧化苯甲酰中任意一种。

5.根据权利要求4所述的低温环境下快速固化锚固胶，其特征在于：所述乙烯基树脂为甲基丙烯酸改性双酚A型环氧树脂，所述乙烯基稀释剂为甲基丙烯酸羟丙酯，所述过氧化物引发剂为过氧化苯甲酰。

6.根据权利要求1或2或3所述的低温环境下快速固化锚固胶，其特征在于：所述酸酐为五氧化二磷、马来酸酐和邻苯二甲酸酐中任意一种，所述碱土金属氧化物为氧化镁和氧化钙中的任意一种。

7.根据权利要求6所述的低温环境下快速固化锚固胶，其特征在于：所述酸酐为五氧化二磷，所述碱土金属氧化物为氧化钙。

8.根据权利要求1或2或3所述的低温环境下快速固化锚固胶，其特征在于：所述促进剂选为环烷酸钴、环氧酸锌、N，N-二甲基苯胺、N，N-二乙基苯胺、N，N-二甲基对甲苯胺和三乙胺中任意一种，所述稳定剂为对苯二酚、叔丁基对苯二酚和苯醌和二叔丁基对苯二酚中任意一种，所述填料为硅粉、滑石粉、重晶石粉、硫酸钡、重质碳酸钙和轻质碳酸钙中任意一种。

9.根据权利要求8所述的低温环境下快速固化锚固胶，其特征在于：所述促进剂选为N，N-二甲基对甲苯胺，所述稳定剂为对苯二酚，所述填料为滑石粉。

10.一种权利要求1所述低温环境下快速固化锚固胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)按重量比计称取A组份原料和B组份原料，其中A组份原料为：乙烯基树脂、乙烯基稀释剂、过氧化物引发剂、稳定剂、酸酐和填料，B组份原料为：乙烯基树脂、乙烯基稀释剂、促进剂、稳定剂、碱土金属氧化物、填料；

2)将A组份原料中的乙烯基树脂、乙烯基稀释剂、稳定剂和酸酐加入到反应釜中升温到60～90℃，并搅拌到稳定剂完全溶解，然后加入填料，搅拌均匀、冷却到室温，再加入过氧化物引发剂，搅拌0.5～1h即得A组份；

3)将B组份原料中的乙烯基树脂、乙烯基稀释剂、促进剂、稳定剂和碱土金属氧化物加入到干净的反应釜中升温到65～90℃并搅拌到稳定剂完全溶解，再加入填料，搅拌均匀、冷却到室温，即得B组份；

4)当进行锚固施工时，将等重量的A组份和B组份混合均匀，得到用于注入锚固钢筋的孔洞内的低温环境下快速固化锚固胶。