CN103342977A - 一种管道快速修补剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管道快速修补剂及制备方法，原料质量组成包括：环氧树脂100份，空心玻璃微珠52～78份，低温快速固化剂30份，活性增韧剂1～5份。制备方法包括以下步骤：1）将计量好的环氧树脂、70-85%份氨基化的空心玻璃微珠和活性增韧剂在机械搅拌下充分混合10-30min至颜色稳定，即制得A组份；2）将计量好的低温快速固化剂和余量氨基化的空心玻璃微珠在机械搅拌下充分混合10-30min至颜色稳定，即制得B组份；3）在修补前，将制得A组份和B组份混合均匀5-15min后，对管道裂缝、孔等破损处涂抹、压实即可。本发明本发明配方简单，材料环保、无腐蚀性，成本低，既可徒手操作也可以用器具操作，修补效率高，修补效果好。

Description

一种管道快速修补剂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种管道快速修补剂及制备方法，具体涉及到一种以环氧树脂为基体、以空心玻璃微珠为轻质填料，在低温快速固化剂和活性增韧剂存在的条件下快速形成三维网状结构的管道修补剂及其方法，属于粘结剂技术领域 

背景技术

目前生活中对各类金属、塑料或水泥供水管道、输气管道、下水道等管道破损后常采取更换的方式来维护，此方式不仅费钱、费力，还费时。针对此现状，许多研究者利用修补材料修补来代替替换的方式对各类管道进行维护。目前常用的修补材料有快速固化水泥、玻璃胶、强力胶粘剂等。但该类材料维护管道虽能不同程度修补破损管道，但仍存在明显的缺陷，如：快速固化水泥虽具有较好的填充性，修补时间较短，工艺也比较简单，但其粘结性、韧性、内部结构强度、耐渗透性能、耐腐蚀性能较差，尤其在干固时会有较大的收缩率，并产生内应力，使得固化后修补处常出现裂纹现象。玻璃胶虽几乎能粘附所有材料，但其为非水溶性胶，不易徒手操作；另外，其具有很强的酸性，对金属、人体和一些无机材料（如水泥）有较强的腐蚀性；再是，其干固后为柔软的弹性体，粘结强度较弱且在潮湿环境下容易发生霉变，时间长会从边缘逐渐脱落。强力胶粘剂虽具有较强的粘着力， 但几乎所有强力胶粘剂都是溶剂而非水溶性的，不能徒手操作。另外，胶粘剂多数为流体或半流体，没有填充能力、无法塑型和填补。因此，突破技术障碍，开发出一种低成本、高效率且具有良好修补效果的技术和材料具有极高的市场背景和应用价值。 

环氧树脂是含有两个或多个环氧基团的有机高分子化合物，当其与固化剂接触时，其活性基团会与固化剂中的活性基团会发生交联反应，形成不溶、不熔的具有三维网状结构的高聚物。该高聚物具有高强度，低收缩率、稳定的化学性和尺寸性等特性。另外，空心玻璃微珠是一种正球形、空心、内含气体的多功能微细玻璃体，具有密度小、流动性好、耐磨性好、隔热隔音效果好、在基体中分散性好和体积成本优势等特点，被誉为“空间时代材料”。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道快速修补剂及制备方法。利用环氧树脂和低温快速固化剂混合时可在较低的温度下就能迅速发生交联反应而形成三维网状结构的特点，制备高性能管道用修补材料。 

本发明的技术方案是这样实现的：这种管道快速修补剂的原料质量组成包括： 

环氧树脂          100份 

空心玻璃微珠      52～78份 

低温快速固化剂    30份 

活性增韧剂        1～5份。 

上述的管道快速修补剂所述的空心玻璃微珠为氨基化的空心玻 璃微珠。 

所述氨基化的空心玻璃微珠是将空心玻璃微珠置于包含氨基硅烷偶联剂的乙醇与水的混合体系中，浸泡24h、过滤，再将其在120℃的鼓风干燥烘箱中干燥2～4h所得。 

所述乙醇和水的体积比为9:1，氨基硅烷偶联剂的体积浓度为1%。 

上述的管道快速修补剂所述的低温快速固化剂为胺类固化剂，固化温度为室温。 

上述的管道快速修补剂所述的活性增韧剂为聚乙二醇醚或聚壬基二酸酐。 

上述的管道快速修补剂的制备方法，包括以下步骤： 

1）将计量好的环氧树脂、70-85%份氨基化的空心玻璃微珠和活性增韧剂在机械搅拌下充分混合10-30min至颜色稳定，即制得A组份； 

2）将计量好的低温快速固化剂和余量氨基化的空心玻璃微珠在机械搅拌下充分混合10-30min至颜色稳定，即制得B组份； 

3）在修补前，将制得A组份和B组份混合均匀5-15min后，对管道裂缝、孔等破损处涂抹、压实即可。 

本发明的技术进步效果表现在：综合利用环氧树脂和空心玻璃微珠的长处，以双酚A型环氧树脂为基体，以空心玻璃微珠为轻质填料结合使用低温快速固化剂和活性增韧剂，制备出一种高效双组份管道用快速反应型修补材料。本发明配方简单，材料环保、无腐蚀性，成 本低，既可徒手操作也可以用器具操作，修补效率高，修补效果好。 

附图说明

图1为实施例1中A、B两组份交联固化后复合材料断面处的扫描电镜图。 

具体实施方式

实施例1： 

1）将100g环氧树脂（美国Dow化学公司，牌号Airstone760E，下同）、40g空心玻璃微珠(美国3M公司，牌号VS5500，下同)、1g聚壬基二酸酐(石家庄宇田化工有限公司，下同)在机械搅拌下充分混合20min，即制得A组份； 

其中空心玻璃微珠可以处理氨基化再使用，即将空心玻璃微珠置于包含氨基硅烷偶联剂的乙醇与水的混合体系中，浸泡24h、过滤，再将其在120℃的鼓风干燥烘箱中干燥2～4h所得。所述乙醇和水的体积比为9:1，氨基硅烷偶联剂的体积浓度为1%。（下面实施例同） 

2）将30g低温快速固化剂(石家庄宇田化工有限公司，下同)、12g空心玻璃微珠在机械搅拌下充分混合20min，即制得B组份； 

3）在修补前，将制得的A组份和B组份混合10min后，对管道裂缝、孔等破损处涂抹、压实即可。 

进一步测试结果如图1所示。 

本发明所述管道快速修补剂及制备方法的原理是：环氧树脂的活性基团与固化剂中的活性基团会发生交联反应，形成不溶、不熔的具有三维网状结构的高聚物粘结剂。 

图1所示在受到外力冲击后，空心玻璃微珠和基体的界面并未出现空隙，说明空心玻璃微珠表面的氨基基团和环氧树脂中羟基基团在复合材料的制备过程中已经发生反应，增强了其和基体的界面粘结力。另外在断面处出现若干空心玻璃微珠破损的现象(如箭头所示)，这是因为复合材料在受到冲击时，基体将应力传递给空心玻璃微珠，由于空心玻璃微珠的抗压能力较弱而导致破裂所致。 

实施例2： 

1）将100g环氧树脂、55g空心玻璃微珠、2g聚乙二醇醚(石家庄宇田化工有限公司，下同)在机械搅拌下充分混合20min，即制得A组份； 

2）将30g低温快速固化剂、16.5g空心玻璃微珠在机械搅拌下充分混合20min，即制得B组份； 

3）在修补前，将制得的A组份和B组份混合5min后，对管道裂缝、孔等破损处涂抹、压实即可。 

实施例3： 

1）将100g环氧树脂、60g空心玻璃微珠、5g聚壬基二酸酐在机械搅拌下充分混合20min，即制得A组份； 

2）将30g低温快速固化剂、18g空心玻璃微珠在机械搅拌下充分混合20min，即制得B组份； 

3）在修补前，将制得的A组份和B组份混合15min后，对管道裂缝、孔等破损处涂抹、压实即可。 

实施例4： 

1）将100g环氧树脂、50g空心玻璃微珠、4g聚乙二醇醚在机械搅拌下充分混合20min，即制得A组份； 

2）将30g低温快速固化剂、15g空心玻璃微珠在机械搅拌下充分混合20min，即制得B组份； 

3）在修补前，将制得的A组份和B组份混合10min后，对管道裂缝、孔等破损处涂抹、压实即可。 

实施例5： 

1）将100g环氧树脂、60g空心玻璃微珠、2g聚壬基二酸酐在机械搅拌下充分混合20min，即制得A组份； 

2）将30g低温快速固化剂、18g空心玻璃微珠在机械搅拌下充分混合20min，即制得B组份； 

3）在修补前，将制得的A组份和B组份混合10min后，对管道裂缝、孔等破损处涂抹、压实即可。 

实施例6： 

1）将100g环氧树脂、45g空心玻璃微珠、4g聚乙二醇醚在机械搅拌下充分混合20min，即制得A组份； 

2）将30g低温快速固化剂、13.5g空心玻璃微珠在机械搅拌下充分混合20min，即制得B组份； 

3）在修补前，将制得的A组份和B组份混合10min后，对管道裂缝、孔等破损处涂抹、压实即可。 

实施例7： 

1）将100g环氧树脂、55g空心玻璃微珠、3g聚壬基二酸酐在机 械搅拌下充分混合20min，即制得A组份； 

2）将30g低温快速固化剂、16.5g空心玻璃微珠在机械搅拌下充分混合20min，即制得B组份； 

3）在修补前，将制得的A组份和B组份混合10min后，对管道裂缝、孔等破损处涂抹、压实即可。 

上述实施例旨在说明本发明的具体方法步骤，技术方案不局限于上述给出的参数和条件。 

Claims (7)

1.一种管道快速修补剂，其特征在于它的原料质量组成包括：

环氧树脂          100份

空心玻璃微珠      52～78份

低温快速固化剂    30份

活性增韧剂        1～5份。

2.根据权利要求1所述的管道快速修补剂，其特征在于所述的空心玻璃微珠为氨基化的空心玻璃微珠。

3.根据权利要求2所述的管道快速修补剂，其特征在于所述氨基化的空心玻璃微珠是将空心玻璃微珠置于包含氨基硅烷偶联剂的乙醇与水的混合体系中，浸泡24h、过滤，再将其在120℃的鼓风干燥烘箱中干燥2～4h所得。

4.根据权利要求3所述的利用微波快速制备的高性能环氧树脂/碳纳米管复合材料，其特征在于，所述乙醇和水的体积比为9:1，氨基硅烷偶联剂的体积浓度为1%。

5.根据权利要求1所述的管道快速修补剂，其特征在于所述的低温快速固化剂为胺类固化剂，固化温度为室温。

6.根据权利要求1所述的管道快速修补剂，其特征在于所述的活性增韧剂为聚乙二醇醚或聚壬基二酸酐。

7.一种权利要求1所述的管道快速修补剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将计量好的环氧树脂、70-85%份氨基化的空心玻璃微珠和活性增韧剂在机械搅拌下充分混合10-30min至颜色稳定，即制得A组份；

2）将计量好的低温快速固化剂和余量氨基化的空心玻璃微珠在机械搅拌下充分混合10-30min至颜色稳定，即制得B组份；

3）在修补前，将制得A组份和B组份混合均匀5-15min后，对管道裂缝、孔等破损处涂抹、压实即可。

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