CN103614104B - 低温环氧植筋胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温环氧植筋胶及其制备方法，所述低温环氧植筋胶包括甲、乙两种组份，使用时,甲组份与乙组份重量混合比为2∶0.9～1.1。本发明提供的低温环氧植筋胶，能在低温情况下使用，并且力学性能稳定。

Description

低温环氧植筋胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种低温环氧植筋胶及其制备方法。

背景技术

20世纪60年代后，随着国内石油化工与合成材料的发展，开发出了许多新型材料。特别是在建筑行业，以往锚固材料通常使用的是普通无机水泥基类材料，由于其存在一些不足，如耐化学性能差，强度不够高等原因，逐步被高分子有机锚固代替，过去由于没有相关行业或国家标准，使得锚固技术在建筑施工应用中无序发展，直到1990年中国工程建筑标准协会颁布了《混凝土结构加固技术规程CECS 25：90》，我国的建筑锚固才有了可参考的行业标准，自此以后，我国的植筋锚固胶得到快速发展，尤其是环氧类体系锚固胶，因其粘结力大、强度高、收缩率小、尺寸稳定、易于改性、毒性低、危害小等诸多优点，得到了市场的认可和信赖。

目前很多情况下的锚固施工需要在低温下进行，但是现有的多数植筋胶一般都要求在5℃以上使用，而对于更低温度情况下的使用，则要么不建议使用，要么是并未提及，原因大致是低温情况下固化性能不好，甚至不能固化；或者相关产品没有对低温性能做研究。如中国发明专利CN102408857A公开了一种针对高铁轨道板锚固专用环氧植筋胶，其主要是通过改良环氧树脂，从而增加韧性而达到提高抗疲劳性能的目的，对于使用温度方面并未提及，因此在低温下能否使用都是未知的。由此看来，开发一种适合低温情况下锚固的建筑胶粘剂十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温环氧植筋胶及其制备方法，该环氧植筋胶能在-5℃低温情况下使用，并且力学性能稳定。

为实现上述目的，本发明提供一种低温环氧植筋胶，包括甲、乙两种组份，使用时,甲组份与乙组份重量混合比为2:0.9～1.1；

以重量计，所述甲组分包括如下组分：

双酚A型环氧树脂         70.0～90.0份，

低粘度双酚F型环氧树脂    10.0～30.0份，

活性稀释剂            5.0～10.0份，

增韧剂1                 8.0～12.0份，

增韧剂2                 8.0～15.0份，

流变助剂              0.5～1.5份，

触变剂                2.0～5.0份，

填料                  120.0～150.0份；

以重量计，所述乙组分包括如下组分：

酚醛胺类固化剂       30.0～40.0份，

芳香胺类固化剂        10.0～20.0份，

促进剂                1.0～4.0份，

偶联剂                3.0～6.0份，

防沉淀剂              1.0～3.0份，

填料                    75.0～110.0份。

其中，

所述甲组分中的双酚A型环氧树脂为E-51液态环氧树脂，其在25℃时的粘度为8000～12000 mPa·s；

所述甲组分中的低粘度双酚F型环氧树脂，其在25℃时的粘度为2800～3200 mPa·s；

所述甲组分中的活性稀释剂选自正丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚中的一种或多种；

所述甲组分中的增韧剂1为环氧内增韧剂；所述环氧内增韧剂为QS-BE环氧增韧剂或液体聚硫橡胶，其与环氧形成的固化物为具有“海岛结构”的混合体，能增加体系韧性，提高体系耐疲劳性能；

所述甲组分中的增韧剂2为环氧外增韧剂；所述环氧外增韧剂为晶须硫酸钙，由于其本身的纤维状晶体结构，使得在受到外载荷作用时能有效传递应力，阻止聚合物基体裂纹扩展，从而降低材料的脆性，增强其韧性；

所述甲组分中的流变助剂为BYK-R606，增强气相二氧化硅流变性能，改善和稳定体系的触变性能；

所述甲组分中的触变剂选自亲水型气相二氧化硅、2000目超细硅酸铝中的一种或两种；

所述甲组分中的填料选自400目硅微粉、1200目高岭土、9#石英砂中的一种或多种；

所述乙组分中的酚醛胺类固化剂为改性酚醛胺，其在25℃时的粘度为100～130 mPa·s；

所述乙组分中的芳香胺固化剂为改性芳香胺，其在25℃时的粘度为3000～4000 mPa·s；

所述乙组分中的促进剂为2,4,6 -三（二甲氨基甲基）苯酚；

所述乙组分中的偶联剂为KH-550或KH-551；

所述乙组分中的防沉淀剂选自疏水性气相二氧化硅、2000目超细硅酸铝中的一种或两种；

所述乙组分中的填料选自400目硅微粉，1200目高岭土、9#石英砂中的一种或多种。

本发明还提供用于制备上述低温环氧植筋胶的制备方法，所述低温环氧植筋胶包括甲、乙两种组份，使用时,甲组份与乙组份重量混合比为2:0.9～1.1；甲、乙两种组份分别由如下方法制备：

在常温常压下，按重量配比称取原料，先将70.0～90.0份双酚A型环氧树脂、10.0～30.0份低粘度双酚F型环氧树脂、5.0～10.0份活性稀释剂、0.5～1.5份流变助剂、8.0～12.0份增韧剂1和2.0～5.0份触变剂混合搅拌均匀，然后加入8.0～15.0份增韧剂2和120.0～150.0份填料，搅拌均匀，包装即得低温环氧植筋胶的甲组分成品；

在常温常压下，按重量配比称取原料，将30.0～40.0份酚醛胺类固化剂、10.0～20.0份芳香胺类固化剂、1.0～4.0份促进剂、3.0～6.0份偶联剂加入到搅拌机中搅拌均匀，继续加入1.0～3.0份防沉淀剂和75.0～110.0份填料后继续搅拌混合均匀后出料，包装即得低温环氧植筋胶的乙组分成品；

其中，

所述甲组分中的双酚A型环氧树脂为E-51液态环氧树脂，其在25℃时的粘度为8000～12000 mPa·s；

所述甲组分中的低粘度双酚F型环氧树脂，其在25℃时的粘度为2800～3200 mPa·s；

所述甲组分中的活性稀释剂选自正丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚中的一种或多种；

所述甲组分中的增韧剂1为环氧内增韧剂；所述环氧内增韧剂为QS-BE环氧增韧剂或液体聚硫橡胶；

所述甲组分中的增韧剂2为环氧外增韧剂；所述环氧外增韧剂为晶须硫酸钙；

所述甲组分中的流变助剂为BYK-R606；

所述甲组分中的触变剂选自亲水型气相二氧化硅、2000目超细硅酸铝中的一种或两种；

所述甲组分中的填料选自400目硅微粉、1200目高岭土、9#石英砂中的一种或多种；

所述乙组分中的酚醛胺类固化剂为改性酚醛胺，其在25℃时的粘度为100～130 mPa·s；

所述乙组分中的芳香胺固化剂为改性芳香胺，其在25℃时的粘度为3000～4000 mPa·s；

所述乙组分中的促进剂为2,4,6 -三（二甲氨基甲基）苯酚；

所述乙组分中的偶联剂为KH-550或KH-551；

所述乙组分中的防沉淀剂选自疏水性气相二氧化硅、2000目超细硅酸铝中的一种或两种；

所述乙组分中的填料选自400目硅微粉，1200目高岭土、9#石英砂中的一种或多种。

本发明的设计原理是：(1) 通过复配双酚A型环氧树脂和低粘度双酚F型环氧树脂降低环氧体系粘度，可减少稀释剂的加入，既可以降低体系粘度，同时对体系强度影响小，达到能在低温情况下使用并且力学性能稳定的目的；(2) 复配低粘度酚醛胺固化剂和低粘度改性芳香胺固化剂来在低温条件下固化环氧体系，使体系强度符合要求，同时降低体系粘度，使得整个体系在低温环境下具有良好的施工性能； (3) 加入内增韧剂改性复配的环氧树脂，使固化物形成具有“海岛结构”的环氧树脂，增加体系韧性，提高体系耐疲劳性能；(4)加入外增韧剂晶须硫酸钙，由于晶须硫酸钙其本身的纤维状晶体结构，使得在受到外载荷作用时能有效传递应力，阻止聚合物基体裂纹扩展，从而降低材料的脆性，增强其韧性；(5) 加入适量的偶联剂增加体系的粘接性能，偶联剂分子一端能与无机物表面反应，一端能与有机物反应，以化学键的形式将两种性质不同的材料牢固地结合在一起，提高与被粘物的粘接强度，同时一定程度上降低体系粘度；(6) 加入少量的活性稀释剂（如缩水甘油醚）降低体系粘度，使体系粘度符合指标要求，且对其力学性能影响较小；(7) 加入少量流变助剂，增强气相二氧化硅的流变性能，使得二氧化硅更易添加，防止分层，并可改善和稳定触变性能；(8) 加入一定量的填料，可以改善胶的施工性能，以及稳定胶的反应速度，还可改善胶体的某些性能，如抗压，收缩等。

本发明与现有技术相比具有下列优点：

1．本发明低温环氧植筋胶，其性能指标如下：抗弯强度≥40.0MPa，抗压强度≥60.0MPa，钢-钢拉伸抗剪强度≥16.0MPa，拉伸强度≥25.0MPa，同时满足其在低温环境下（≥-5℃）植筋养护7天后的约束拉拔条件下带肋钢筋与混凝土的粘结强度≥11.0MPa，因此可在低温场合用来植筋。

2．本发明低温环氧植筋胶具有低温环境下施工性能优良、适用期长、强度高的优点，指标符合GB50728-2011《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》标准中锚固用胶粘剂安全性能指标要求。

3．本发明低温环氧植筋胶主要用于较低温度场合的锚固植筋工程，生产简单、性能优异、施工方便、性价比合理。

4．本发明的配方中不使用不饱和树脂，不使用丙酮、二甲苯、甲苯、苯乙烯等溶剂来稀释体系，固化体系中也不含乙二胺。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明具体实施的技术方案是：

实施例1

一种低温环氧植筋胶，包括甲组分和乙组分，具体包括如下组分（以重量计）：

上述低温环氧植筋胶制备方法如下：

(1) 甲组分的制备：按上述的重量配比称取原料，先将90.0份双酚A环氧树脂、10.0份低粘度双酚F环氧树脂、10.0份的活性稀释剂、12.0份增韧剂1、0.5份流变助剂、5.0份触变剂加入到液压式分散机中，高速搅拌1h，最后再加入8.0份增韧剂2和150.0份填料，中速搅拌0.5h后出料，包装即得甲组分成品；

(2) 乙组分的制备：按上述重量配比称取原料，将40.0份酚醛胺类固化剂、10.0份芳香胺类固化剂、4.0份促进剂、4.0份偶联剂加入到液压式分散机中，高速搅拌1h，最后加入3.0份防沉淀剂和110.0份填料，中速搅拌0.5h后出料，包装即得乙组分成品；

低温环氧植筋胶使用时，将甲组分与乙组分按2：1重量比混合均匀使用。

因为配方中乙组分复配使用了强度较高的改性酚醛胺固化剂和韧性较好的改性芳香胺固化剂，使得整个胶体有良好的综合性能。在环境温度为-5℃条件下，将经过温度平衡的甲乙组份胶样按2：1反应，成型试件，并且在此温度下养护 7d，养护期满后取出试件立即测试，测得其抗压强度：66.0MPa，钢-钢拉伸抗剪强度：20.1MPa，抗折强度为46.0MPa，用C30混凝土植筋直径为25mm的螺纹钢，深度150mm，拉拔结果钢筋断裂，测得拉拔强度为12.4MPa。

实施例2

一种低温环氧植筋胶，包括甲组分和乙组分，具体包括如下组分（以重量计）：

上述低温环氧植筋胶制备方法如下：

(1) 甲组分的制备：按上述的重量配比称取原料，先将85.0份双酚A环氧树脂、15.0低粘度双酚F环氧树脂、8.0份的活性稀释剂、8.0份增韧剂1、1.5份流变助剂、3.0份触变剂加入到液压式分散机中，高速搅拌1h，最后再加入15.0份增韧剂2和140.0份填料，中速搅拌0.5h后出料，包装即得甲组分成品；

(2) 乙组分的制备：按上述重量配比称取原料，将30.0份酚醛胺类固化剂、20.0份芳香胺类固化剂、3.0份促进剂、4.0份偶联剂加入到液压式分散机中，高速搅拌1h，最后加入2.0份防沉淀剂和105.0份填料，中速搅拌0.5h后出料，包装即得乙组分成品；

低温环氧植筋胶使用时，将甲组分与乙组分按2：1.1重量比混合均匀使用。

因为配方中乙组分复配使用了强度较高的改性酚醛胺固化剂和韧性较好的改性芳香胺固化剂，使得整个胶体有良好的综合性能。在环境温度为-5℃条件下，将经过温度平衡的甲乙组份胶样按2：1.1反应，成型试件，并且在此温度下养护 7d，养护期满后取出试件立即测试，测得其抗压强度：62.0MPa，钢-钢拉伸抗剪强度：19.8MPa，抗折强度为51.0MPa，用C30混凝土植筋直径为25mm的螺纹钢，深度150mm，拉拔结果钢筋断裂，测得拉拔强度为12.2MPa。

实施例3

一种低温环氧植筋胶，包括甲组分和乙组分，具体包括如下组分（以重量计）：

上述低温环氧植筋胶制备方法如下：

(1) 甲组分的制备：按上述的重量配比称取原料，先将70.0份双酚A环氧树脂、30.0低粘度双酚F环氧树脂、5.0份的活性稀释剂、10.0份增韧剂1、1.0份流变助剂、2.0份触变剂加入到液压式分散机中，高速搅拌1h，最后再加入12.0份增韧剂2和120.0份填料，中速搅拌0.5h后出料，包装即得甲组分成品；

(2) 乙组分的制备：按上述重量配比称取原料，将36.0份酚醛胺类固化剂、14.0份芳香胺类固化剂、1.0份促进剂、6.0份偶联剂加入到液压式分散机中，高速搅拌1h，最后加入1.0份防沉淀剂和75.0份填料，中速搅拌0.5h后出料，包装即得乙组分成品；

低温环氧植筋胶使用时，将甲组分与乙组分按2：0.9重量比混合均匀使用。

因为配方中乙组分复配使用了强度较高的改性酚醛胺固化剂和韧性较好的改性芳香胺固化剂，使得整个胶体有良好的综合性能。在环境温度为-5℃条件下，将经过温度平衡的甲乙组份胶样按2：0.9反应，成型试件，并且在此温度下养护 7d，养护期满后取出试件立即测试，测得其抗压强度：60.8MPa，钢-钢拉伸抗剪强度：17.2MPa，抗折强度为42.0MPa，用C30混凝土植筋直径为25mm的螺纹钢，深度150mm，拉拔结果钢筋断裂，测得拉拔强度为11.7MPa。

上述实施例1、实施例2、实施例3中：

所述甲组分中的双酚A型环氧树脂为E-51液态环氧树脂，其在25℃时的粘度为8000～12000 mPa·s；

所述甲组分中的低粘度双酚F型环氧树脂，其在25℃时的粘度为2800～3200 mPa·s；

所述甲组分中的活性稀释剂选自正丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚中的一种或多种；

所述甲组分中的增韧剂1为环氧内增韧剂；所述环氧内增韧剂为QS-BE环氧增韧剂或液体聚硫橡胶，其与环氧形成的固化物为具有“海岛结构”的混合体，能增加体系韧性，提高体系耐疲劳性能；

所述甲组分中的增韧剂2为环氧外增韧剂；所述环氧外增韧剂为晶须硫酸钙，由于其本身的纤维状晶体结构，使得在受到外载荷作用时能有效传递应力，阻止聚合物基体裂纹扩展，从而降低材料的脆性，增强其韧性；

所述甲组分中的流变助剂为BYK-R606，增强气相二氧化硅流变性能，改善和稳定体系的触变性能；

所述甲组分中的触变剂选自亲水型气相二氧化硅、2000目超细硅酸铝中的一种或两种；

所述甲组分中的填料选自400目硅微粉、1200目高岭土、9#石英砂中的一种或多种；

所述乙组分中的酚醛胺类固化剂为改性酚醛胺，其在25℃时的粘度为100～130 mPa·s；

所述乙组分中的芳香胺固化剂为改性芳香胺，其在25℃时的粘度为3000～4000 mPa·s；

所述乙组分中的促进剂为2,4,6 -三（二甲氨基甲基）苯酚，其商品名称为DMP-30；

所述乙组分中的偶联剂为KH-550或KH-551；

所述乙组分中的防沉淀剂选自疏水性气相二氧化硅、2000目超细硅酸铝中的一种或两种；

所述乙组分中的填料选自400目硅微粉，1200目高岭土、9#石英砂中的一种或多种。

 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.低温环氧植筋胶，其特征在于，包括甲、乙两种组份，使用时，甲组份与乙组份重量混合比为2:0.9～1.1；

以重量计，所述甲组分包括如下组分：

双酚A型环氧树脂            70.0～90.0份，

低粘度双酚F型环氧树脂    10.0～30.0份，

活性稀释剂          5.0～10.0份，

增韧剂1                 8.0～12.0份，

增韧剂2                 8.0～15.0份，

流变助剂            0.5～1.5份，

触变剂              2.0～5.0份，

填料                 120.0～150.0份；

以重量计，所述乙组分包括如下组分：

酚醛胺类固化剂           30.0～40.0份，

芳香胺类固化剂      10.0～20.0份，

促进剂              1.0～4.0份，

偶联剂              3.0～6.0份，

防沉淀剂            1.0～3.0份，

填料                     75.0～110.0份；

其中，

所述甲组分中的双酚A型环氧树脂为E-51液态环氧树脂，其在25℃时的粘度为8000～12000 mPa·s；

所述甲组分中的低粘度双酚F型环氧树脂，其在25℃时的粘度为2800～3200 mPa·s；

所述甲组分中的活性稀释剂选自正丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚中的一种或多种；

所述甲组分中的增韧剂1为环氧内增韧剂；所述环氧内增韧剂为QS-BE环氧增韧剂或液体聚硫橡胶；

所述甲组分中的增韧剂2为环氧外增韧剂；所述环氧外增韧剂为晶须硫酸钙；

所述甲组分中的流变助剂为BYK-R606；

所述甲组分中的触变剂选自亲水型气相二氧化硅、2000目超细硅酸铝中的一种或两种；

所述甲组分中的填料选自400目硅微粉、1200目高岭土、9#石英砂中的一种或多种；

所述乙组分中的酚醛胺类固化剂为改性酚醛胺，其在25℃时的粘度为100～130 mPa·s；

所述乙组分中的芳香胺固化剂为改性芳香胺，其在25℃时的粘度为3000～4000 mPa·s；

所述乙组分中的促进剂为2,4,6 -三（二甲氨基甲基）苯酚；

所述乙组分中的偶联剂为KH-550或KH-551；

所述乙组分中的防沉淀剂选自疏水性气相二氧化硅、2000目超细硅酸铝中的一种或两种；

所述乙组分中的填料选自400目硅微粉，1200目高岭土、9#石英砂中的一种或多种。

2.用于制备权利要求1所述低温环氧植筋胶的制备方法，其特征在于，所述低温环氧植筋胶包括甲、乙两种组份，使用时，甲组份与乙组份重量混合比为2:0.9～1.1；甲、乙两种组份分别由如下方法制备：

在常温常压下，按重量配比称取原料，先将70.0～90.0份双酚A型环氧树脂、10.0～30.0份低粘度双酚F型环氧树脂、5.0～10.0份活性稀释剂、0.5～1.5份流变助剂、8.0～12.0份增韧剂1和2.0～5.0份触变剂混合搅拌均匀，然后加入8.0～15.0份增韧剂2和120.0～150.0份填料，搅拌均匀，包装即得低温环氧植筋胶的甲组分成品；

在常温常压下，按重量配比称取原料，将30.0～40.0份酚醛胺类固化剂、10.0～20.0份芳香胺类固化剂、1.0～4.0份促进剂、3.0～6.0份偶联剂加入到搅拌机中搅拌均匀，继续加入1.0～3.0份防沉淀剂和75.0～110.0份填料后继续搅拌混合均匀后出料，包装即得低温环氧植筋胶的乙组分成品；

其中，

所述甲组分中的双酚A型环氧树脂为E-51液态环氧树脂，其在25℃时的粘度为8000～12000 mPa·s；

所述甲组分中的低粘度双酚F型环氧树脂，其在25℃时的粘度为2800～3200 mPa·s；

所述甲组分中的活性稀释剂选自正丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚中的一种或多种；

所述甲组分中的增韧剂1为环氧内增韧剂；所述环氧内增韧剂为QS-BE环氧增韧剂或液体聚硫橡胶；

所述甲组分中的增韧剂2为环氧外增韧剂；所述环氧外增韧剂为晶须硫酸钙；

所述甲组分中的流变助剂为BYK-R606；

所述甲组分中的触变剂选自亲水型气相二氧化硅、2000目超细硅酸铝中的一种或两种；

所述甲组分中的填料选自400目硅微粉、1200目高岭土、9#石英砂中的一种或多种；

所述乙组分中的酚醛胺类固化剂为改性酚醛胺，其在25℃时的粘度为100～130 mPa·s；

所述乙组分中的芳香胺固化剂为改性芳香胺，其在25℃时的粘度为3000～4000 mPa·s；

所述乙组分中的促进剂为2,4,6 -三（二甲氨基甲基）苯酚；

所述乙组分中的偶联剂为KH-550或KH-551；

所述乙组分中的防沉淀剂选自疏水性气相二氧化硅、2000目超细硅酸铝中的一种或两种；

所述乙组分中的填料选自400目硅微粉，1200目高岭土、9#石英砂中的一种或多种。