CN104212223B - 一种高速铁路无砟轨道硅酮嵌缝材料的界面剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高速铁路无砟轨道硅酮嵌缝材料的界面剂及其制备方法，该材料由下列质量份数的原料组成：多氨基硅烷100份，稀释剂100～300份，防老剂0.1～0.6份，储存稳定剂0.5～2份。其制备方法为，将多氨基硅烷和稀释剂搅拌均匀后，再加入防老剂和储存稳定剂混合均匀即可。该界面剂具有施工性能好、界面粘结性强、耐老化性优越以及储存期长等特点，适用于高速铁路无砟轨道混凝土伸缩缝硅酮嵌缝材料的施工，宜适用于硅酮嵌缝材料脱粘修复时的界面处理。

Description

一种高速铁路无砟轨道硅酮嵌缝材料的界面剂及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种高速铁路无砟轨道硅酮嵌缝材料的界面剂及其制备方法。

背景技术

随着高速铁路网建设的快速发展，无砟轨道结构已成为我国高速铁路建设所采用的主要轨道结构型式。在无砟轨道结构中，为适应不同温度下混凝土结构的变形，需要隔一段距离设置一条伸缩缝。同时，在轨道结构与线下基础、线间防水层的接口处也需要预留伸缩缝，伸缩缝内嵌填硅酮、聚氨酯或沥青等嵌缝材料，起到防水密封的作用。目前，我国高速铁路无砟轨道伸缩缝嵌缝材料面临的主要问题是嵌缝材料与混凝土界面脱粘，导致密封失效，水从接缝进入混凝土结构内部导致钢筋锈蚀，对无砟轨道混凝土结构耐久性造成较大的损伤。

高速铁路无砟轨道混凝土伸缩缝嵌缝施工时，混凝土基材表面往往存在灰尘及浮渣，界面清理难度大，死角多，不易彻底清理干净，表面浮浆为薄弱层，降低了界面粘结强度。嵌填硅酮嵌缝材料后，嵌缝材料与基材之间存在弱界面层，导致界面易脱粘。同时，硅酮嵌缝材料与多孔性的混凝土界面粘结性较差，这是由于硅酮密封材料自身具有触变性，导致其很难通过材料自身的流动而浸润和渗透到混凝土等多孔材料表面孔隙之中，因此，为保证嵌缝材料与混凝土基材的粘结性，通常采用界面剂对粘接面进行处理，从而使混凝土凹凸面与嵌缝材料充分接触，形成楔形互锁式连接。

现有双组份环氧树脂界面剂主要存在问题有：粘度大，浸润性差，冬季无法施工；施工时需要现场计量搅拌，施工工艺复杂，极易因计量误差导致界面剂长期不固化；固化速度慢，晾置时间长等缺点。单组份聚氨酯固化剂存在着储存稳定性差，储存期短等问题。另外，在现有嵌缝材料脱粘修复技术中，常采用将原嵌缝材料彻底清除后重新嵌填嵌缝材料的措施来处理嵌缝材料与混凝土基材间脱粘现象。该技术施工工作量大，施工效率低，若清理不干净，易导致修复质量差。而采用界面剂对原嵌缝材料界面及基材进行处理后再在脱粘位置嵌填一层硅酮嵌缝材料，既提高了施工效率，又保证新老嵌缝材料之间的牢固粘结作用。目前，针对高速铁路无砟轨道混凝土伸缩缝变形量大、界面不易清理干净的工况特点，尚无专门针对高速铁路无砟轨道混凝土伸缩缝硅酮嵌缝材料的界面剂。因此，宜选择一种施工性能好、界面粘结性强、耐老化性优越以及储存期长的硅酮嵌缝材料界面剂。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供了一种施工性能好、界面粘结性强、耐老化性优越以及储存期长的硅酮嵌缝材料界面剂，本发明的另一个目的是作为一种用硅酮嵌缝材料对已失效的沥青类或聚氨酯类嵌缝材料进行修复时的界面处理剂。

技术方案：为了实现以上目的，本发明提供了一种高速铁路无砟轨道硅酮嵌缝材料的界面剂，该材料由下列重量份数的原料组成：多氨基硅烷100份，稀释剂100～300份，防老剂0.1～0.6份，储存稳定剂0.5～2份。

所述多氨基硅烷为甲氧基硅烷，具体可为N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，N，N’-双(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

所述稀释剂为低沸点溶剂，具体可为丙酮，甲乙酮，乙酸乙酯，二氯甲烷中的一种或几种，沸点≤100℃。

所述防老剂为抗氧剂，具体可为3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯，硫代二丙酸二月桂酯中的一种或两种。

所述储存稳定剂是含异氰酸酯基硅烷，具体可为3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷，3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种。

所述一种高速铁路无砟轨道硅酮嵌缝材料界面剂的制备方法，包括以下步骤：在100份多氨基硅烷中加入100～300份稀释剂，搅拌均匀后，再加入0.1～0.6份防老剂和0.5～2份储存稳定剂，常温下搅拌混合均匀而成。

工作机理：

本发明通过引入多氨基甲氧基硅烷，提高极性基团在粘结界面上形成化学键的可能性，为粘结界面上分子间紧密接近而获得最大的分子间作用力和化学作用力创造了条件；添加低沸点稀释剂，改善了硅酮嵌缝材料与混凝土基材表面的润湿性，同时能有效排除嵌缝材料与基材表面吸附的气体，减少粘结界面上的孔隙率，防止界面形成粘结薄弱层；掺入防老剂，可有效阻止因长期服役于室外暴露环境下引发的热氧降解；含异氰酸酯基硅烷的加入，具有吸附或清除游离水分功能，实现了材料储存期达一年以上。

有益效果：本发明提供的一种高速铁路无砟轨道硅酮嵌缝材料的界面剂，经过大量试验对比研究发现，相对现有技术具有以下优异的性能：

(1)施工性能好，粘度低，浸润性好，有效排除混凝土界面吸附的气泡；

(2)粘结性能高，固定混凝土基材表面灰尘，可大幅提高硅酮嵌缝材料与混凝土基材的界面粘结性能；

(3)老化性能佳，耐热氧老化能力好，热空气循环老化7d后定伸粘结性无破坏；

(4)储存性能好，成品性能稳定，不易水解，室温下储存期可达1年；

(5)用途广，可作为硅酮嵌缝材料脱粘修复时的界面处理剂。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详述。这些实施实例仅限用于解释说明本发明，而不限制本发明的范围。

实施例1

材料组成：

制备方法：在100份N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中加入100份丙酮，搅拌均匀后，再加入0.1份3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯和0.5份3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷，常温下搅拌混合均匀而成。

主要性能见表1。

实施例2

材料组成：

制备方法：在100份N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中加入160份甲乙酮，搅拌均匀后，再加入0.2份3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯和1.1份3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷，常温下搅拌混合均匀而成。

甲氧基硅烷，常温下搅拌混合均匀而成。

主要性能见表1。

实施例3

材料组成：

制备方法：在100份N，N’-双(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中加入300份二氯甲烷，搅拌均匀后，再加入0.4份硫代二丙酸二月桂酯和1.2份3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷和0.5份3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷，常温下搅拌混合均匀而成。

主要性能见表1。

实施例4

材料组成：

制备方法：在50份N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和50份N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中加入200份乙酸乙酯，搅拌均匀后，再加入0.6份3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯和0.5份3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷，常温下搅拌混合均匀而成。

主要性能见表1。

实施例5

材料组成：

制备方法：在100份N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中加入80份二氯甲烷和100份乙酸乙酯，搅拌均匀后，再加入0.1份硫代二丙酸二月桂酯和2份3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷，常温下搅拌混合均匀而成。

主要性能见表1。

对比例1

材料组成：

γ-(2，3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷100份

乙醇300份

制备方法：在100份γ-(2，3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中加入300份乙醇，常温下搅拌混合均匀而成。

主要性能见表1。

对比例2

材料组成：

γ-氨丙基三乙氧基硅烷100份

四氯化碳200份

制备方法：在100份γ-氨丙基三乙氧基硅烷中加入200份四氯化碳，常温下搅拌混合均匀而成。

主要性能见表1。

对比例3

材料组成：

γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷100份

异丙醇100份

制备方法：在100份γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中加入100份异丙醇，常温下搅拌混合均匀而成。

主要性能见表1。

对实施例及对比例主要性能见下表1。

表1实施例及对比例综合性能测试结果

Claims (2)

1.一种高速铁路无砟轨道硅酮嵌缝材料的界面剂，其特征在于：该材料组成按质量份计为：

所述多氨基硅烷为N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，N，N’-双(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种，所述稀释剂为丙酮，甲乙酮，乙酸乙酯，二氯甲烷中的一种或几种，所述防老剂为3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯，硫代二丙酸二月桂酯中的一种或两种，所述储存稳定剂为3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷，3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种。

2.根据权利要求1所述的一种高速铁路无砟轨道硅酮嵌缝材料的界面剂的制备方法，其特征在于：所述界面剂的制备方法为：在100份多氨基硅烷中加入100～300份稀释剂，搅拌均匀后，再加入0.1～0.6份防老剂和0.5～2份储存稳定剂，在常温下搅拌混合均匀而成。