CN106085321A - 一种用于粘结碳板的环氧结构胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种预应力粘结碳板环氧结构粘结剂,由A组分及B组分组成,所述A组分与B组分在使用时按照A:B=2:1的比例混合后使用;所述A组分由占A组分总质量比的以下组分组成:(由环氧值N/100为0.48‑0.54与环氧值N/100为0.41‑0.47混合而成)混合型环氧树脂40‑45%,聚氨酯改性环氧树脂2‑4%,活性稀释剂2‑3%,偶联剂0.2‑0.3%,触变剂1‑2%,纳米粉体填充料40‑45%,其它填充料5‑10%组成;所述B组分由占B组分总质量比的以下组分组成:改性胺类固化剂35‑40%,偶联剂0.5‑1%,触变剂1‑2%,纳米粉体填充料3‑5%,其它填充料45‑55%,高强纤维0.1‑0.5%组成,本发明具有良好的弹性模量,受力协调性好,与碳板的膨胀系数一致,因此不会受温度变化而失去粘结性能,并且即使在冬季也不会产生结晶,因此,不会造成断裂现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于粘结碳板的环氧结构胶粘剂及其制备方法。
背景技术
在土木工程领域:如建筑、桥梁、水利、市政、港口、铁路等及钢结构及轮船维修加固领域,碳纤维板加固混凝土结构、钢结构是目前新兴的土木工程加固维修技术,通过胶粘剂粘结在混凝土或钢材表面,发挥其具有的高抗拉强度的特点,并同混凝土或钢材共同受力,起到补强混凝土结构或钢结构的目的,但目前这种将碳纤维板粘结在钢材和混凝土上的结构胶存在如下缺点:(1)、这种结构胶不匹配钢材的弹性模量,因碳板的弹性模量与钢材并不一致,因此受力协同性并不好;(2)、这种结构胶的热膨胀系数与碳板不一致,易造成受温度变化而部分失去粘结性能;(3)现有结构胶冬季极易结晶,不方便实用。
发明内容
为解决现有技术存在的问题,本发明提供一种预应力粘结碳板的环氧结构粘结剂及其制备方法,本发明具有良好的弹性模量,受力协调性好,与碳板的膨胀系数基本一致,因此不会受温度变化而失去粘结性能,并且即使在冬季也不会产生结晶。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种预应力粘结碳板环氧结构粘结剂,由A组分及B组分组成,所述A组分与B组分在使用时按照A:B=2:1的比例混合后使用;
所述A组分由占A组分总质量比的以下组分组成:(由环氧值N/100为0.48-0.54 与环氧值N/100为0.41-0.47混合而成)混合型环氧树脂40-45%,聚氨酯改性环氧树脂2-4%,活性稀释剂2-3%,偶联剂0.2-0.3%,触变剂1-2%,纳米粉体填充料40-45%,其它填充料5-10%组成;
所述B组分由占B组分总质量比的以下组分组成:改性胺类固化剂35-40%,偶联剂0.5-1%,触变剂1-2%,纳米粉体填充料3-5%,其它填充料45-55%,高强纤维0.1-0.5%组成。
作为优选,所述混合型环氧树脂由环氧值N/100为0.48-0.54 与环氧值N/100为0.41-0.47按照0.2-1:0.2-1的比例混合而成。
作为优选,所述活性稀释剂为小分子环氧树脂。
作为优选,所述A组分中的偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,所述B组分中的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
作为优选,所述触变剂为气相白炭黑,所述纳米粉体填充料为纳米碳酸钙,所述其它填充料为石英粉。
一种预应力粘结碳板环氧结构粘结剂制备方法,采用以下制备工艺制得A组分及B组分,在使用时按照A:B=2:1的比例混合后使用;
(1)制备A组分:
a称取占A组分总质量比的以下组分:(由环氧值N/100为0.48-0.54 与环氧值N/100为0.41-0.47混合而成) 混合型环氧树脂40-45%,聚氨酯改性环氧树脂2-4%,活性稀释剂2-3%,偶联剂0.2-0.3%,触变剂1-2%,纳米粉体填充料40-45%,其它填充料5-10%,待用;
b将步骤a称取的混合型环氧树脂,聚氨酯改性环氧树脂,活性稀释剂,偶联剂放入搅拌机中混合,在60℃高速搅拌10分钟;
c将步骤a称取的触变剂,纳米粉体填充料放入步骤b中的搅拌机中混合,高速搅拌10分钟;
d将步骤a称取的其它填充料放入步骤c中的搅拌机中混合,低速搅拌10分钟,制得A组分;
(2)制备B组分:
a称取占B组分总质量比的以下组分:改性胺类固化剂35-40%,偶联剂0.5-1%,触变剂1-2%,纳米粉体填充料3-5%,其它填充料45-55%,高强纤维0.1-0.5%组成,待用;
b将步骤a称取的改性胺类固化剂,偶联剂放入搅拌机中混合,在30℃高速搅拌10分钟;
c将步骤a称取的触变剂,纳米粉体填充料放入步骤b中的搅拌机中混合,高速搅拌10分钟;
d将步骤a称取的其它填充料,高强纤维放入步骤c中的搅拌机中混合,低速搅拌10分钟,制得B组分。
作为优选,一种预应力粘结碳板环氧结构粘结剂制备方法中使用的混合型环氧树脂由环氧值N/100为0.48-0.54 与环氧值N/100为0.41-0.47按照0.2-1:0.2-1的比例混合而成。
作为优选,一种预应力粘结碳板环氧结构粘结剂制备方法中使用的活性稀释剂为小分子环氧树脂。
作为优选,一种预应力粘结碳板环氧结构粘结剂制备方法中所述A组分中的偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,所述B组分中的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
作为优选,一种预应力粘结碳板环氧结构粘结剂制备方法中使用的所述触变剂为气相白炭黑,所述纳米粉体填充料为纳米碳酸钙,所述其它填充料为石英粉。
作为优选,所述搅拌机为双行星多功能搅拌机。
由于本发明采用混合型环氧树脂,并且所采用混合物为环氧值N/100为0.48-0.54与环氧值N/100为0.41-0.47,因此,可充分发挥两者的特质有益效果,两种不同分子量的树脂混在一起,既有合适的粘度,也减少了收缩,提高了强度,防止了结晶。
由于本发明采用混合型环氧树脂,聚氨酯改性环氧树脂;是一类由不同柔性链段嵌段而成的带有活性基团的液体聚合物,该增韧剂是低粘度液体与环氧树脂及固化剂相容性好,增韧原理就是在未固化前,它与环氧树脂及固化剂是均相存在于体系中,而一旦固化开始此增韧剂便开始分相均匀分布在固化体系中形成海岛结构状,因为该增韧剂在固化完成后形成小的海岛结构,均匀的分布在体系中,它可以大量吸收固化时产生的收缩应力,使收缩应力降到最低限度,从而增加了粘结强度,提高了胶粘剂的韧性和耐疲劳性。
本发明采用活性稀释剂:小分子环氧树脂,其可有效降低树脂体系黏度,提高胶粘剂对粘结面的浸润,从而提高粘结强度。
本发明同时采用触变剂,该触变剂可有效改善胶的触变形,进一步增加了本案专利的有益效果。
在B组分中,本发明采用改性胺类固化剂;其是一种脂环胺、芳香胺和少量脂肪胺的改性混合物,脂环胺、芳香胺能够提高体系的耐老化性,脂肪胺可以提高胶的粘结力和胶固化的速度;另外混合胺能够提高体系的韧性,从而改善胶粘剂的韧性和抗疲劳能力。
在B组分中,本发明采用的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷,其可提高耐水耐老化能力和粘结能力。
本发明A组分和B组分同时采用纳米粉体填充料和其它填充料,纳米粉体填充料可有效改善体系的触变性,提高胶结强度,并且石英粉可有效降低成本,同时不降低胶的力学指标。
在B组分中,本发明还采用高强纤维,该高强纤维可有效提高韧性和胶体抗拉强度。
具体实施方式
一种预应力粘结碳板环氧结构粘结剂,由A组分及B组分组成,所述A组分与B组分在使用时按照A:B=2:1的比例混合后使用;
所述A组分由占A组分总质量比的以下组分组成:(由环氧值N/100为0.48-0.54 与环氧值N/100为0.41-0.47混合而成)混合型环氧树脂40-45%,聚氨酯改性环氧树脂2-4%,,KH5600.2-0.3%,气象白炭黑1-2%,纳米碳酸钙40-45%,石英粉5-10%组成;
所述B组分由占B组分总质量比的以下组分组成:改性胺类固化剂35-40%,KH550 0.5-1%,气象白炭黑1-2%,纳米碳酸钙3-5%,石英粉45-55%,高强纤维0.1-0.5%组成。
作为优选,所述混合型环氧树脂由环氧值N/100为0.48-0.54 与环氧值N/100为0.41-0.47按照0.2-1:0.2-1的比例混合而成。
一种预应力粘结碳板环氧结构粘结剂制备方法,采用以下制备工艺制得A组分及B组分,在使用时按照A:B=2:1的比例混合后使用;
(1)制备A组分:
a称取占A组分总质量比的以下组分:(由环氧值N/100为0.48-0.54 与环氧值N/100为0.41-0.47混合而成) 混合型环氧树脂40-45%,聚氨酯改性环氧树脂2-4%,,KH560 0.2-0.3%,气象白炭黑1-2%,纳米碳酸钙40-45%,石英粉5-10%,待用;
b将步骤a称取的混合型环氧树脂,聚氨酯改性环氧树脂,小分子环氧树脂,KH560放入搅拌机中混合,在60℃高速搅拌10分钟;
c将步骤a称取的气象白炭黑,纳米碳酸钙放入步骤b中的搅拌机中混合,高速搅拌10分钟;
d将步骤a称取的石英粉放入步骤c中的搅拌机中混合,低速搅拌10分钟,制得A组分;
(2)制备B组分:
a称取占B组分总质量比的以下组分:改性胺类固化剂35-40%,KH550 0.5-1%,气象白炭黑1-2%,纳米碳酸钙3-5%,石英粉45-55%,高强纤维0.1-0.5%;
b将步骤a称取的改性胺类固化剂,KH550放入搅拌机中混合,在30℃高速搅拌10分钟;
c将步骤a称取的气象白炭黑,纳米碳酸钙放入步骤b中的搅拌机中混合,高速搅拌10分钟;
d将步骤a称取的石英粉,高强纤维放入步骤c中的搅拌机中混合,低速搅拌10分钟,制得B组分;
作为优选,一种预应力粘结碳板环氧结构粘结剂制备方法中使用的混合型环氧树脂由环氧值N/100为0.48-0.54 与环氧值N/100为0.41-0.47按照0.2-1:0.2-1的比例混合而成。
作为优选,所述搅拌机为双行星多功能搅拌机。
显而易见,上述实施方式仅仅为本发明的其中一个实施例,任何在本发明基础上做出的简单改进均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种预应力粘结碳板环氧结构粘结剂,其特征在于由A组分及B组分组成,所述A组分与B组分在使用时按照A:B=2:1的比例混合后使用;
所述A组分由占A组分总质量比的以下组分组成:(由环氧值N/100为0.48-0.54 与环氧值N/100为0.41-0.47混合而成)混合型环氧树脂40-45%,聚氨酯改性环氧树脂2-4%,活性稀释剂2-3%,偶联剂0.2-0.3%,触变剂1-2%,纳米粉体填充料40-45%,其它填充料5-10%组成;
所述B组分由占B组分总质量比的以下组分组成:改性胺类固化剂35-40%,偶联剂0.5-1%,触变剂1-2%,纳米粉体填充料3-5%,其它填充料45-55%,高强纤维0.1-0.5%组成。
2.根据权利要求1所述的一种能够预应力粘结碳板的环氧结构粘结剂,其特征在于所述混合型环氧树脂由环氧值N/100为0.48-0.54 与环氧值N/100为0.41-0.47按照0.2-1:0.2-1的比例混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种能够预应力粘结碳板的环氧结构粘结剂,其特征在于所述活性稀释剂为小分子环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的一种能够预应力粘结碳板的环氧结构粘结剂,其特征在于所述A组分中的偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,所述B组分中的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的一种能够预应力粘结碳板的环氧结构粘结剂,其特征在于所述触变剂为气相白炭黑,所述纳米粉体填充料为纳米碳酸钙,所述其它填充料为石英粉。
6.一种预应力粘结碳板环氧结构粘结剂制备方法,其特征在于采用以下制备工艺制得A组分及B组分,在使用时按照A:B=2:1的比例混合后使用;
制备A组分:
a称取占A组分总质量比的以下组分:(由环氧值N/100为0.48-0.54 与环氧值N/100为0.41-0.47混合而成)混合型环氧树脂5-15%,聚氨酯改性环氧树脂1-3%,活性稀释剂0.5-1%,偶联剂1-3%,触变剂2-6%,纳米粉体填充料10-80%,其它填充料10-80%,待用;
b将步骤a称取的混合型环氧树脂,聚氨酯改性环氧树脂,活性稀释剂,偶联剂放入搅拌机中混合,在60℃高速搅拌10分钟;
c将步骤a称取的触变剂,纳米粉体填充料放入步骤b中的搅拌机中混合,高速搅拌10分钟;
d将步骤a称取的其它填充料放入步骤c中的搅拌机中混合,低速搅拌10分钟,制得A组分;
制备B组分:
a称取占B组分总质量比的以下组分:改性胺类固化剂35-40%,偶联剂0.5-1%,触变剂1-2%,纳米粉体填充料3-5%,其它填充料45-55%,高强纤维0.1-0.5%组成,待用;
b将步骤a称取的改性胺类固化剂,偶联剂放入搅拌机中混合,在30℃高速搅拌10分钟;
c将步骤a称取的触变剂,纳米粉体填充料放入步骤b中的搅拌机中混合,高速搅拌10分钟;
d将步骤a称取的其它填充料,高强纤维放入步骤c中的搅拌机中混合,低速搅拌10分钟,制得B组分。
7.根据权利要求2所述的一种预应力粘结碳板环氧结构粘结剂制备方法,其特征在于所述混合型环氧树脂由环氧值N/100为0.48-0.54 与环氧值N/100为0.41-0.47按照0.2-1:0.2-1的比例混合而成。
8.根据权利要求2所述的一种预应力粘结碳板环氧结构粘结剂制备方法,其特征在于所述活性稀释剂为小分子环氧树脂。
9.根据权利要求2所述的一种预应力粘结碳板环氧结构粘结剂制备方法,其特征在于所述A组分中的偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,所述B组分中的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
10.根据权利要求2所述的一种预应力粘结碳板环氧结构粘结剂制备方法,其特征在于所述触变剂为气相白炭黑,所述纳米粉体填充料为纳米碳酸钙,所述其它填充料为石英粉。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161109 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |