CN106280276B - 一种环保低粘度高强型环氧基化学灌浆材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种环保低粘度高强型环氧基化学灌浆材料包含以下按质量份计的成分：50～80份环氧树脂、20～50份交联稀释剂、5～10份固化剂、1～10份引发剂、1～5份促进剂。本发明选用交联稀释剂取代了现有技术的活性稀释剂，其组份不包含甲醛、丙酮等易挥发材料，对人体及环境友好，符合绿色发展理念；且初始浆液的粘度低，可灌性优良，具有排水性，可在水中固化，在凝胶固化时收缩率小，固化体积稳定，且固化物力学性能优秀；浆液配比简单，易于掌握，原材料易于购买，便于储运。

Description

一种环保低粘度高强型环氧基化学灌浆材料

技术领域：

本发明涉及一种环保型化学灌浆材料，具体涉及一种一种环保低粘度高强型环氧基化学灌浆材料。

背景技术：

作为应用最为广泛的化学灌浆材料——环氧树脂灌浆材料与混凝土材料相比，具有强度高、粘接力强、耐化学腐蚀的特点，经过科研单位的不断探索与配方改良，弥补了其耐寒耐热性、耐冲击震动、耐疲劳等短板指标，被广泛应用于混凝土构筑物的裂缝补强加固及机械设备的底座或平台的缝隙填充浇灌。

环氧树脂的粘度很大，在环氧树脂灌浆材料的发展过程中，大家都不约而同地将降低灌浆材料的粘度，增加其可灌性作为优化灌浆材料的首要课题。随着材料科技的日益发展，行业内涌现出很多降低环氧灌浆材料粘度的技术路线，例如微乳化技术、水性环氧树脂等，但目前应用最为广泛的仍然是利用活性稀释剂降低环氧树脂的粘度，从而使灌浆液获得良好的可灌性。传统的活性稀释剂，例如糠醛—丙酮系列，由于其环保性的限制，已逐渐退出市场。以牺牲灌浆材料力学性质为代价的缩水甘油醚作为稀释剂，虽然解决了环保问题，但由于其掺量的限制导致初始粘度难以到达理想状态。因此，在化学材料的海洋中寻求合理的组份，解决现有技术中环氧基灌浆材料存在的上述问题成为迫切需要，可以推动化学灌浆技术在工程建设领域发挥更大的效用。

发明内容：

本发明的主要目的在于克服现有的环氧树脂灌浆材料在环保性及力学性能的不足，提供了一种环保型初始粘度低、固化物强度高、可灌性好且能在水下固化并保持良好的力学性能的一种环保低粘度高强型环氧基化学灌浆材料。

本发明提供了一种环保低粘度高强型环氧基化学灌浆材料，包含以下按照质量份计的成份：

所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂。

所述的双酚A型环氧树脂为E-35型环氧树脂、E-44型环氧树脂或E-51型环氧树脂中的一种或至少两种。

所述的交联稀释剂为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸羟丁酯的一种或至少两种。

所述的固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一种或至少两种。

所述的促进剂为N,N二甲基苯胺、乙基咪唑或二甲基咪唑中的一种。

所述的引发剂为过氧化物与惰性溶剂按照质量比(50～80)：

(20～50)的配比配制获得。

所述的过氧化物为有机过氧化物中的一种或至少两种。

所述的过氧化物为过氧化苯甲酰、过氧化环己酮、过氧化二月桂酰、过氧化叔丁酯中的一种或至少两种。

所述的惰性溶液为芳香脂中的一种或两种。

所述的惰性溶液为邻苯二甲酸二丁酯。

本发明的有益效果：

1)本发明选用交联稀释剂取代了现有技术的活性稀释剂如糠醛—丙酮系列及以牺牲灌浆材料力学性质为代价的缩水甘油醚，其组份不包含甲醛、丙酮等易挥发材料，对人体及环境友好，符合绿色发展理念；且初始浆液的粘度低，固化物力学性能优秀，浆液配比简单，易于掌握，原材料易于购买，便于储运。

2)本材料的组成成分均参与固化反应，由液态至固态的反应过程没有质量损失，体积稳定性优良，所以该材料对所填充空间的充实效果优于其他同类产品。

3)本材料在潮湿环境中依然保持良好的固化反应，并且温度适应性较好，在-5摄氏度至55摄氏度的环境温度中材料的工作性不受影响，并且可以通过组份比例变化实现固化时间调节。

4)本材料可灌性在环氧基灌浆材料中保持领先水平，其正常工作粘度值低于同类产品，经工程实践证明，小于0.1mm的裂缝均可以有效灌入(规程规范中规定：大于0.3mm的裂缝需要灌浆)。

5)本材料固化强度值非常高，远大于一般性能的混凝土强度值，弹性模量为混凝土弹性模量的1/30至1/40，相对混凝土而言可近似认为具有一定的弹性。

具体实施方式：

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段，以下结合较佳实施例，对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

一种环保低粘度高强型环氧基化学灌浆材料，包含以下按照质量份计的成份：

本发明选用交联稀释剂取代了现有技术的活性稀释剂如糠醛—丙酮系列及以牺牲灌浆材料力学性质为代价的缩水甘油醚，其组份不包含甲醛、丙酮等易挥发材料，对人体及环境友好，符合绿色发展理念；且初始浆液的粘度低，固化物力学性能优秀，浆液配比简单，易于掌握，原材料易于购买，便于储运。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，双酚A型环氧树脂为E-35型环氧树脂、E-44型环氧树脂或E-51型环氧树脂中的一种或至少两种。

所述的交联稀释剂为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸羟丁酯的一种或至少两种。

所述的固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一种或至少两种。

所述的促进剂为N,N二甲基苯胺、乙基咪唑或二甲基咪唑中的一种。

所述的引发剂为过氧化物与惰性溶剂按照质量比(50～80)：(20～50)的配比混合，静置24小时后，经充分脱水获得。

所述的过氧化物为有机过氧化物中的一种或至少两种；所述的过氧化物更优选为过氧化苯甲酰、过氧化环己酮、过氧化二月桂酰、过氧化叔丁酯中的一种或至少两种。

所述的惰性溶液为芳香脂中的一种或两种；所述的惰性溶液更优选为邻苯二甲酸二丁酯。

本发明所述的一种环保低粘度高强型环氧基化学灌浆材料由以下制备方法获得：

1)将上述的环氧树脂和交联稀释剂混合得到A液；将上述的固化剂和促进剂混合得到B液；引发剂单独构成C组份；

2)使用时先将A液与B液混合搅拌均匀，然后加入C组份，搅拌均匀后获得无毒低粘度高强型环氧基环氧灌浆材料。

本材料的组成成分均参与固化反应，由液态至固态的反应过程没有质量损失，体积稳定性优良，所以该材料对所填充空间的充实效果优于其他同类产品。

实施例3：

本实施例中各组分的配比为：

A液：75质量份E-51型环氧树脂与25质量份甲基丙烯酸甲酯混合均匀得到；

B液：10质量份二乙烯三胺与4质量份N,N二甲基苯胺混合均匀得到；

C液的制备：将65质量份过氧化苯甲酰与50质量份邻苯二甲酸二丁酯均匀混合，静置24小时后，充分脱水得到引发剂。

使用时将A液、B液与8质量份的C液混合均匀得到一种环保低粘度高强型环氧基化学灌浆材料。

实施例4：

本实施例中各组分的配比为：

A液：65质量份E-51型环氧树脂与35质量份丙烯酸丁酯混合均匀得到；

B液：9质量份三乙烯四胺与2质量份二甲基咪唑混合均匀得到；

C液的制备：将55质量份过氧化环己酮与45质量份邻苯二甲酸二丁酯均匀混合，静置24小时后，充分脱水得到引发剂。

使用时将A液、B液与4质量份的C液混合均匀得到一种环保低粘度高强型环氧基化学灌浆材料。

实施例5：

本实施例中各组分的配比为：

A液：55质量份E-44型环氧树脂与45质量份甲基丙烯酸甲酯混合均匀得到；

B液：8质量份二乙烯三胺与3质量份N,N二甲基苯胺混合均匀得到；

C液的制备：将65质量份过氧化苯甲酰与50质量份邻苯二甲酸二丁酯均匀混合，静置24小时后，充分脱水得到引发剂。

使用时将A液、B液与6质量份的C液混合均匀得到一种环保低粘度高强型环氧基化学灌浆材料。

实施例6：

本实施例中各组分的配比为：

A液：65质量份E-44型环氧树脂与35质量份甲基丙烯酸甲酯混合均匀得到；

B液：9质量份三乙烯四胺与2质量份二甲基咪唑混合均匀得到；

C液的制备：将65质量份过氧化苯甲酰与50质量份邻苯二甲酸二丁酯均匀混合，静置24小时后，充分脱水得到引发剂。

使用时将A液、B液与4质量份的C液混合均匀得到一种环保低粘度高强型环氧基化学灌浆材料。

实施例7：

本实施例中各组分的配比为：

A液：55质量份E-51型环氧树脂与45质量份甲基丙烯酸甲酯混合均匀得到；

B液：8质量份二乙烯三胺与1.5质量份N,N二甲基苯胺混合均匀得到；

C液的制备：将55质量份过氧化环己酮与45质量份邻苯二甲酸二丁酯均匀混合，静置24小时后，充分脱水得到引发剂。

使用时将A液、B液与3质量份的C液混合均匀得到一种环保低粘度高强型环氧基化学灌浆材料。

实施例效果

将实例3～7制备的环氧基灌浆材料进行物理、力学指标测定，该指标包括：浆液初始粘度、适用期、灌注能力、体积收缩率、抗压强度、粘接强度。其中：初始粘度是指灌浆材料混合均匀后立即使用旋转粘度计测定的粘度，参照GB/T2794-2013标准测定；适用期是指灌浆材料粘度从初始粘度到达200mPa·s所经历的时间，参照GB/T7123.1-2002标准测定；灌注能力及体积收缩率参照JG/T333-2011标准测定，抗压强度参照GB/T2567-2008标准测定，粘接强度参照JG/T1041-2007标准测定。

灌浆材料主要性能指标如表1所示：

表1环氧基灌浆材料主要性能指标

测定结果如表2所列：

表2一种环保低粘度高强型环氧基化学灌浆材料的物理、力学指标

表2列出了基于本发明的一种环保低粘度高强型环氧基化学灌浆材料实例3～7的物理、力学指标测定。相应指标测定值表明：本发明所制备的一种环保低粘度高强型环氧基化学灌浆材料，其初始粘度在30mPa·s以下，且通常不超过20mPa·s，灌注能力指标远低于8min的标准指标要求，说明灌浆材料具有优良的可灌注能力；灌浆材料的适用期在145min到330min之间，并且可以通过组份变化进行调节，可满足不同工况下的灌浆时间需求；灌浆材料的体积收缩率小于0.8％，从而保障了灌浆材料对被灌体的填充效果；灌浆材料固化物的抗压强度最高达到了91MPa，并且不低于80MPa，干燥条件下粘接强度最大为5.1MPa，在浸水环境中粘接强度不低于3.0MPa，证明灌浆材料的力学性能优于一般混凝土的力学性能，从而对混凝土开裂发挥有效的补强作用。

本材料在潮湿环境中依然保持良好的固化反应，并且温度适应性较好，在-5摄氏度至55摄氏度的环境温度中材料的工作性不受影响，并且可以通过组份比例变化实现固化时间调节。本材料可灌性在环氧基灌浆材料中保持领先水平，其正常工作粘度值低于同类产品，经工程实践证明，小于0.1mm的裂缝均可以有效灌入(规程规范中规定：大于0.3mm的裂缝需要灌浆)。本材料固化强度值非常高，远大于一般性能的混凝土强度值，弹性模量为混凝土弹性模量的1/30至1/40，相对混凝土而言可近似认为具有一定的弹性。

上述优势可使该环氧基灌浆材料在结构混凝土裂缝补强加固以及水工混凝土裂缝防渗补强等工程领域得到广泛应用。

上述实施例为本发明的典型实施方式，但本发明的实施方式并不受实施例的限制，其他任何在本发明的原理下所作的改变、修饰、代替、组合、简化等，均视为等效的置换方式，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种环保低粘度高强型环氧基化学灌浆材料，其特征在于：包含以下按照质量份计的成份：

环氧树脂 50～80份

交联稀释剂 20～50份

固化剂 5～10 份

引发剂 1～10 份

促进剂 1～5 份

所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂；所述的双酚A型环氧树脂为E-35型环氧树脂、E-44型环氧树脂或E-51型环氧树脂中的一种或至少两种；所述的交联稀释剂为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸羟丁酯的一种或至少两种；所述的固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一种或至少两种；所述的促进剂为N,N- 二甲基苯胺、乙基咪唑或二甲基咪唑中的一种；所述的引发剂为过氧化物与惰性溶剂按照质量比（50～80）：（20～50）的配比配制获得；所述的过氧化物为有机过氧化物中的一种或至少两种；所述的过氧化物为过氧化苯甲酰、过氧化环己酮、过氧化二月桂酰、过氧化叔丁酯中的一种或至少两种；所述的惰性溶液为芳香酯 中的一种或两种；

该环保低粘度高强型环氧基化学灌浆材料初始粘度在30 mPa·s以下。