CN106700992A - 一种水下固化高性能环氧锚固胶及其制备方法与应用 - Google Patents

一种水下固化高性能环氧锚固胶及其制备方法与应用 Download PDF

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CN106700992A
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涂园园
韩亚芳
胡继文
杨公华
胡盛逾
王永超
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中科院广州化学有限公司南雄材料生产基地
中科院广州化学有限公司
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Abstract

本发明属于水下建筑施工用锚固胶领域,公开了一种可水下固化具有高性能的环氧锚固胶及其制备方法与应用。该环氧锚固胶由A、B两组份组成,按质量份计,A组份的组成为:环氧树脂45~75份,活性稀释剂3~9份,偶联剂0.6~0.9份,增韧剂3~9份,无机填料25~35份,触变剂5~10份;B组份的组成为:促进剂5~10份,固化剂40~80份,无机填料20~25份,偶联剂0.3~0.6份,触变剂10~15份。本发明制备得到的锚固胶耐水性好、抗拉拔强度大、剪切粘接强度高、室温固化、环保无污染,且成本低廉,制备过程简单,易于工业化生产。

Description

一种水下固化高性能环氧锚固胶及其制备方法与应用
技术领域
[0001] 本发明属于水下建筑施工用锚固胶领域,特别涉及一种可水下固化具有高性能的 环氧锚固胶及其制备方法与应用。
背景技术
[0002] 锚固胶是指钢筋被包裹在混凝土中,增强混凝土与钢筋的连接,使两者能共同工 作以承担各种应力。锚固胶又称植筋胶,主要应用于幕墙、大理石安装框架固定、支架、广告 牌、货架轨等所有钢结构与混凝土锚固承重领域。产品操作简便,锚固力大,耐固力大,耐候 性好,在潮湿的钻孔内也能达到足够的挂力,并且化学材料不产生膨胀力。应用建筑结构胶 在提高施工速度、保证施工质量、改造和加固工程、节约工时和能源、减少环境污染、美化建 筑物等方面具有重要的意义,建筑结构胶已经成为重要的化学建材之一。
[0003] 目前研制的环氧锚固胶通常只能在干燥表面粘接,如果在潮湿状态或水中粘接, 则粘接强度大为下降甚至无法使用。但在水利工程和环境治理工程中,往往在施工环境中 存在大量的水,此外,各种建筑物的地下混凝土设施和管道的修理也往往要求带水操作或 在水中施工。因此,研制一种可水下固化且强度较高的环氧锚固胶具有重要的应用价值。
[0004] 谢建军等(谢建军,黄凯,贺国京,任森智.水中固化环氧胶黏剂制备与性能研究 [J].化学与粘合,2014, Vol. 36, No. I :5-10.)制备了一种水中固化环氧树脂胶黏剂,该环 氧胶黏剂的组分为:环氧树脂100份;固化剂30份;偶联剂5份;水泥120份;填料10份; 促进剂2. 8份。制备得到的环氧胶黏剂的剪切强度为22. OMPa左右,拉伸强度为12. 50MPa 左右,冲击强度为9. 41kJ/m2。
[0005] 中国公开文本CN101619188A公开了一种水下高强环氧锚固胶及其制备方法。该 环氧锚固胶由A、B两组分组成,A组分由环氧树脂、稀释剂、增韧剂、偶联剂、触变剂、填料、 消泡剂组成,B组分由QS-H205固化剂组成。使用时A:B按5〜8:1混合配制即得水下环氧锚 固胶。性能测试结果表明,抗压强度为75. IMPa,抗拉强度为11. 3MPa,抗弯强度为59. 4MPa, 拉拔力为290. 6〜295. 5kN。
[0006] 中国发明专利CN102211894B公开了一种水下无溶剂环氧植筋胶及其制备方法。 本发明由A、B两组分按重量百分比1:1组成,其中A组分组成为:环氧树脂E-44和E51、稀 释剂、偶联剂、分散剂、消泡剂、触变剂、活性硅微粉、碳酸钙、石英砂、氧化铝,B组份组成为: 1085A完全水下环氧固化剂、活性硅微粉、触变剂;将制备好的A组分和B组分按重量比1:1 的比例混合制得一种水下无溶剂环氧植筋胶。初固化时间为8〜12h,完全固化时间7d,水 下固化钢-钢(套筒法)拉伸抗剪强度多30MPa,水下约束拉拔条件下钢筋与砼粘结强度 彡 IOMPa0
[0007] 中国公开文本CN104789178A公开了一种完全水下环境下的改性双酚A环氧树脂 植筋胶及制备方法,该植筋胶包括如下组分:A组分:双酚A环氧树脂,橡胶增韧剂,球形度 为0. 8〜1的球形填料;B组分:改性基础胺类固化剂,球形度为0. 8〜1的球形填料。A、 B组分按1:1混合施工,可在完全水下的基材表面种植钢筋和埋设螺杆;该类植筋胶可以在 完全水下环境下常温固化,固化后钢-钢剪切强度可达23MPa以上。
[0008] 以上这些发明均是水下固化的环氧树脂锚固胶,通常环氧树脂类锚固胶固化后的 复合材料都有很强的脆性,使其抗疲劳性能大大降低,如果抗拉强度、抗弯强度、压缩强度 等性能不达标,当应用于建筑行业,会使得建筑的安全性、使用寿命得不到保证。上述公开 文本及文献中制备的环氧锚固胶剪切强度相差不大,但对耐冻融性、长时间水下固化后剪 切性能并没有研究,而长时间固化后力学性能稳定性对于建筑行业有较大的影响。另外,在 上述中国公开文本CN104789178A中,应用固化剂含有基础胺类,以脂肪胺为例,毒性以及 腐蚀性较大,刺激性气味明显,不适合大量使用,污染环境。
发明内容
[0009] 为了克服上述现有技术的缺点与不足,本发明的首要目的在于提供一种可水下固 化高强度环氧锚固胶。
[0010] 本发明另一目的在于提供上述的可水下固化高强度环氧锚固胶的制备方法。
[0011] 本发明再一目的在于提供上述可水下固化高强度环氧锚固胶在各种水下及潮湿 环境中建筑植筋方面的应用。
[0012] 本发明的目的通过下述方案实现:
[0013] —种水下固化高性能环氧锚固胶,由A、B两组份组成,按质量份计,A组份的组成 为:
[0014] 环氧树脂 45〜75份 活性稀释剂 3〜9份 偶联剂 0.6〜0.9份 增韦刃剂 3〜9份 无机填料 25〜35份 触变剂 5〜10份;
[0015] B组份的组成为:
[0016] 促进剂 5〜10份 固化剂 40〜80份 无机填料 20〜25份 偶联剂 0.3^0.6份 触变剂 10〜15份。
[0017] 所述的环氧树脂可为E-44环氧树脂、双酚F型环氧树脂、F-44酚醛环氧树脂中的 两种或两种以上的复配。
[0018] 优选的,所述的环氧树脂为E-44环氧树脂、双酚F型环氧树脂和F-44酚醛环氧树 脂三者的复配。酚醛环氧树脂由于其分子中含有2个以上的环氧基,反应活性大,与双酚A 环氧树脂相比,其固化物交联密度高,结构紧密,有良好的耐热性和较好的机械强度,而且 由于此锚固胶要在水下固化,所以树脂的粘度应较大,环氧树脂E-44粘度较大,双酚F型环 氧树脂在低温下不易结晶。选择三者复配可使其适用于低温、水下,复配后制备的锚固剂, 粘度较大,可水下室温固化。
[0019] 更优选的,所用的E-44环氧树脂、双酚F型环氧树脂和F-44酚醛环氧树脂的质量 比为(15 〜25) : (20 〜30) : (10 〜20)。
[0020] 所述的活性稀释剂可为具有反应末端环氧基团的低分子环氧化合物。由于环氧树 脂粘度较大,不同的环氧制品需要的粘度不同,活性稀释剂由于含有环氧基团可以与胺类 固化剂反应,可通过稀释剂来调节流动性,增加锚固胶的力学性能。
[0021] 优选的,所述的活性稀释剂为二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚和丙三醇三 缩水甘油醚中的至少一种。
[0022] 所述的A组份中的偶联剂和B组份中的偶联剂均可为γ -氨丙基三乙氧基硅烷 (ΚΗ-550)和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(ΚΗ-560)中的至少一种,A组份中的偶联 剂和B组份中的偶联剂可以相同也可以不相同。
[0023] 硅烷偶联剂中含有无机官能团和有机官能团,前者与无机填料反应,后者与环氧 树脂发生键合反应,偶联剂起中间层的作用,从而对填料表面进行处理,提高了填料的增强 改性效果。
[0024] 所述的增韧剂可为液体丁腈橡胶、端氨基液体丁腈橡胶和端羧基液体丁腈橡胶中 的至少一种。橡胶通过其活性端基与环氧树脂中活性基团反应形成嵌段,在树脂固化过程 中,这些橡胶段一般从基体中析出来,在物理上形成两相结构。材料的断裂或破坏过程发生 在基体树脂中,因此增韧最根本的潜力在于提高基体的屈服变形能力。
[0025] 所述的A组份中的无机填料和B组份中的无机填料均可为石英粉、云母粉、硅酸盐 水泥、生石灰、熔融硅石和高岭土中的至少一种,其中粒径为300〜6000目。A组份中的无 机填料和B组份中的无机填料可以相同也可以不同。加入填料的主要目的在于改进力学性 能、增加吸水性,改进效果取决于填料自身的性质、颗粒的大小及用量的多少。
[0026] 优选的,所述的A组份中的无机填料为石英粉、云母粉、硅酸盐水泥、生石灰、熔融 硅石和高岭土中的两种或两种以上复配,其中无机填料的粒径为300〜6000目。复配后力 学增强效果明显。
[0027] 所述的A组份中的触变剂和B组份中的触变剂均为气相二氧化硅。气相二氧化硅 粒子表面有Si-OH存在,因此相互间有氢键缔合的倾向,这也是粒子间相互凝结成网状结 构的原因,在聚合物料中由于气相二氧化硅的网状结构使物料的粘度上升,但一旦受到剪 切力作用网状结构将被破坏,物料的粘度迅速下降,剪切力一旦消失,气相二氧化硅的三维 网状结构再次使物料粘度很快上升。
[0028] 所述的促进剂为叔胺类促进剂。
[0029] 优选的,所述的促进剂为2, 4, 6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)。
[0030] 所述的固化剂可为丙烯腈改性脂肪胺固化剂和改性酚醛胺固化剂中的至少一种。
[0031] 优选的,所述的固化剂为丙烯腈改性脂肪胺固化剂和改性酚醛胺固化剂的复配。
[0032] 所述的丙烯腈改性脂肪胺固化剂可通过以下方法制备得到:称取一定量的脂肪 胺,搅拌加热至40〜55°C并在惰性气体保护下滴加丙烯腈,控制在2〜3h内滴完,持续搅 拌,然后在80〜90°C反应2. 5h,得丙烯腈改性脂肪胺固化剂。
[0033] 所述的脂肪胺优选为二乙烯三胺、三乙烯四胺和三甲基己二胺中的至少一种。
[0034] 所用的脂肪胺与丙烯腈的摩尔比优选为3:1。
[0035] 所述的改性酚醛胺固化剂可由如下方法制备得到:将苯酚类化合物和特种胺混 合,加热到70〜80°C溶解,降至40〜50°C,滴加甲醛类化合物,控制在1. 5〜2h内滴完, 然后升温至75〜95°C并回流2〜3h,真空脱水得改性酚醛胺固化剂。
[0036] 所述的苯酚类化合物可为苯酚、邻甲酚和腰果酚中的至少一种。
[0037] 所述的特种胺可为脂肪胺、脂环胺和聚醚胺中的至少一种。
[0038] 所述的甲醛类化合物可为多聚甲醛和甲醛中的至少一种。
[0039] 所用的苯酚类化合物、特种胺和甲醛类化合物的摩尔比为1:1. 05:0. 095。
[0040] 改性酚醛胺固化剂,毒性小,污染小,可以室温固化,并且固化物强度高,力学性能 优良。其固化后的锚固胶耐水性、耐热性、耐药品性以及力学性能比较好。
[0041] 所述的水下固化高性能环氧锚固胶的制备方法,包括如下步骤:
[0042] (I)A组份的制备:将环氧树脂、活性稀释剂、偶联剂、增韧剂混合,搅拌均匀;加入 无机填料,混合均匀;加入触变剂混合,搅拌均匀,得A组份;
[0043] (2)B组份的制备:将促进剂、固化剂、偶联剂混合,搅拌均匀;加入无机填料,混合 均匀;加入触变剂混合,搅拌均匀,得B组份;
[0044] (3)将A、B两组份分别封装备用,当进行锚固加工时,将得到的A组份和B组份按 一定质量比混合均匀,得水下固化高性能环氧锚固胶。
[0045] 所述的步骤(3)中A组份和B组份的质量比为(2〜3) : 1。
[0046] 所述的水下固化高性能环氧锚固胶的抗拉拔强度高、剪切强度大、韧性增强、抗疲 劳性能提高,可应用在各种水下及潮湿环境中建筑植筋等方面。
[0047] 本发明的机理为:
[0048] 本发明采用E-44环氧树脂、双酚F型环氧树脂、F-44酚醛环氧树脂中的两种或两 种以上的复配作为锚固胶的主要原料。酚醛环氧树脂由于其分子中含有2个以上的环氧 基,反应活性大,其固化物交联密度高,结构紧密,有良好的耐热性和较好的机械强度。双酚 F型环氧树脂在较低的温度下不易结晶,性能优于普通环氧树脂。固化剂采用丙烯腈改性的 脂肪胺和改性的酚醛胺固化剂,经丙烯腈改性的脂肪胺具有丙烯腈的疏水特性以及脂肪胺 的室温固化特性,改性的酚醛胺固化剂可室温固化,力学强度较高、具有耐热性、耐水性。加 入无机填料的目的在于改进力学性能、增加吸水性。复配后的环氧树脂与两种复配固化剂 以及各种无机填料、助剂等制备的锚固剂,使用时可水下室温固化、具有耐水性、脆性降低、 韧性增强、弯曲强度大、抗压强度较高、剪切拉伸强度、拉伸强度大大提高。
[0049] 本发明相对于现有技术,具有如下的优点及有益效果:
[0050] 本发明所得锚固胶具有耐水性、脆性降低、韧性增强、弯曲强度大、抗压强度较高、 剪切拉伸强度、拉伸强度大大提高,而且成本低廉,制备简单,且完全满足《GB50728-2011 工程结构加固材料应用安全性鉴定规范》,对于以混凝土为基材粘贴钢材用结构胶鉴定基 本标准对于I类标准结构胶的标准。
具体实施方式
[0051] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
[0052] 实施例中所用试剂均可从市场购得。
[0053] 实施例1
[0054] (I)A组份的制备:按质量份将15份的环氧树脂E-44(广州维立纳化工有限公 司)、20份的双酚F型环氧树脂(广州维立纳化工有限公司)、10份的F-44酚醛环氧树脂 (广州维立纳化工有限公司)、3份的二缩水甘油醚(广州市一夫化工物资有限公司)、0. 6 份的KH-550 (广州井闪化工有限公司)、6份的液体丁腈橡胶(台州立信橡胶科技有限公 司)混合搅拌均匀;再加入15份的硅酸盐水泥(300目)(海南海誉达实业有限公司)和10 份的生石灰(6000目)(广州荣粵化工原料有限公司)的混合均匀;然后再加入10份的触 变剂气相二氧化硅(广州拓亿有限公司),混合搅拌均匀,即得A组份;
[0055] (2)丙烯腈改性脂肪胺固化剂的制备:称取一定量的将二乙烯三胺放入装有搅拌 桨、回流装置、温度计的三口瓶中,搅拌加热,温度升至55°C时,把装有一定量的丙烯腈恒压 滴液漏斗中,缓慢滴加,通氮气保护,2. 5h滴加完毕后,持续搅拌,控制温度,升温至90°C, 再反应2. 5h,即得到丙烯腈改性脂肪胺固化剂;其中脂肪胺与丙烯腈的摩尔比为3:1 ;
[0056] (3)改性酚醛胺固化剂的制备:在带有回流冷凝器、温度计、搅拌器、分液漏斗的 反应釜中,加入苯酚和脂肪胺,升温至70°C溶解后,降低温度至40°C,滴加甲醛类,控制滴 加1.5h与反应温度(40°C )以调节反应进程,待甲醛滴加完毕后,升温至75°C并回流3h, 然后真空脱水,控制脱水量,直到得到黄色粘稠状液体;其中摩尔比为η(苯酚):n(脂肪 胺):n(甲醛)=I :1.05:0.95 ;
[0057] (4)B组份的制备:按质量份将10份2, 4,6_三(二甲氨基甲基)苯酚(广州 井冈化工有限公司)、20份丙烯腈改性脂肪胺固化剂、35份改性酚醛胺固化剂、0. 3份的 KH-550(广州井闪化工有限公司)混合搅拌均匀;再加入20份的硅酸盐水泥(300目)混 合均匀,然后再加入10份的触变剂气相二氧化硅,混合搅拌均匀,得B组份;
[0058] (5)将A、B组份分别装入两管内,使用时,将A、B组份按质量比3:1分别挤出,混 合均匀,置于锚固的孔内,再将待锚固的带肋钢筋旋转插入孔内,水下静置固化即得到水下 固化高性能环氧锚固胶。
[0059] 实施例2
[0060] (I)A组份的制备:按质量份将20份的环氧树脂E_44(广州维立纳化工有限公 司)、25份的双酚F型环氧树脂(广州维立纳化工有限公司)、15份的F-44酚醛环氧树脂 (广州维立纳化工有限公司)、6份的二缩水甘油醚(广州市一夫化工物资有限公司)、0. 7 份的KH-550 (广州井闪化工有限公司)、9份的液体丁腈橡胶(台州立信橡胶科技有限公 司)混合搅拌均匀,再加入18份的无机填料云母粉(300目)和16份的石英粉(6000目) 的混合均匀;然后再加入5份的触变剂气相二氧化硅(30nm)(广州拓亿有限公司),混合搅 拌均匀,即得A组份;
[0061] (2)丙烯腈改性脂肪胺固化剂的制备:称取一定量的将三乙烯四胺放入装有搅拌 桨、回流装置、温度计的三口瓶中,搅拌加热,温度升至55°C时,把装有一定量的丙烯腈恒压 滴液漏斗中,缓慢滴加,通氮气保护,2. 5h滴加完毕后,持续搅拌,控制温度,升温至90°C, 再反应2. 5h,即得到丙烯腈改性脂肪胺固化剂,其中脂肪胺与丙烯腈的摩尔比为3:1 ;
[0062] (3)改性酚醛胺固化剂的制备:在带有回流冷凝器、温度计、搅拌器、分液漏斗的 反应釜中,加入邻甲酚和脂环胺、脂肪胺复配胺(质量比1:1),升温至80°C溶解后,降低温 度至50°C,滴加多聚甲醛类,滴加时间控制2h,严格控制滴加速度与反应温度(50°C )以 调节反应进程,待多聚甲醛滴加完毕后,升温至85°C并回流3h,然后真空脱水,控制脱水 量,直到得到黄色粘稠状液体,其中摩尔比为n(邻甲酚):n(复配胺):n(多聚甲醛)= 1:1. 05:0. 95 ;
[0063] (4)B组份的制备:按质量份将5份2, 4, 6-三(二甲氨基甲基)苯酚(广州井冈 化工有限公司)、25份丙烯腈改性脂肪胺固化剂、15份改性酚醛胺固化剂、0. 6份的KH-550 混合搅拌均匀。再加入20份的云母粉(300目)混合均匀,然后再加入15份的触变剂气象 二氧化硅(30nm),混合搅拌均匀,得B组份;
[0064] (5)将A、B组份分别装入两管内,使用时将A、B组份按质量比2. 5:1分别挤出,混 合均匀,置于锚固的孔内,再将待锚固的带肋钢筋旋转插入孔内,水下静置固化即得到水下 固化高性能环氧锚固胶。
[0065] 实施例3
[0066] (I)A组份的制备:按质量份将25份的环氧树脂E_44(广州维立纳化工有限公 司)、30份的双酚F型环氧树脂(广州维立纳化工有限公司)、20份的F-44酚醛环氧树脂 (广州维立纳化工有限公司)、9份的聚丙二醇二缩水甘油醚、0. 9份的KH-560、3份的端羧 基液体丁腈橡胶混合搅拌均匀;再加入20份的熔融硅石(300目)和15份的石英粉(6000 目)的混合均匀;然后再加入7. 5份的触变剂气相二氧化硅(30nm)(广州拓亿有限公司), 混合搅拌均匀,即得A组份;
[0067] (2)丙烯腈改性脂肪胺固化剂的制备:称取一定量的将三甲基己二胺放入装有 搅拌桨、回流装置、温度计的三口瓶中,搅拌加热。温度升至55°C时,把装有一定量的丙 烯腈恒压滴液漏斗中,缓慢滴加,通氮气保护,2. 5h滴加完毕后,持续搅拌,控制温度,升温 至80°C,再反应2. 5h,即得到丙烯腈改性脂肪胺固化剂,其中脂肪胺与丙烯腈的摩尔比为 3:1 ;
[0068] (3)改性酚醛胺固化剂的制备:在带有回流冷凝器、温度计、搅拌器、分液漏斗的 反应釜中,加入腰果酚和聚醚胺,升温至70°C溶解后,降低温度45°C,滴加甲醛和多聚甲醛 的混合液(质量比1:1),严格控制滴加2h与反应温度(45°C)以调节反应进程,待甲醛混 合液滴加完毕后,升温至85°C并回流3h,然后真空脱水,控制脱水量,直到得到黄色粘稠状 液体,其中摩尔比为n(腰果酚):n(聚醚胺):n (甲醛混合液)=I :1.05:0.95 ;
[0069] (4)B组份的制备:按质量份将8份2, 4, 6-三(二甲氨基甲基)苯酚(广州井冈 化工有限公司)、40份丙烯腈改性脂肪胺固化剂、40份改性酚醛胺固化剂、0. 4份的KH-560 混合搅拌均匀,再加入22份的熔融硅石(300目)混合均匀,然后再加入12. 4份的触变剂 气相二氧化硅(30nm),混合搅拌均匀,得B组份;
[0070] (5)将A、B组份分别装入两管,使用时,将A、B组份按质量比2:1分别挤出,混合 均匀,置于锚固的孔内,再将待锚固的带肋钢筋旋转插入孔内,水下静置固化即得到水下固 化高性能环氧锚固胶。
[0071] 实施例4
[0072] (I)A组份的制备:按质量份将19份的环氧树脂E_44(广州维立纳化工有限公 司)、21份的双酚F型环氧树脂(广州维立纳化工有限公司)、10份的F-44酚醛环氧树脂 (广州维立纳化工有限公司)、5份的聚丙二醇二缩水甘油醚、0. 8份的KH-560、8份的端羧 基液体丁腈橡胶混合搅拌均匀,再加入21份的熔融硅石(300目)和10份的高岭土(6000 目)的混合均匀;然后再加入5. 2份的触变剂气相二氧化硅(30nm)(广州拓亿有限公司), 混合搅拌均匀,即得A组份;
[0073] (2)丙烯腈改性脂肪胺固化剂的制备:称取一定量的将复配的脂肪胺(二乙烯三 胺、三乙烯四胺质量比为1:1)放入装有搅拌桨、回流装置、温度计的三口瓶中,搅拌加热。 温度升至55°C时,把装有一定量的丙烯腈恒压滴液漏斗中,缓慢滴加,通氮气保护,2. 5h滴 加完毕后,持续搅拌,控制温度,升温至85°C,再反应2. 5h,即得到丙烯腈改性脂肪胺固化 剂,其中脂肪胺与丙烯腈的摩尔比为3:1 ;
[0074] (3)改性酚醛胺固化剂的制备:在带有回流冷凝器、温度计、搅拌器、分液漏斗的 反应釜中,加入苯酚和脂肪胺,升温至70°C溶解后,降低温度,滴加甲醛类,严格控制滴加速 度与反应温度(50°C)以调节反应进程,待甲醛滴加完毕后,升温至85°C并回流3h,然后真 空脱水,控制脱水量,直到得到黄色粘稠状液体,其中摩尔比为η(苯酚)m(脂肪胺)m(甲 醛)=1 :1· 05:0. 95 ;
[0075] (4)B组份的制备:按质量份将7份2, 4, 6-三(二甲氨基甲基)苯酚(广州井冈 化工有限公司)、35份丙烯腈改性脂肪胺固化剂、25份改性酚醛胺固化剂、0. 5份的KH-560 混合搅拌均匀,再加入25份的熔融硅石(300目)混合均匀,然后再加入15份的触变剂气 相二氧化硅(30nm),混合搅拌均匀,得B组份;
[0076] (5)将A、B两组份分别装入两管内,使用时,将A、B组份按质量比3:1分别挤出, 混合均匀,置于锚固的孔内,再将待锚固的带肋钢筋旋转插入孔内,水下静置固化即得到水 下固化高性能环氧锚固胶。
[0077] 实施例5
[0078] (I)A组份的制备:按质量份将24份的环氧树脂E_44(广州维立纳化工有限公 司)、20份的双酚F型环氧树脂(广州维立纳化工有限公司)、10份的F-44酚醛环氧树脂 (广州维立纳化工有限公司)、8份的丙三醇三缩水甘油醚、0. 8份的KH-560、3份的端胺基 液体丁腈橡胶混合搅拌均匀;再加入17份的无机填料高岭土(300目)和11份的石英粉 (6000目)的混合均匀;然后再加入6. 2份的触变剂气相二氧化硅(30nm)(广州拓亿有限 公司),混合搅拌均匀,即得A组份;
[0079] (2)丙烯腈改性脂肪胺固化剂的制备:称取一定量的将三甲基己二胺放入装有 搅拌桨、回流装置、温度计的三口瓶中,搅拌加热。温度升至55°C时,把装有一定量的丙 烯腈恒压滴液漏斗中,缓慢滴加,通氮气保护,2. 5h滴加完毕后,持续搅拌,控制温度,升温 至90°C,再反应2. 5h,即得到丙烯腈改性脂肪胺固化剂,其中脂肪胺与丙烯腈的摩尔比为 3:1 ;
[0080] (3)改性酚醛胺固化剂的制备:在带有回流冷凝器、温度计、搅拌器、分液漏斗的 反应釜中,加入腰果酚和聚醚胺,升温至70°C溶解后,降低温度至50°C,滴加甲醛,严格控 制滴加速度与反应温度(50°C)以调节反应进程,待甲醛滴加完毕后,升温至85°C并回流 3h,然后真空脱水,控制脱水量,直到得到黄色粘稠状液体,其中摩尔比为η (腰果酚):η (聚 醚胺):η(甲醛)=1:1.05:0.95 ;
[0081] (4)B组份的制备:按质量份将5份2, 4, 6-三(二甲氨基甲基)苯酚(广州井冈 化工有限公司)、40份丙烯腈改性脂肪胺固化剂、30份改性酚醛胺固化剂、0. 5份的KH-560 混合搅拌均匀,再加入25份的高岭土(300目)混合均匀,然后再加入12份的触变剂气相 二氧化硅(30nm),混合搅拌均匀,得B组份;
[0082] (5)将A、B两组份分别装入两管内,使用时,将A、B组份按质量比2:1分别挤出, 混合均匀,置于锚固的孔内,再将待锚固的带肋钢筋旋转插入孔内,水下静置固化即得到水 下固化高性能环氧锚固胶。
[0083] 对实施例1〜5中所得的水下固化高性能环氧锚固胶在室温完全水下固化4d后 的性能进行测试,测试结果如下表1所示,其中抗弯强度测试参考GB/T2567-2008 ;抗压强 度测试参考GB/T2567-2008 ;抗拉强度测试参考GB/T2567-2008 ;C30混凝土拉拔测试参考 GB/T50367-2006 ;钢-钢拉伸剪切强度测试参考GB/T7124-2008。
[0084] 表1实施例1〜5中所得的水下固化高性能环氧锚固胶在室温完全水下固化4d 后的性能测试数据
[0085]
Figure CN106700992AD00111
[0086] 从表中可以看出,本发明制备得到的锚固胶的抗弯强度超过83. 6MPa,抗压强度超 过65. 7MPa,抗拉强度超过34. 5MPa,C30混凝土拉拔强度超过30. 8MPa,钢-钢拉伸剪切强 度超过25MPa,说明本发明制备的锚固胶耐水性强,脆性大大降低、韧性增强、弯曲强度增 大、抗压强度较高、剪切拉伸强度较强、可适用于水下室温固化。
[0087] 上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化, 均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1. 一种水下固化高性能环氧锚固胶,由A、B两组份组成,其特征在于:按质量份计,A组 份的组成为: 环氧树脂 45〜75份 活性稀释剂 3〜9份 偶联剂 0.6-0.9份 增韧剂 3〜9份 无机填料 25〜35份 触变剂 5〜10份; B组份的组成为: 促进剂 5〜10份 固化剂 40〜80份 无机填料 20-25份 偶联剂 0.3〜0.6份 触变剂 10〜15份。
2. 根据权利要求1所述的水下固化高性能环氧锚固胶,其特征在于: 所述的环氧树脂为E-44环氧树脂、双酚F型环氧树脂、F-44酚醛环氧树脂中的两种或 两种以上的复配; 所述的活性稀释剂为具有反应末端环氧基团的低分子环氧化合物; 所述的A组份中的偶联剂和B组份中的偶联剂均为KH-550和KH-560中的至少一种; 所述的增韧剂为液体丁腈橡胶、端氨基液体丁腈橡胶和端羧基液体丁腈橡胶中的至少 一种; 所述的A组份中的无机填料和B组份中的无机填料均为石英粉、云母粉、硅酸盐水泥、 生石灰、熔融硅石和高岭土中的至少一种,其中无机填料的粒径为300〜6000目; 所述的A组份和B组份中的触变剂均为气相二氧化硅; 所述的促进剂为叔胺类促进剂; 所述的固化剂为丙烯腈改性脂肪胺固化剂和改性酚醛胺固化剂中的至少一种。
3. 根据权利要求1所述的水下固化高性能环氧锚固胶,其特征在于: 所述的环氧树脂为E-44环氧树脂、双酚F型环氧树脂和F-44酚醛环氧树脂三者的复 配; 所述的活性稀释剂为二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚和丙三醇三缩水甘油醚中 的至少一种; 所述的A组份中的无机填料为石英粉、云母粉、硅酸盐水泥、生石灰、熔融硅石和高岭 土中的两种或两种以上复配,其中无机填料的粒径为300〜6000目; 所述的促进剂为2, 4, 6-三(二甲氨基甲基)苯酚; 所述的固化剂为丙烯腈改性脂肪胺固化剂和改性酚醛胺固化剂的复配。
4. 根据权利要求2或3所述的水下固化高性能环氧锚固胶,其特征在于: 所用的E-44环氧树脂、双酚F型环氧树脂和F-44酚醛环氧树脂的质量比为(15〜 25) : (20 〜30) : (10 〜20) 〇
5. 根据权利要求2或3所述的水下固化高性能环氧锚固胶,其特征在于:所述的丙烯 腈改性脂肪胺固化剂通过以下方法制备得到:称取一定量的脂肪胺,搅拌加热至40〜55°C 并在惰性气体保护下滴加丙烯腈,控制在2〜3h内滴完,持续搅拌,然后在80〜90°C反应
2. 5h,得丙烯腈改性脂肪胺固化剂; 所述的改性酚醛胺固化剂由如下方法制备得到:将苯酚类化合物和特种胺混合,加热 到70〜80 °C溶解,降至40〜50 °C,滴加甲醛类化合物,控制在1. 5〜2h内滴完,然后升温 至75〜95°C并回流2〜3h,真空脱水得改性酚醛胺固化剂。
6. 根据权利要求5所述的水下固化高性能环氧锚固胶,其特征在于: 所述的脂肪胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺和三甲基己二胺中的至少一种; 所用的脂肪胺与丙烯腈的摩尔比为3:1 ; 所述的苯酚类化合物为苯酚、邻甲酚和腰果酚中的至少一种; 所述的特种胺为脂肪胺、脂环胺和聚醚胺中的至少一种; 所述的甲醛类化合物为多聚甲醛和甲醛中的至少一种; 所用的苯酚类化合物、特种胺和甲醛类化合物的摩尔比为1:1. 05:0. 095。
7. 根据权利要求1所述的水下固化高性能环氧锚固胶的制备方法,其特征在于包括以 下步骤: (1) A组份的制备:将环氧树脂、活性稀释剂、偶联剂、增韧剂混合,搅拌均匀;加入无机 填料,混合均匀;加入触变剂混合,搅拌均匀,得A组份; (2) B组份的制备:将促进剂、固化剂、偶联剂混合,搅拌均匀;加入无机填料,混合均 匀;加入触变剂混合,搅拌均匀,得B组份; (3) 将所得A、B两组份分别封装备用,使用时,将得到的A组份和B组份按一定质量比 混合均匀,得水下固化高性能环氧锚固胶。
8. 根据权利要求7所述的水下固化高性能环氧锚固胶的制备方法,其特征在于:步骤 (3)中所述的A组份和B组份的质量比为(2〜3) : 1。
9. 根据权利要求1所述的水下固化高性能环氧锚固胶在各种水下及潮湿环境中建筑 植筋方面的应用。
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