CN107474774A - 一种高耐久性环氧建筑结构胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高耐久性环氧建筑结构胶，由A组分和B组分按重量比为(1.9～2.1)：1混合而成，所述A组分的原料及重量份数为：改性环氧树脂100份，抗紫外线老化剂0.1～0.5份，触变剂1.5～3份，偶联剂1～2.5份，填料100～120份，纤维2～4份。所述B组分的原料及重量份数为：改性脂肪胺固化剂18～22份，聚酰胺树脂20～40份，触变剂0.5～1份，偶联剂0.5～1份，填料50～60份，纤维1～2份。一种高耐久性环氧建筑结构胶的制备方法，包括如下步骤：1)制备A组分；2)制备B组分；3)将所述A组分与B组分按重量比为(1.9～2.1)：1混合均匀，即制得所述的高耐久性环氧建筑结构胶。与现有技术相比，本发明具有高耐久性以及能够满足海洋腐蚀环境下长期使用等优点。

Description

一种高耐久性环氧建筑结构胶及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑结构胶粘剂技术领域，具体涉及一种高耐久性环氧建筑结构胶及其制备方法。
背景技术
建筑结构胶的主要作用是承受抗压、抗拉、抗弯荷载，因此对力学强度具有较高要求，建筑结构胶同时也对耐老化和耐腐蚀等耐久性能提出了较高的要求，《工程结构加固材料材料安全鉴定技术规范》GB 50728-2011中明确规定：对于具有50年耐久性能设计要求的建筑结构胶必须同时通过耐湿热老化及耐长期应力作用能力检验。
环氧建筑结构胶具有优异的力学性能和粘结性能，广泛应用于建筑结构胶的制备与应用，但环氧树脂固化后脆性大，承受高强荷载时容易发生脆性破坏。因此，人们对环氧建筑结构胶的研究重心一直放在增强及增韧改性方面，而忽略了建筑结构胶的耐久性。加入大量改性组分后，环氧树脂固化产物的均匀性和致密性受到破坏，从而导致结构胶的耐久性大大降低，不能满足50年耐久性寿命设计要求。尤其是应用于海洋环境下中的结构胶，面临更严峻的腐蚀挑战。
本发明公开了一种新型建筑结构胶及其制备方法，要求通过《工程结构加固材料材料安全鉴定技术规范》GB 50728-2011中具有50年耐久性能设计要求的耐湿热老化及耐长期应力作用能力检验，以满足海洋腐蚀环境的应用要求。
发明内容
针对上述现有技术的缺点或不足，本发明要解决的技术问题是提供一种高耐久性以及能够满足海洋腐蚀环境下长期使用的高耐久性环氧建筑结构胶及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明具有如下构成：
一种高耐久性环氧建筑结构胶，由A组分和B组分按重量比为(1.9～2.1)：1混合而成，所述A组分的原料及重量份数为：
所述B组分的原料及重量份数为：
优选的，所述A组分和B组分按重量比为2：1混合而成。
优选的，所述A组分的原料及重量份数为：
优选的，所述B组分的原料及重量份数为：
所述改性环氧树脂为环氧值为0.44～0.48，粘度为1100～1600mpa·s的改性双酚A型环氧树脂。
所述抗紫外线老化剂为2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑中的一种。
所述触变剂为气相二氧化硅、聚酰胺蜡、有机蒙脱土中的一种。
所述偶联剂为KH-550(氨基官能团硅烷)、KH-560(γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)中的一种。
所述填料为水泥、石英粉、重质碳酸钙中的一种或多种。
所述纤维为平均长度为3～5mm的石棉纤维、玻璃纤维、碳纤维中的一种。
所述改性脂肪胺固化剂为丁基缩水甘油醚改性二乙烯三胺、邻甲酚缩水甘油醚改性二乙烯三胺中的一种。
所述聚酰胺树脂为650聚酰胺树脂、651聚酰胺树脂中的一种。
一种高耐久性环氧建筑结构胶的制备方法，所述的方法包括如下步骤：
1)制备A组分：
a)按A组分设定的重量份数，称取改性环氧树脂、抗紫外线老化剂和触变剂，在搅拌器中高速分散均匀(转速设置为1000～1200r/min)，制得改性环氧树脂浆液；
b)按A组分设定的重量份数，称取偶联剂、填料和纤维，将偶联剂用5ml乙醇稀释，均匀喷于填料和纤维表面，置于105℃烘箱中恒温15min后，冷却至室温，制得偶联剂改性填料和纤维；
c)将步骤b)制备的偶联剂改性填料和纤维加入步骤a)制备的改性环氧树脂浆液中，在搅拌器中分散均匀(转速设置为350～400r/min)，即制得所述的A组分；
2)制备B组分：
d)按B组分设定的重量份数，称取改性脂肪胺固化剂、聚酰胺树脂和触变剂，在搅拌器中高速分散均匀(转速设置为1000～1200r/min)，制得固化剂浆液；
e)按B组分设定的重量份数，称取偶联剂、填料和纤维制备偶联剂改性填料和纤维，方法同1)制备A组分中步骤b)，制得偶联剂改性填料和纤维；
f)将步骤e)制备的偶联剂改性填料和纤维加入步骤d)制备的固化剂浆液中，在搅拌器中分散均匀(转速设置为350～400r/min)，即制得所述的B组分；
3)将所述A组分与B组分按重量比为(1.9～2.1)：1混合均匀，即制得所述的高耐久性环氧建筑结构胶，所述重量比优选为2:1。
与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
本发明采用低粘度改性环氧树脂和固化剂作为结构胶主剂、无机填料经偶联剂高温处理的方式，提高了树脂浆液对无机填料的浸润能力，从而提高了环氧结构胶固化产物微观体系的均匀性和致密性，增加了结构胶的抗渗及抗腐蚀能力；
本发明避免了传统采用稀释剂降低环氧树脂粘度、添加大量惰性填料和增韧树脂的方式所造成的环氧树脂固化交联密度降低、致密性变差，从而导致结构胶耐久性差的缺陷，有效地克服了现有技术的不足；
本发明采用抗紫外线老化剂，提高了结构胶的抗紫外老化能力；
本发明所制备的高耐久性环氧建筑结构胶克服了传统建筑结构胶耐久性差、不适用于海洋腐蚀环境的缺陷，具有优异的耐久性能，可用于海洋腐蚀环境，在水运工程建筑领域有重要用途。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
实施例1
本实施例提供的高耐久性环氧建筑结构胶由A组分和B组分以2.1:1的重量比混合而成，其中：
所述A组分的原料及重量份数为：
所述B组分的原料及重量份数为：
制备方法：
1)制备A组分：
a)按A组分设定的重量份数，称取改性环氧树脂、抗紫外线老化剂和触变剂，在搅拌器中高速分散均匀(转速设置为1000～1200r/min)，制得改性环氧树脂浆液；
b)按A组分设定的重量份数，称取偶联剂、填料和纤维，将偶联剂用5ml乙醇稀释，均匀喷于填料和纤维表面，置于105℃烘箱中恒温15min后，冷却至室温，制得偶联剂改性填料和纤维；
c)将步骤b)制备的偶联剂改性填料和纤维加入步骤a)制备的改性环氧树脂浆液中，在搅拌器中分散均匀(转速设置为350～400r/min)，即制得所述的A组分；
2)制备B组分：
d)按B组分设定的重量份数，称取改性脂肪胺固化剂、聚酰胺树脂和触变剂，在搅拌器中高速分散均匀(转速设置为1000～1200r/min)，制得固化剂浆液；
e)按B组分设定的重量份数，称取偶联剂、填料和纤维制备偶联剂改性填料和纤维，方法同1)制备A组分中步骤b)，制得偶联剂改性填料和纤维；
f)将步骤e)制备的偶联剂改性填料和纤维加入步骤d)制备的固化剂浆液中，在搅拌器中分散均匀(转速设置为350～400r/min)，即制得所述的B组分；
3)将所述A组分与B组分按重量比为2.1：1混合均匀，即制得所述的高耐久性环氧建筑结构胶。
实施例2
本实施例提供的高耐久性环氧建筑结构胶由A组分和B组分以1.9:1的重量比混合而成，其中：
所述A组分的原料及重量份数为：
所述B组分的原料及重量份数为：
本实施例所述高耐久性环氧建筑结构胶的制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例提供的高耐久性环氧建筑结构胶由A组分和B组分以1.9:1的重量比混合而成，其中：
所述A组分的原料及重量份数为：
所述B组分的原料及重量份数为：
本实施例所述高耐久性环氧建筑结构胶的制备方法同实施例1。
实施例4
本实施例提供的高耐久性环氧建筑结构胶由A组分和B组分以2:1的重量比混合而成，其中：
所述A组分的原料及重量份数为：
所述B组分的原料及重量份数为：
本实施例所述高耐久性环氧建筑结构胶的制备方法同实施例1。
实施例5
本实施例提供的高耐久性环氧建筑结构胶由A组分和B组分以2:1的重量比混合而成，其中：
所述A组分的原料及重量份数为：
所述B组分的原料及重量份数为：
本实施例所述高耐久性环氧建筑结构胶的制备方法同实施例1。
实施例6
本实施例提供的高耐久性环氧建筑结构胶由A组分和B组分以1.9:1的重量比混合而成，其中：
所述A组分的原料及重量份数为：
所述B组分的原料及重量份数为：
本实施例所述高耐久性环氧建筑结构胶的制备方法同实施例1。
上述各实施例的实施效果
按照上述实施例1～6的配方制备高耐久性环氧建筑结构胶，按《工程结构加固材料材料安全鉴定技术规范》GB 50728-2011进行抗压强度、耐湿热老化能力及耐长期应力能力测试，测试结果见表1。
表1高耐久性环氧建筑结构胶性能测试结果
由表1可见，本发明制备的环氧建筑结构胶抗压强度高，耐久性能好，满足GB50728-2011对建筑结构胶50年的耐久性设计要求，可用于海洋腐蚀环境，在水运工程建筑领域有重要用途。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限定，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种高耐久性环氧建筑结构胶，其特征在于，
由A组分和B组分按重量比为(1.9～2.1)：1混合而成，
所述A组分的原料及重量份数为：
所述B组分的原料及重量份数为：
2.根据权利要求1所述的高耐久性环氧建筑结构胶，其特征在于，
所述A组分的原料及重量份数为：
3.根据权利要求1或2所述的高耐久性环氧建筑结构胶，其特征在于，
所述B组分的原料及重量份数为：
4.根据权利要求3所述的高耐久性环氧建筑结构胶，其特征在于，所述改性环氧树脂为环氧值为0.44～0.48，粘度为1100～1600mpa·s的改性双酚A型环氧树脂。
5.根据权利要求3所述的高耐久性环氧建筑结构胶，其特征在于，所述抗紫外线老化剂为2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑中的一种。
6.根据权利要求1或2或4或5所述的高耐久性环氧建筑结构胶，其特征在于，所述偶联剂为KH-550、KH-560中的一种。
7.根据权利要求6所述的高耐久性环氧建筑结构胶，其特征在于，所述纤维为平均长度为3～5mm的石棉纤维、玻璃纤维、碳纤维中的一种。
8.根据权利要求1或7所述的高耐久性环氧建筑结构胶，其特征在于，所述改性脂肪胺固化剂为丁基缩水甘油醚改性二乙烯三胺、邻甲酚缩水甘油醚改性二乙烯三胺中的一种。
9.根据权利要求1所述的高耐久性环氧建筑结构胶，其特征在于，所述聚酰胺树脂为650聚酰胺树脂、651聚酰胺树脂中的一种。
10.一种如权利要求1所述的高耐久性环氧建筑结构胶的制备方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：
1)制备A组分：
a)按A组分设定的重量份数，称取改性环氧树脂、抗紫外线老化剂和触变剂，在搅拌器中分散均匀，制得改性环氧树脂浆液；
b)按A组分设定的重量份数，称取偶联剂、填料和纤维，将偶联剂用5ml乙醇稀释，均匀喷于填料和纤维表面，置于烘箱中恒温处理一定时间后冷却至室温，制得偶联剂改性填料和纤维；
c)将步骤b)制备的偶联剂改性填料和纤维加入步骤a)制备的改性环氧树脂浆液中，在搅拌器中分散均匀，即制得所述的A组分；
2)制备B组分：
d)按B组分设定的重量份数，称取改性脂肪胺固化剂、聚酰胺树脂和触变剂，在搅拌器中分散均匀，制得固化剂浆液；
e)按B组分设定的重量份数，称取偶联剂、填料和纤维制备偶联剂改性填料和纤维，方法同1)制备A组分中步骤b)，制得偶联剂改性填料和纤维；
f)将步骤e)制备的偶联剂改性填料和纤维加入步骤d)制备的固化剂浆液中，在搅拌器中分散均匀，即制得所述的B组分；
3)将所述A组分与B组分按重量比为(1.9～2.1)：1混合均匀，即制得所述的高耐久性环氧建筑结构胶。
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