CN108084663B - 高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高弹性堵漏用环氧树脂灌浆材料及其制备方法，该材料包含A组份和B组份；A组份主要由以下质量份数的原料制备得到：双酚A环氧树脂50～100份，多官能环氧树脂10～20份，尼龙改性双酚A环氧树脂10～50份，核壳橡胶5～10份，活性稀释剂5～50份；B组份主要由以下质量份数的原料制备得到：酚醛胺固化剂10～100份，硅烷偶联剂0～3份，固化促进剂0～3份。本申请通过向双组份双酚A环氧树脂堵漏材料的A组份中引入多官能环氧树脂、尼龙改性双酚A环氧树脂、核壳橡胶，使其与双酚A环氧树脂协同作用，得到特定配方的A组份，该A组份能够与含有酚醛胺固化剂的B组份混合后形成高弹性的固结体，起到非常好的防水堵漏效果。

Description

高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，特别是涉及一种高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料及其制备方法。

背景技术

近年来国家对基础设施大力投入，建筑、轨道交通、公路、隧道的建设也有了飞跃式的发展，这必然伴随着基础设施建设对标的物标准的不断提升，对技术要求的不断提升，同时对相应建设材料、维保材料技术标准的不断提升。

目前建筑、轨道交通、公路、隧道等出现渗漏水时，大多采用聚合物水泥、丙烯酸盐、丙凝、聚氨酯等作为防水堵漏材料，这些材料的堵漏原理为材料本身具有一定的吸水溶胀功能，在裂缝中吸水固化后，固结体反复膨胀，达到堵漏的目的。但是，这些材料存在强度不足，固结体太脆，耐化学腐蚀差，抗渗压力达不到要求以及耐久性不足等问题，在建筑、轨道交通等的堵漏中容易出现反复渗漏，只能治标不能治本的问题，并不是理想的防水堵漏材料。

环氧树脂分子中具有苯环、醚键、羟基、环氧基等基团，苯环赋予环氧树脂非常好的机械强度与耐热性，醚键赋予其良好的耐化学性，羟基使环氧与混凝土、金属等界面具有很好的粘结性，环氧基让其具有很好的反应性，选用合适的固化剂可以让材料在常温下就可以反应固化，固结体具有非常好的化学性能、物理性能，而且反应一个环氧基团就会释放出一个羟基，使环氧树脂的粘结力进一步提升。环氧树脂优良的耐化学腐蚀性，良好的粘接性，以及非常高的机械强度，被广泛应用于防水防腐涂料、建筑工程中的环氧地坪漆、电子灌封材料、胶粘剂等工业领域。

在防水堵漏领域中，因需要考虑水中反应，并保持较好的物理化学性能，以及针对缺陷需要高压灌浆存在的操作时间等问题，并没有得到广泛的推广应用。在仅存的少数含有环氧树脂灌浆材料产品种类中，有机体系的灌浆材料相对于水性环氧树脂灌浆材料存在较多的优势。但是，传统的有机体系的环氧树脂堵漏材料都采用酚醛胺固化的体系，导致固结体弹性差，无法在堵漏的同时起到缓冲缺陷部位因地质因素、热胀冷缩原因引起的裂缝扩大、位移等，达不到理想的堵漏效果。

因此，有必要开发一种高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料。

发明内容

基于此，本发明的目的是一种高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料。

具体技术方案如下：

一种高弹性堵漏用环氧树脂灌浆材料，包含A组份和B组份；

所述A组份主要由以下质量份数的原料制备得到：双酚A环氧树脂50～100份，多官能环氧树脂10～20份，尼龙改性双酚A环氧树脂10～50份，核壳橡胶5～10份，活性稀释剂5～50份；所述B组份主要由以下质量份数的原料制备得到：酚醛胺固化剂10～100份，硅烷偶联剂0～3份，固化促进剂0～3份。

在其中一些实施例中，所述A组份主要由以下质量份数的原料制备得到：双酚A环氧树脂50～100份，多官能环氧树脂10～20份，尼龙改性双酚A环氧树脂10～50份，核壳橡胶5～10份，活性稀释剂5～50份；所述B组份主要由以下质量份数的原料制备得到：酚醛胺固化剂10～100份，硅烷偶联剂1～3份，固化促进剂1～3份。

在其中一些实施例中，所述A组份主要由以下质量份数的原料制备得到：双酚A环氧树脂80～100份，多官能环氧树脂10～20份，尼龙改性双酚A环氧树脂10～40份，核壳橡胶5～8份，活性稀释剂20～30份；所述B组份主要由以下质量份数的原料制备得到：酚醛胺固化剂40～50份，硅烷偶联剂1～3份，固化促进剂1～3份。

在其中一些实施例中，所述A组份主要由以下质量份数的原料制备得到：双酚A环氧树脂100份，多官能环氧树脂10份，尼龙改性双酚A环氧树脂10份，核壳橡胶5份，活性稀释剂20份；所述B组份主要由以下质量份数的原料制备得到：酚醛胺固化剂40份，硅烷偶联剂1份，固化促进剂2份。

在其中一些实施例中，所述多官能环氧树脂为四缩水甘油醚基四苯基乙烷、三苯基缩水甘油醚基甲烷、四缩水甘油基二甲苯二胺、三缩水甘油基-P-氨基苯酚、四缩水甘油基二氨基二亚甲基苯中的至少一种或几种。

在其中一些实施例中，所述核壳橡胶为聚丁二烯橡胶/聚甲基丙烯酸甲酯类核壳橡胶、丁苯橡胶/聚甲基丙烯酸甲酯类核壳橡胶、苯乙烯-丁二烯/聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸正丁酯/聚甲基丙烯酸甲酯类核壳结构聚丙烯酸酯橡胶中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述双酚A环氧树脂为E51型双酚A环氧树脂、E44型双酚A环氧树脂中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、邻甲苯基缩水甘油醚、对叔丁基苯基缩水甘油醚、C12-C14烷基缩水甘油醚、C8-C10烷基基缩水甘油醚中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述酚醛胺固化剂为腰果酚改性酚醛胺、苯酚型酚醛胺、松节油改性酚醛胺中的至少一种；所述硅烷偶联剂为双(三乙氧基硅)乙烷、3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷(道康宁Z-6040)、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷(KH-561)、三甲氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷、三乙氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷中的至少一种；所述固化促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑及三-(二甲胺基甲基)苯酚中的至少一种。

本发明的目的还在于提供一种高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的制备方法。

一种高弹性堵漏用环氧树脂灌浆材料的制备方法，包括如下步骤：

根据上述的原料备料；

将双酚A环氧树脂、多官能环氧树脂、尼龙改性双酚A环氧树脂、核壳橡胶、活性稀释剂混合，搅拌均匀，得A组份；

将酚醛胺固化剂、硅烷偶联剂、固化促进剂混合，搅拌均匀，得B组份。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

发明人经过长期试验发现，通过向双组份双酚A环氧树脂堵漏材料的A组份中同时引入多官能环氧树脂、尼龙改性双酚A环氧树脂、核壳橡胶，使其与双酚A环氧树脂相互协同作用，得到特定配方的A组份，该A组份中，尼龙改性双酚A环氧树脂树脂中含有一定量的异氰酸酯基团，且尼龙本身为长链结构，具有非常好的柔韧性，通过尼龙改性的环氧树脂，具备了双酚A环氧树脂本身良好的机械强度\耐化学性，与双酚A环氧树脂反应后赋予了双酚A环氧树脂非常好的韧性，再在体系中再添加一定量的核壳橡胶，均匀分散在体系中，在体系收到外力作用时，核壳橡胶粒子通过体积、密度变化，抵抗外力作用，从而进一步增加了体系的韧性，同时通过在体系中加入一定量的多官能环氧树脂，多官能环氧树脂有4个反应基团，比双酚A环氧树脂多了2个，反应后固结体交联密度是双酚A环氧树脂的2倍，高弹性固结体抗压强度、抗拉强度也可以有较大提升，解决了形成高弹性固结体强度过低的问题。该A组份能够与含有酚醛胺固化剂的B组份混合后形成高弹性的固结体，与混凝土粘接强度非常好，也具有一定的抗压强度，抵抗地下水的渗透压力，其韧性可以抵御混凝土热胀冷缩、地质运动等引起的缝隙变形，起到非常好的防水堵漏效果；特别是选用本申请限定种类的多官能环氧树脂、尼龙改性双酚A环氧树脂、核壳橡胶的组合时，并将特定配方的A组份与含有酚醛胺固化剂的B组份以质量份数为(2～8)：1进行混合时，所得固结体的弹性得到突破性提升，相对于传统有机双酚A环氧树脂堵漏材料，其断裂伸长率达到50％以上；在弹性得到改善的同时，本申请所得固结体的强度也得到改善。

本申请还通过在B组份中加入偶联剂而非A组份中加入硅烷偶联剂，这样的硅烷偶联剂分配关系也能够增加环氧树脂灌浆材料的弹性。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下实施例采用的原料包括：

双酚A环氧树脂：南通星辰合成材料有限公司，E51；成骏桥新材料(深圳)有限公司，型号：YDH4400E，E44；

多官能团树脂：四缩水甘油醚基四苯基乙烷(迈图高新材料基团，Epon1031A70)、三苯基缩水甘油醚基甲烷(上海源叶生物科技有限公司)、四缩水甘油基二甲苯二胺(湖南嘉盛德材料科技有限公司，JD919)；

三官能团环氧树脂：湖南嘉盛德材料科技有限公司，TPNE5501(对比例2用材料)；

尼龙改性双酚A环氧树脂：湖南嘉盛德材料科技有限公司，DX7160,核壳橡胶：聚丁二烯橡胶/聚甲基丙烯酸甲酯类核壳橡胶(美国翰森化工公司)、丁苯橡胶/聚甲基丙烯酸甲酯类核壳橡胶(钟渊化学工业株式会社)。

实施例1

本实施例提供一种高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料及其制备方法。

高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的原料配方见表1。

高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的制备步骤如下：

A组份按质量份数双酚A环氧树脂E51 100g，四缩水甘油醚基四苯基乙烷10g，尼龙改性双酚A环氧树脂10g，聚丁二烯橡胶/聚甲基丙烯酸甲酯类核壳橡胶5g，苄基缩水甘油醚为20g，搅拌均匀；

B组份按质量份数加入腰果酚改性酚醛胺40g，双(三乙氧基硅)乙烷1g，2-苯基咪唑及三-(二甲胺基甲基)苯酚2g，搅拌均匀。

在进行建筑缺陷堵漏时，将A组份与B组份按照质量分数比为3：1的比例混合，搅拌均匀即可得弹性很好也兼顾强度的固结体(见表4)，能够缓冲缺陷部位因地质因素、热胀冷缩原因引起的裂缝扩大、位移等，堵漏效果非常理想。

实施例2

本实施例提供一种高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料及其制备方法。

高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的原料配方见表1。

高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的制备步骤如下：

A组份按质量份数双酚A环氧树脂E51 100g，四缩水甘油醚基四苯基乙烷10g，尼龙改性双酚A环氧树脂10g，聚丁二烯橡胶/聚甲基丙烯酸甲酯类核壳橡胶5g，苄基缩水甘油醚为20g，搅拌均匀；

B组份按质量份数加入腰果酚改性酚醛胺40g，双(三乙氧基硅)乙烷1g，2-苯基咪唑及三-(二甲胺基甲基)苯酚2g，搅拌均匀。

在进行建筑缺陷堵漏时，将A组份与B组份按照质量分数比为3：1的比例混合，搅拌均匀即可得弹性很好也兼顾强度的固结体(见表4)，能够缓冲缺陷部位因地质因素、热胀冷缩原因引起的裂缝扩大、位移等，堵漏效果非常理想。

实施例3

本实施例提供一种高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料及其制备方法。

高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的原料配方见表1。

高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的制备步骤如下：

A组份按质量份数双酚A环氧树脂E51 100g，四缩水甘油醚基四苯基乙烷20g，尼龙改性双酚A环氧树脂10g，聚丁二烯橡胶/聚甲基丙烯酸甲酯类核壳橡胶5g，苄基缩水甘油醚为25g，搅拌均匀；

B组份按质量份数加入腰果酚改性酚醛胺50g，双(三乙氧基硅)乙烷1g，2-苯基咪唑及三-(二甲胺基甲基)苯酚2g，搅拌均匀。

在进行建筑缺陷堵漏时，将A组份与B组份按照质量分数比为3：1的比例混合，搅拌均匀即可得弹性很好也兼顾强度的固结体(见表4)，能够缓冲缺陷部位因地质因素、热胀冷缩原因引起的裂缝扩大、位移等，堵漏效果非常理想。

实施例4

本实施例提供一种高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料及其制备方法。

高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的原料配方见表1。

高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的制备步骤如下：

A组份按质量份数双酚A环氧树脂E51 100g，四缩水甘油醚基四苯基乙烷20g，尼龙改性双酚A环氧树脂10g，聚丁二烯橡胶/聚甲基丙烯酸甲酯类核壳橡胶5g，苄基缩水甘油醚为25g，搅拌均匀；

B组份按质量份数加入腰果酚改性酚醛胺50g，双(三乙氧基硅)乙烷1g，2-苯基咪唑及三-(二甲胺基甲基)苯酚2g，搅拌均匀。

在进行建筑缺陷堵漏时，将A组份与B组份按照质量分数比为3：1的比例混合，搅拌均匀即可得弹性很好也兼顾强度的固结体(见表4)，能够缓冲缺陷部位因地质因素、热胀冷缩原因引起的裂缝扩大、位移等，堵漏效果非常理想。

表1、实施例1至实施例4的原料配方

实施例5

本实施例是实施例1的变化例，提供一种高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料及其制备方法。

高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的原料配方见表2。

高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的制备步骤同实施例1。

实施例6

本实施例是实施例1的变化例，提供一种高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料及其制备方法。

高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的原料配方见表2。

高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的制备步骤同实施例1。

表2、实施例5至实施例6的原料配方

对比例1

本对比例是实施例1的对比例，对比之处仅在于，本对比例不加入多官能环氧树脂、尼龙改性双酚A环氧树脂、核壳橡胶，见表3。

对比例2

本对比例是实施例1的对比例，对比之处仅在于，本对比例加入非本申请限定的多官能环氧树脂、非本申请限定的尼龙改性双酚A环氧树脂、非本申请限定的核壳橡胶，见表3。

对比例3

本对比例是实施例1的对比例，对比之处仅在于，本对比例仅加入多官能环氧树脂、核壳橡胶，而未加入尼龙改性双酚A环氧树脂，见表3。

对比例4

本对比例是实施例1的对比例，对比之处仅在于，本对比例加入的多官能环氧树脂、尼龙改性双酚A环氧树脂、核壳橡胶均超出了本申请的限定，见表3。

对比例5

本对比例是实施例1的对比例，对比之处仅在于，本对比例在A组份中加入硅烷偶联剂而非在B组份中加入硅烷偶联剂，见表3。

表3、对比例1至对比例4的原料配方

性能测试

抗压强度、抗拉强度、粘结强度、断裂伸长率、拉伸剪切强度、抗渗压力、初始粘度均可参考JC/T 1041 2007进行测试。

表4实施例和对比例的性能检测结果

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高弹性堵漏用环氧树脂灌浆材料，其特征在于，包含A组份和B组份；

所述A组份主要由以下质量份数的原料制备得到：双酚A环氧树脂50～100份，多官能环氧树脂10～20份，尼龙改性双酚A环氧树脂10～50份，核壳橡胶5～10份，活性稀释剂5～50份；所述B组份主要由以下质量份数的原料制备得到：酚醛胺固化剂10～100份，硅烷偶联剂0～3份，固化促进剂0～3份。

2.根据权利要求1所述的高弹性堵漏用环氧树脂灌浆材料，其特征在于，所述A组份主要由以下质量份数的原料制备得到：双酚A环氧树脂50～100份，多官能环氧树脂10～20份，尼龙改性双酚A环氧树脂10～50份，核壳橡胶5～10份，活性稀释剂5～50份；所述B组份主要由以下质量份数的原料制备得到：酚醛胺固化剂10～100份，硅烷偶联剂1～3份，固化促进剂1～3份。

3.根据权利要求2所述的高弹性堵漏用环氧树脂灌浆材料，其特征在于，所述A组份主要由以下质量份数的原料制备得到：双酚A环氧树脂80～100份，多官能环氧树脂10～20份，尼龙改性双酚A环氧树脂10～40份，核壳橡胶5～8份，活性稀释剂20～30份；所述B组份主要由以下质量份数的原料制备得到：酚醛胺固化剂40～50份，硅烷偶联剂1～3份，固化促进剂1～3份。

4.根据权利要求3所述的高弹性堵漏用环氧树脂灌浆材料，其特征在于，所述A组份主要由以下质量份数的原料制备得到：双酚A环氧树脂100份，多官能环氧树脂10份，尼龙改性双酚A环氧树脂10份，核壳橡胶5份，活性稀释剂20份；所述B组份主要由以下质量份数的原料制备得到：酚醛胺固化剂40份，硅烷偶联剂1份，固化促进剂2份。

5.根据权利要求1至4任一项所述的高弹性堵漏用环氧树脂灌浆材料，其特征在于，所述多官能环氧树脂为四缩水甘油醚基四苯基乙烷、三苯基缩水甘油醚基甲烷、四缩水甘油基二甲苯二胺、三缩水甘油基-P-氨基苯酚、四缩水甘油基二氨基二亚甲基苯中的至少一种或几种。

6.根据权利要求1至4任一项所述的高弹性堵漏用环氧树脂灌浆材料，其特征在于，所述核壳橡胶为聚丁二烯橡胶/聚甲基丙烯酸甲酯类核壳橡胶、丁苯橡胶/聚甲基丙烯酸甲酯类核壳橡胶、苯乙烯-丁二烯/聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸正丁酯/聚甲基丙烯酸甲酯类核壳结构聚丙烯酸酯橡胶中的至少一种。

7.根据权利要求1至4任一项所述的高弹性堵漏用环氧树脂灌浆材料，其特征在于，所述双酚A环氧树脂为E51型双酚A环氧树脂、E44型双酚A环氧树脂中的至少一种。

8.根据权利要求1至4任一项所述的高弹性堵漏用环氧树脂灌浆材料，其特征在于，所述活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、邻甲苯基缩水甘油醚、对叔丁基苯基缩水甘油醚、C12-C14烷基缩水甘油醚、C8-C10烷基缩水甘油醚中的至少一种。

9.根据权利要求1至4任一项所述的高弹性堵漏用环氧树脂灌浆材料，其特征在于，所述酚醛胺固化剂为腰果酚改性酚醛胺、苯酚型酚醛胺、松节油改性酚醛胺中的至少一种；所述硅烷偶联剂为双(三乙氧基硅)乙烷、3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、三甲氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷、三乙氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷中的至少一种；所述固化促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑及三-(二甲胺基甲基)苯酚中的至少一种。

10.一种高弹性堵漏用环氧树脂灌浆材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据权利要求1至9任一项所述的原料备料；

将双酚A环氧树脂、多官能环氧树脂、尼龙改性双酚A环氧树脂、核壳橡胶、活性稀释剂混合，搅拌均匀，得A组份；

将酚醛胺固化剂、硅烷偶联剂、固化促进剂混合，搅拌均匀，得B组份。