CN108192548B - 耐久型环氧树脂嵌缝材料及其制备方法 - Google Patents

耐久型环氧树脂嵌缝材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种耐久型环氧树脂嵌缝材料及其制备方法，包括A组份和B组份；所述A组份主要由如下原料制备而成：双酚A环氧树脂50‑100份，酚醛环氧树脂10‑20份，氢化双酚A环氧树脂5‑10份，柔韧性环氧树脂50‑100份，活性稀释剂为5‑50份，无机填料0‑100份，触变剂0‑10份，防老剂1‑3份，抗氧剂1‑3份，紫外线吸收剂1‑3份；所述B组份主要由如下原料制备而成：改性胺固化剂10‑265份，偶联剂0‑3份，固化促进剂0‑3份。该A组份能够与含有改性胺固化剂的B组份混合形成耐久性特别好的固结体，用该固结体填充的建筑拼接缝，密封性良好，不会因固结体开裂、变形等出现渗漏。

Description

耐久型环氧树脂嵌缝材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别是涉及耐久型环氧树脂嵌缝材料及其制备方法。
背景技术
高速铁路在近几年的高速发展，已然成为中国的名片，成为中国科技高速发展的代表之一。2004年《中长期铁路网规划》实施以来，我国高速铁路发展成效显著，对促进经济社会发展、保障和改善民生、支撑国家重大战略实施、增强我国综合实力和国际影响力等发挥了重要作用，以“四纵四横”为基础，形成以“八纵八横”主通道为骨架、区域连接线衔接、城际铁路补充的高速铁路网，实现省会城市高速铁路通达、区际之间高效便捷相连。高速铁路网规模至今已超过2万公里，展望到2030年，基本实现内外互联互通、区际多路畅通、省会高铁连通、地市快速通达、县域基本覆盖。
高速铁路的快速覆盖方便人们出行的同时，对建筑材料及技术也提出了非常高的要求。在现有的铁路建设技术背景下，施工过程中预留的施工缝、伸缩缝以及盾构管片的拼接缝成为了整个铁路系统的薄弱环节，需要使用柔韧性、粘结性以及抗渗能力非常好的嵌缝剂，目前主要使用的嵌缝材料包括聚氨酯密封胶、聚硫密封胶、弹性橡胶棒以及聚合物水泥等。
但是，以上传统的嵌缝材料普遍存在耐久性能差的问题，因此，开发一种具有耐久性的嵌缝材料是非常必要的。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种耐久型环氧树脂嵌缝材料。
具体技术方案如下：
一种耐久型环氧树脂嵌缝材料，包括A组份和B组份；
所述A组份主要由如下原料制备而成：双酚A环氧树脂50-100份，酚醛环氧树脂10-20份，氢化双酚A环氧树脂5-10份，柔韧性环氧树脂50-100份，活性稀释剂为5-50份，无机填料0-100份，触变剂0-10份，防老剂1-3份，抗氧剂1-3份，紫外线吸收剂1-3份；所述B组份主要由如下原料制备而成：改性胺固化剂10-265份，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组份主要由如下原料制备而成：双酚A环氧树脂80-100份，酚醛环氧树脂10-15份，氢化双酚A环氧树脂5-7份，柔韧性环氧树脂50-75份，活性稀释剂为20-30份，无机填料0-100份，触变剂1-10份，防老剂1-3份，抗氧剂1-3份，紫外线吸收剂1-3份；所述B组份主要由如下原料制备而成：改性胺固化剂10-265份，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组份主要由如下原料制备而成：双酚A环氧树脂80-100份，酚醛环氧树脂10-15份，氢化双酚A环氧树脂5-7份，柔韧性环氧树脂50-75份，活性稀释剂为20-30份，无机填料80-100份，触变剂1-10份，防老剂1-3份，抗氧剂1-3份，紫外线吸收剂1-3份；所述B组份主要由如下原料制备而成：改性胺固化剂10-265份，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组份主要由如下原料制备而成：双酚A环氧树脂100份，酚醛环氧树脂10份，氢化双酚A环氧树脂5份，柔韧性环氧树脂50份，活性稀释剂为20份，无机填料100份，触变剂2份，防老剂2份，抗氧剂2份，紫外线吸收剂2份；所述B组份主要由如下原料制备而成：改性胺固化剂45份，偶联剂2份，固化促进剂2份。
在其中一些实施例中，所述双酚A环氧树脂为E51、E44中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述酚醛环氧树脂为苯酚型酚醛环氧树脂、邻甲酚型酚醛环氧树脂中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述氢化双酚A环氧树脂为E51与氢气加成反应所得不含双键的双酚A环氧树脂、E44与氢气加成反应所得不含双键的双酚A环氧树脂中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述柔韧性环氧树脂为聚氨酯改性环氧树脂、二聚酸改性环氧树脂、丁腈橡胶改性环氧树脂、油脂改性环氧树脂、腰果酚改性环氧树脂中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述硅烷偶联剂为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至少一种。
在其中一些实施例中，所述防老剂为2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚，4,4'-二辛基二苯胺、2-巯基苯并咪唑、N-异丙基-N-苯基-对-苯二胺中的至少一种或几种。
在其中一些实施例中，所述抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，5-二叔丁基对苯二酚、四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、硫代二丙酸双十二烷酯中的至少一种或几种。
在其中一些实施例中，所述紫外线吸收剂为[2-羟基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮、2-(2'-羟基-3',5'-二叔戊基苯基)苯并三唑、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮中的至少一种或几种。
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烷基缩水甘油醚中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述无机填料为滑石粉、硅微粉、碳酸钙、高岭土、硫酸钡、硫酸钙中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述触变剂为气相二氧化硅、有机膨润土中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述改性胺固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚醚胺、聚酰胺、1，3-间苯二甲胺、异佛尔酮二胺中的至少一种或几种。
在其中一些实施例中，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、2，4，6-三(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耐久型环氧树脂嵌缝材料的制备方法。
一种耐久型环氧树脂嵌缝材料的制备方法，包括如下步骤：
按照上述的耐久型环氧树脂嵌缝材料的原料备料；
取双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、柔韧性环氧树脂、活性稀释剂，混合均匀，依次加入触变剂、防老剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、无机填料，混合均匀，得A组份；
取改性胺固化剂、偶联剂、固化促进剂，混合均匀，得B组份。
与现有技术相比，本申请具备如下有益效果：
本申请通过向双组份嵌缝材料A组份中同时引入双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、柔韧性环氧树脂，并控制四种原料的含量分别为50-100份、10-20份、5-10份、50-100份，使四种环氧树脂协同作用形成特定配方的A组份，该A组份中包含了氢化双酚A环氧树脂、柔韧性环氧树脂，氢化双酚A环氧树脂、柔韧性环氧树脂与双酚A环氧树脂搭配，与固化剂反应后，固结体中不饱和双键含量降低，固结体整体结构发生改变，紫外线、臭氧及氧气等对其分解所需能量提升，分解速率下降，且柔韧性环氧树脂中具有长链或NCO等基团，提升了固结体的交联密度，对紫外线、臭氧及氧气等起到一定的屏蔽效应，再辅以防老剂、抗氧剂、紫外线吸收剂，减少了紫外线、臭氧及氧气等对固结体的破坏，多双重效应赋予了固结体耐久性的特点，同时，柔韧性环氧中的长链、NCO等特殊功能基团还赋予了固结体良好的弹性，该A组份与含有改性胺固化剂的B组份混合形成耐久性特别好的弹性固结体，根据长期的工地实践情况及实验室试验测试数据，用该固结体填充的建筑拼接缝，在嵌缝后20年依然密封性良好，不会因弹性固结体老化、开裂、变形等出现渗漏。
本申请还通过将防老剂、抗氧剂、紫外吸收剂添加至A组份中，同时将硅烷偶联剂添加至B组份中，这样的原料分配关系有助于嵌缝材料的耐久性提升。
本申请通过添加少量的触变剂，在有外力作用时，材料粘度下降，可以非常容易的搅拌均匀，在静止没有外力作用时，材料可以保持原有的形状不变，非常有利于施工。
本申请还通过选用特定种类的双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、柔韧性环氧树脂，使得嵌缝材料在耐久性能取得突破的同时，还取得了非常好的弹性，嵌缝材料形成的固结体不会因环境气候的变化、地质因素的影响等出现断裂等。
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。
本发明采用的主要原料如下：
双酚A环氧树脂：南通星辰合成材料有限公司，E51、E44；
酚醛环氧树脂：苯酚型酚醛环氧树脂：无锡蓝星石油化工有限责任公司，F51、F44、邻甲酚型酚醛环氧树脂：台湾南亚塑胶工业股份有限公司，NPCN-704；
氢化双酚A环氧树脂：E51经过加成反应形成的氢化双酚A环氧树脂(骏桥新材料(深圳)有限公司YDH3000)、E44经过加成反应形成的氢化双酚A环氧树脂(广东遂达工程技术有限公司，SDH-4400)；
柔韧性环氧树脂：聚氨酯改性环氧树脂(络合高新材料(上海)有限公司，EPU-133S)、丁腈橡胶改性环氧树脂(深圳市佳迪达新材料有限公司，HyPox RF1320)、腰果酚改性环氧树脂(石油工程技术研究院)。
实施例1
本实施例提供一种耐久型环氧树脂嵌缝材料及其制备方法：
该耐久型环氧树脂嵌缝材料的原料配方见表1；
该耐久型环氧树脂嵌缝材料的制备方法包括如下步骤：
取双酚A环氧树脂E51 100g，苯酚型酚醛环氧树脂10g，氢化双酚A环氧树脂5g，聚氨酯改性环氧树脂50g，丁基缩水甘油醚为20g，混合均匀后依次加入触变剂2g，防老剂2g，抗氧剂2g，紫外线吸收剂2g，硅微粉100g，再混合均匀，得A组份；
取二乙烯三胺25g，聚酰胺固化剂10g，偶联剂2g，2-甲基咪唑2g，混合均匀，得B组份。
将A组份与B组份按照质量份数之比为3：1的比例混合均匀即可用于嵌缝。
实施例2
本实施例提供一种耐久型环氧树脂嵌缝材料及其制备方法：
该耐久型环氧树脂嵌缝材料的原料配方见表1；
该耐久型环氧树脂嵌缝材料的制备方法包括如下步骤：
取双酚A环氧树脂E51 100g，邻甲酚型酚醛环氧树脂10g，氢化双酚A环氧树脂5g，聚氨酯改性环氧树脂50g，丁基缩水甘油醚为20g，混合均匀后依次加入触变剂2g，防老剂2g，抗氧剂2g，紫外线吸收剂2g，硅微粉100g，混合均匀，得A组份；
取三乙烯四胺30g，聚酰胺固化剂15g，偶联剂2g，2-甲基咪唑2g，混合均匀，得B组份。
将A组份与B组份按照质量份数之比为3：1的比例混合均匀即可用于嵌缝。
实施例3
本实施例提供一种耐久型环氧树脂嵌缝材料及其制备方法：
该耐久型环氧树脂嵌缝材料的原料配方见表1；
该耐久型环氧树脂嵌缝材料的制备方法包括如下步骤：
取双酚A环氧树脂E51 100g，苯酚型酚醛环氧树脂10g，氢化双酚A环氧树脂5g，聚氨酯改性环氧树脂50g，丁基缩水甘油醚为20g，混合均匀，然后依次加入触变剂2g，防老剂2g，抗氧剂2g，紫外线吸收剂2g，再混合均匀，得A组份；
取二乙烯三胺25g，聚酰胺固化剂10g，偶联剂2g，2-甲基咪唑2g，混合均匀，得B组份。
将A组份与B组份按照质量份数之比为2：1的比例混合均匀即可用于嵌缝。
实施例4
本实施例提供一种耐久型环氧树脂嵌缝材料及其制备方法：
该耐久型环氧树脂嵌缝材料的原料配方见表1；
该耐久型环氧树脂嵌缝材料的制备方法包括如下步骤：
取双酚A环氧树脂E51 100g，邻甲酚型酚醛环氧树脂10g，氢化双酚A环氧树脂5g，聚氨酯改性环氧树脂50g，丁基缩水甘油醚为20g，混合均匀后依次加入触变剂2g，防老剂2g，抗氧剂2g，紫外线吸收剂2g，再混合均匀，得A组份；
取三乙烯四胺30g，聚酰胺固化剂15g，偶联剂2g，2-甲基咪唑2g，混合均匀，得B组份。
将A组份与B组份按照质量份数之比为2：1的比例混合均匀即可用于嵌缝。表1实施例1至实施例4的原料配方
Figure BDA0001533768340000091
实施例5、实施例6
实施例5和实施例6分别是实施例1的变化例，变化之处仅在于原料配方，具体见表2；制备方法同实施例1。
表2实施例5、实施例6的原料配方
Figure BDA0001533768340000101
对比例1
本对比例提供一种耐久型环氧树脂嵌缝材料及其制备方法，制备方法同实施例1，对比之处仅在于：耐久型环氧树脂嵌缝材料的原料配方中双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、柔韧性环氧树脂的种类为非本申请限定的种类，见表3。
对比例2
本对比例提供一种耐久型环氧树脂嵌缝材料及其制备方法，制备方法同实施例1，对比之处仅在于：耐久型环氧树脂嵌缝材料的原料配方中双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、柔韧性环氧树脂组合中部分环氧树脂种类含量超出了本申请限定的范围，见表3。
对比例3
本对比例提供一种耐久型环氧树脂嵌缝材料及其制备方法，制备方法同实施例1，对比之处仅在于耐久型环氧树脂嵌缝材料的原料配方中不含有触变剂，见表3。
对比例4
本对比例提供一种耐久型环氧树脂嵌缝材料及其制备方法，制备方法同实施例1，对比之处仅在于：耐久型环氧树脂嵌缝材料的原料配方中将防老剂、抗氧剂、紫外吸收剂添加至B组份中，同时将硅烷偶联剂添加至A组份中，见表3。
表3对比例1至对比例4的原料配方
Figure BDA0001533768340000111
Figure BDA0001533768340000121
Figure BDA0001533768340000131
性能测试
耐久性测试：烘烤标准：GB/T 7141-2008,紫外线：ASTM D4329；下垂度：JC/T 482-2003。
表4各例的物理性能测试结果
Figure BDA0001533768340000132
表5各例的耐久性能测试结果
Figure BDA0001533768340000133
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)

1.一种耐久型环氧树脂嵌缝材料，其特征在于，包括A组份和B组份；
所述A组份主要由如下原料制备而成：双酚A环氧树脂50-100份，酚醛环氧树脂10-20份，氢化双酚A环氧树脂5-10份，柔韧性环氧树脂50-100份，活性稀释剂为5-50份，无机填料0-100份，触变剂0-10份，防老剂1-3份，抗氧剂1-3份，紫外线吸收剂1-3份；所述B组份主要由如下原料制备而成：改性胺固化剂10-265份，偶联剂0-3份，固化促进剂0-3份；
所述酚醛环氧树脂为苯酚型酚醛环氧树脂、以及邻甲酚型酚醛环氧树脂中的至少一种；所述柔韧性环氧树脂为聚氨酯改性环氧树脂、二聚酸改性环氧树脂、丁腈橡胶改性环氧树脂、油脂改性环氧树脂、以及腰果酚改性环氧树脂中的至少一种；
所述双酚A环氧树脂为E51、E44中的至少一种；所述氢化双酚A环氧树脂为E51与氢气加成反应所得不含双键的双酚A环氧树脂、E44与氢气加成反应所得不含双键的双酚A环氧树脂中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的耐久型环氧树脂嵌缝材料，其特征在于，所述A组份主要由如下原料制备而成：双酚A环氧树脂80-100份，酚醛环氧树脂10-15份，氢化双酚A环氧树脂5-7份，柔韧性环氧树脂50-75份，活性稀释剂为20-30份，无机填料0-100份，触变剂1-10份，防老剂1-3份，抗氧剂1-3份，紫外线吸收剂1-3份；所述B组份主要由如下原料制备而成：改性胺固化剂10-50份，偶联剂1-3份，固化促进剂1-3份。
3.根据权利要求2所述的耐久型环氧树脂嵌缝材料，其特征在于，所述A组份主要由如下原料制备而成：双酚A环氧树脂80-100份，酚醛环氧树脂10-15份，氢化双酚A环氧树脂5-7份，柔韧性环氧树脂50-75份，活性稀释剂为20-30份，无机填料80-100份，触变剂1-10份，防老剂1-3份，抗氧剂1-3份，紫外线吸收剂1-3份；所述B组份主要由如下原料制备而成：改性胺固化剂10-50份，偶联剂1-3份，固化促进剂1-3份。
4.根据权利要求3所述的耐久型环氧树脂嵌缝材料，其特征在于，所述A组份主要由如下原料制备而成：双酚A环氧树脂100份，酚醛环氧树脂10份，氢化双酚A环氧树脂5份，柔韧性环氧树脂50份，活性稀释剂为20份，无机填料100份，触变剂2份，防老剂2份，抗氧剂2份，紫外线吸收剂2份；所述B组份主要由如下原料制备而成：改性胺固化剂45份，偶联剂2份，固化促进剂2份。
5.根据权利要求1至4任一项所述的耐久型环氧树脂嵌缝材料，其特征在于，所述防老剂为2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚，4,4'-二辛基二苯胺、2-巯基苯并咪唑、N-异丙基-N-苯基-对-苯二胺中的至少一种或几种；
所述抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，5-二叔丁基对苯二酚、四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、硫代二丙酸双十二烷酯中的至少一种或几种；
所述紫外线吸收剂为[2-羟基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮、2-(2'-羟基-3',5'-二叔戊基苯基)苯并三唑、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮中的至少一种或几种。
6.根据权利要求1至4任一项所述的耐久型环氧树脂嵌缝材料，其特征在于，所述偶联剂为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或几种。
7.根据权利要求1至4任一项所述的耐久型环氧树脂嵌缝材料，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。
8.根据权利要求1至4任一项所述的耐久型环氧树脂嵌缝材料，其特征在于，所述触变剂为气相二氧化硅、有机膨润土中的至少一种。
9.根据权利要求1至4任一项所述的耐久型环氧树脂嵌缝材料，其特征在于，所述改性胺固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚醚胺、聚酰胺、1，3-间苯二甲胺、异佛尔酮二胺中的至少一种或几种；
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、2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚中的至少一种；
所述无机填料为滑石粉、硅微粉、碳酸钙、高岭土、硫酸钡、硫酸钙中的至少一种。
10.一种耐久型环氧树脂嵌缝材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按照权利要求1至9任一项所述的耐久型环氧树脂嵌缝材料的原料备料；
取双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、柔韧性环氧树脂、活性稀释剂，混合均匀，依次加入触变剂、防老剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、无机填料，混合均匀，得A组份；
取改性胺固化剂、偶联剂、固化促进剂，混合均匀，得B组份。
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