CN108864966A - 一种新型加固型碳布胶及其制备工艺 - Google Patents

一种新型加固型碳布胶及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型加固型碳布胶，它包括由重量比为2：1的A组分和B组分混合而成，其中按重量份计，所述A组分包括90~100份环氧树脂、8~10份环氧稀释剂、2~3份偶联剂、2~3份增韧剂、2~4份曼尼斯碱和2~4份异佛尔酮二胺；所述B组分包括98~100份环氧固化剂、4~6份苯甲醇；它还公开了该加固型碳布胶的制备工艺。本发明的有益效果是：制备工序少、固化时释放热量少、增强渗透性、不污染环境。

Description

一种新型加固型碳布胶及其制备工艺
技术领域
本发明涉及碳布胶组分的技术领域，特别是一种新型加固型碳布胶及其制备工艺。
背景技术
碳布胶是一类用于受力部件上的胶黏剂，其能在额定时间内承受许多应力环境作用而不被破坏。碳布胶主要用于受力件的粘结，因此，要求碳布胶能够承受较大的载荷，在常温以上的工作温度下仍有好的机械强度、高耐冲击性、耐老化、耐化学品等性能，例如应用于碳纤维片材与混凝土、钢材构件、砖石构件的结构粘接施工；或者是应用于钢筋混凝土受拉构件的碳纤维片材粘接施工。
碳布胶一般以环氧树脂为粘料，辅助偶联剂和增韧剂，并配以固化剂等组分形成。其中固化剂起到将环氧树脂、增韧剂、稀释剂、偶联剂凝固于一体的作用。固化剂由2 ，4，6-三（二甲胺基甲基）和苯酚（DMP-30）组成，二甲胺基甲基和苯酚粘度高，导致流动性差，难以扩散到环氧树脂、增韧剂、稀释剂和偶联剂中，导致固化后的碳布胶各区域的机械强度不一致，产品质量差，因此存在渗透不彻底的缺陷，同时二甲胺基甲基和苯酚挥发性强，施工时刺激性大，会对施工人员造成伤害，不利于工人的正常施工。此外，当将环氧树脂、增韧剂、稀释剂、偶联剂和固化剂混合过程中，即在固话过程中，释放出大量的热量，释放出的热量容易烧毁制备出的碳布胶。因此亟待需要一种固化时渗透性高、释放热量少、不污染环境的碳布胶。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种制备工序少、固化时释放热量少、增强渗透性、不污染环境的新型加固型碳布胶及其制备工艺。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种新型加固型碳布胶，它包括由重量比为2：1的A组分和B组分混合而成，其中按重量份计，所述A组分包括90~100份环氧树脂、8~10份环氧稀释剂、2~3份偶联剂、2~3份增韧剂、2~4份曼尼斯碱和2~4份异佛尔酮二胺；所述B组分包括98~100份环氧固化剂、4~6份苯甲醇；所述A组分和B组分中均含有15~30份增强填料和5~15份触变剂。
所述固化剂为聚酰胺固化剂、脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂中任意一种或两种。
所述增强填料为活性硅微粉、纳米碳酸钙、重钙、氧化铝粉、短切玻璃纤维中的一种或多种；所述触变剂为气相白炭黑、聚酰胺蜡中的一种或两种。
所述偶联剂硅为烷偶联剂。
所述新型加固型碳布胶的其制备工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
S1、A组分的制备，其具体制备步骤如下：
S1（a）、将增强填料和触变剂加入到干燥机内，升高干燥机的烘干温度，当温度升高到100~120℃时，停止升高干燥机温度，当干燥2~3h后将增强填料和触变剂冷至室温；
S1（b）、在常温情况下向分散釜中加入90~100份环氧树脂、8~10份环氧稀释剂、2~3份偶联剂、2~3份增韧剂、2~4份曼尼斯碱和2~4份异佛尔酮二胺，随后搅拌10~15min，同时保持分散釜内的真空度为-0 .090～-0 .095MPa；
S1（c）、在常温情况下向反应釜中加入15~30份增强填料和5~15份触变剂，随后搅拌8~10min，同时保持反应釜内的真空度为-0 .090~-0 .095MPa，最终制备出A组分；
S1（d）、清理搅拌齿和釜壁，继续搅拌5~8min后出料并对A组分灌装；
S2、B组分的制备，其具体制备步骤如下：
S2（a）将增强填料和触变剂加入到干燥机内，升高干燥机的烘干温度，当温度升高到100~120℃时，停止升高干燥机温度，当干燥2~3h后将增强填料和触变剂冷至室温；
S2（b）在常温情况下向反应釜中加入98~100份环氧固化剂和4~6份苯甲醇，随后搅拌10~15min，同时保持反应釜内的真空度为-0 .090～-0 .095MPa；
S2（c）在常温情况下向反应釜中加入15~30份增强填料和5~15份触变剂，随后搅拌8~10min，同时保持反应釜内真空度为- 0 .090～-0 .095MPa；
S2（d）清理反应釜的搅拌齿和釜壁，继续搅拌8~10min后降低釜内的温度至45℃，8~10min后出料并对B组份罐装；
S3、加固型碳布胶的制备：将分散釜内的A组分和反应釜内的B组分按2:1的比例混合，A组分与B组分固化，经过一段时间固化后最终制备出加固型碳布胶。
本发明具有以下优点：（1）本发明的A组分包括90~100份环氧树脂、8~10份环氧稀释剂、2~3份偶联剂、2~3份增韧剂、2~4份曼尼斯碱和2~4份异佛尔酮二胺，在A组分与B组分在固化过程中，曼尼斯碱和异佛尔酮二胺使固化过程反应平缓，降低固化时发热量，从而有效避免了释放的热量烧毁成型后的碳布胶。（2）本发明的B组分包括98~100份环氧固化剂和4~6份苯甲醇，在A组分与B组分在固化过程中，苯甲醇降低各组份之间的粘度，从而增加环氧树脂、环氧稀释剂、偶联剂、增韧剂以及环氧固化剂的流动性，保证环氧固化剂渗透到各区域，进一步保证成型后的加固型碳布胶各区域机械强度一致，延长产品的使用寿命。（3）本发明固化剂为聚酰胺固化剂、脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂中任意一种或两种，替代了原有使用由2 ，4，6-三（二甲胺基甲基）和苯酚（DMP-30）组成的固化剂，这些固化剂均不会挥发刺激性气体，很好的保护了周围环境，同时对工人的身体健康没有危害。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
实施例一：一种新型加固型碳布胶，它包括由重量比为2：1的A组分和B组分混合而成，其中按重量份计，所述A组分包括90份环氧树脂、8份环氧稀释剂、2份偶联剂、2份增韧剂、2份曼尼斯碱和2份异佛尔酮二胺；所述B组分包括98份环氧固化剂、4份苯甲醇；所述A组分和B组分中均含有15份增强填料和5份触变剂。所述偶联剂硅为烷偶联剂
所述固化剂为聚酰胺固化剂、脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂中任意一种或两种，替代了原有使用由2 ，4，6-三（二甲胺基甲基）和苯酚（DMP-30）组成的固化剂。所述增强填料为活性硅微粉、纳米碳酸钙、重钙、氧化铝粉、短切玻璃纤维中的一种或多种；所述触变剂为气相白炭黑、聚酰胺蜡中的一种或两种。
所述新型加固型碳布胶的其制备工艺，它包括以下步骤：
S1、A组分的制备，其具体制备步骤如下：
S1（a）、将增强填料和触变剂加入到干燥机内，升高干燥机的烘干温度，当温度升高到100℃时，停止升高干燥机温度，当干燥2h后将增强填料和触变剂冷至室温；
S1（b）、在常温情况下向分散釜中加入90份环氧树脂、8份环氧稀释剂、2份偶联剂、2份增韧剂、2份曼尼斯碱和2份异佛尔酮二胺，随后搅拌10min，同时保持分散釜内的真空度为-0 .090MPa；
S1（c）、在常温情况下向反应釜中加入15份增强填料和5份触变剂，随后搅拌8min，同时保持反应釜内的真空度为-0 .090MPa，最终制备出A组分；
S1（d）、清理搅拌齿和釜壁，继续搅拌5min后出料并对A组分灌装；
S2、B组分的制备，其具体制备步骤如下：
S2（a）将增强填料和触变剂加入到干燥机内，升高干燥机的烘干温度，当温度升高到100℃时，停止升高干燥机温度，当干燥2h后将增强填料和触变剂冷至室温；
S2（b）在常温情况下向反应釜中加入98份环氧固化剂和4份苯甲醇，随后搅拌10min，同时保持反应釜内的真空度为-0 .090MPa；
S2（c）在常温情况下向反应釜中加入15份增强填料和5份触变剂，随后搅拌8min，同时保持反应釜内真空度为- 0 .090MPa；
S2（d）清理反应釜的搅拌齿和釜壁，继续搅拌8min后降低釜内的温度至45℃，8min后出料并对B组份罐装；
S3、加固型碳布胶的制备：将分散釜内的A组分和反应釜内的B组分按2:1的比例混合，A组分与B组分固化，经过一段时间固化后最终制备出加固型碳布胶，在固化过程中，苯甲醇降低各组份之间的粘度，从而增加环氧树脂、环氧稀释剂、偶联剂、增韧剂以及环氧固化剂的流动性，保证环氧固化剂渗透到各区域，进一步保证成型后的加固型碳布胶各区域机械强度一致，同时曼尼斯碱和异佛尔酮二胺使固化过程反应平缓，降低固化时发热量，从而有效避免了释放的热量烧毁成型后的碳布胶。
实施例二：一种新型加固型碳布胶，它包括由重量比为2：1的A组分和B组分混合而成，其中按重量份计，所述A组分包括95份环氧树脂、9份环氧稀释剂、2份偶联剂、2份增韧剂、3份曼尼斯碱和3份异佛尔酮二胺；所述B组分包括99份环氧固化剂、5份苯甲醇；所述A组分和B组分中均含有17份增强填料和11份触变剂。
所述新型加固型碳布胶的其制备工艺，它包括以下步骤：
S1、A组分的制备，其具体制备步骤如下：
S1（a）、将增强填料和触变剂加入到干燥机内，升高干燥机的烘干温度，当温度升高到110℃时，停止升高干燥机温度，当干燥2h后将增强填料和触变剂冷至室温；
S1（b）、在常温情况下向分散釜中加入95份环氧树脂、9份环氧稀释剂、2份偶联剂、2份增韧剂、3份曼尼斯碱和3份异佛尔酮二胺，随后搅拌12min，同时保持分散釜内的真空度为-0 .093MPa；
S1（c）、在常温情况下向反应釜中加入17份增强填料和11份触变剂，随后搅拌9min，同时保持反应釜内的真空度为-0 .093MPa，最终制备出A组分；
S1（d）、清理搅拌齿和釜壁，继续搅拌6min后出料并对A组分灌装；
S2、B组分的制备，其具体制备步骤如下：
S2（a）将增强填料和触变剂加入到干燥机内，升高干燥机的烘干温度，当温度升高到110℃时，停止升高干燥机温度，当干燥2h后将增强填料和触变剂冷至室温；
S2（b）在常温情况下向反应釜中加入99份环氧固化剂和5份苯甲醇，随后搅拌13min，同时保持反应釜内的真空度为-0 .093MPa；
S2（c）在常温情况下向反应釜中加入17份增强填料和11份触变剂，随后搅拌9min，同时保持反应釜内真空度为- 0 .093MPa；
S2（d）清理反应釜的搅拌齿和釜壁，继续搅拌9min后降低釜内的温度至45℃，9min后出料并对B组份罐装；
S3、加固型碳布胶的制备：将分散釜内的A组分和反应釜内的B组分按2:1的比例混合，A组分与B组分固化，经过一段时间固化后最终制备出加固型碳布胶，在固化过程中，苯甲醇降低各组份之间的粘度，从而增加环氧树脂、环氧稀释剂、偶联剂、增韧剂以及环氧固化剂的流动性，保证环氧固化剂渗透到各区域，进一步保证成型后的加固型碳布胶各区域机械强度一致，同时曼尼斯碱和异佛尔酮二胺使固化过程反应平缓，降低固化时发热量，从而有效避免了释放的热量烧毁成型后的碳布胶。
实施例三：一种新型加固型碳布胶，它包括由重量比为2：1的A组分和B组分混合而成，其中按重量份计，所述A组分包括100份环氧树脂、10份环氧稀释剂、3份偶联剂、3份增韧剂、4份曼尼斯碱和4份异佛尔酮二胺；所述B组分包括100份环氧固化剂、6份苯甲醇；所述A组分和B组分中均含有30份增强填料和15份触变剂。
所述新型加固型碳布胶的其制备工艺，它包括以下步骤：
S1、A组分的制备，其具体制备步骤如下：
S1（a）、将增强填料和触变剂加入到干燥机内，升高干燥机的烘干温度，当温度升高到120℃时，停止升高干燥机温度，当干燥3h后将增强填料和触变剂冷至室温；
S1（b）、在常温情况下向分散釜中加入100份环氧树脂、10份环氧稀释剂、3份偶联剂、3份增韧剂、4份曼尼斯碱和4份异佛尔酮二胺，随后搅拌15min，同时保持分散釜内的真空度为-0 .095MPa；
S1（c）、在常温情况下向反应釜中加入30份增强填料和15份触变剂，随后搅拌10min，同时保持反应釜内的真空度为-0 .095MPa，最终制备出A组分；
S1（d）、清理搅拌齿和釜壁，继续搅拌8min后出料并对A组分灌装；
S2、B组分的制备，其具体制备步骤如下：
S2（a）将增强填料和触变剂加入到干燥机内，升高干燥机的烘干温度，当温度升高到120℃时，停止升高干燥机温度，当干燥3h后将增强填料和触变剂冷至室温；
S2（b）在常温情况下向反应釜中加入100份环氧固化剂和6份苯甲醇，随后搅拌15min，同时保持反应釜内的真空度为-0 .095MPa；
S2（c）在常温情况下向反应釜中加入30份增强填料和15份触变剂，随后搅拌10min，同时保持反应釜内真空度为-0 .095MPa；
S2（d）清理反应釜的搅拌齿和釜壁，继续搅拌10min后降低釜内的温度至45℃， 10min后出料并对B组份罐装；
S3、加固型碳布胶的制备：将分散釜内的A组分和反应釜内的B组分按2:1的比例混合，A组分与B组分固化，经过一段时间固化后最终制备出加固型碳布胶，在固化过程中，苯甲醇降低各组份之间的粘度，从而增加环氧树脂、环氧稀释剂、偶联剂、增韧剂以及环氧固化剂的流动性，保证环氧固化剂渗透到各区域，进一步保证成型后的加固型碳布胶各区域机械强度一致，同时曼尼斯碱和异佛尔酮二胺使固化过程反应平缓，降低固化时发热量，从而有效避免了释放的热量烧毁成型后的碳布胶。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种新型加固型碳布胶，其特征在于：它包括由重量比为2：1的A组分和B组分混合而成，其中按重量份计，所述A组分包括90~100份环氧树脂、8~10份环氧稀释剂、2~3份偶联剂、2~3份增韧剂、2~4份曼尼斯碱和2~4份异佛尔酮二胺；所述B组分包括98~100份环氧固化剂、4~6份苯甲醇；所述A组分和B组分中均含有15~30份增强填料和5~15份触变剂。
2.根据权利要求1所述的一种新型加固型碳布胶，其特征在于：所述固化剂为聚酰胺固化剂、脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂中任意一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种新型加固型碳布胶，其特征在于：所述增强填料为活性硅微粉、纳米碳酸钙、重钙、氧化铝粉、短切玻璃纤维中的一种或多种；所述触变剂为气相白炭黑、聚酰胺蜡中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种新型加固型碳布胶，其特征在于：所述偶联剂硅为烷偶联剂。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述新型加固型碳布胶的其制备工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
S1、A组分的制备，其具体制备步骤如下：
S1（a）、将增强填料和触变剂加入到干燥机内，升高干燥机的烘干温度，当温度升高到100~120℃时，停止升高干燥机温度，当干燥2~3h后将增强填料和触变剂冷至室温；
S1（b）、在常温情况下向分散釜中加入90~100份环氧树脂、8~10份环氧稀释剂、2~3份偶联剂、2~3份增韧剂、2~4份曼尼斯碱和2~4份异佛尔酮二胺，随后搅拌10~15min，同时保持分散釜内的真空度为-0 .090～-0 .095MPa；
S1（c）、在常温情况下向反应釜中加入15~30份增强填料和5~15份触变剂，随后搅拌8~10min，同时保持反应釜内的真空度为-0 .090~-0 .095MPa，最终制备出A组分；
S1（d）、清理搅拌齿和釜壁，继续搅拌5~8min后出料并对A组分灌装；
S2、B组分的制备，其具体制备步骤如下：
S2（a）将增强填料和触变剂加入到干燥机内，升高干燥机的烘干温度，当温度升高到100~120℃时，停止升高干燥机温度，当干燥2~3h后将增强填料和触变剂冷至室温；
S2（b）在常温情况下向反应釜中加入98~100份环氧固化剂和4~6份苯甲醇，随后搅拌10~15min，同时保持反应釜内的真空度为-0 .090～-0 .095MPa；
S2（c）在常温情况下向反应釜中加入15~30份增强填料和5~15份触变剂，随后搅拌8~10min，同时保持反应釜内真空度为- 0 .090～-0 .095MPa；
S2（d）清理反应釜的搅拌齿和釜壁，继续搅拌8~10min后降低釜内的温度至45℃，8~10min后出料并对B组份罐装；
S3、加固型碳布胶的制备：将分散釜内的A组分和反应釜内的B组分按2:1的比例混合，A组分与B组分固化，经过一段时间固化后最终制备出加固型碳布胶。
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