CN109486109A - 一种柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料，用环氧树脂、固化剂、增塑剂、固化促进剂和阻根剂，通过机械搅拌均匀制得柔性环氧树脂基体；以玻璃纤维作为增强材料、柔性环氧树脂作为基体通过真空灌注、喷射成型等工艺成型柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料。采用本发明制备的耐根穿刺防水复合材料具有较高的力学强度，耐根穿刺与防水效果良好；本发明采用真空灌注和喷射成型工艺可以实现防水层与种植屋面基层的一体化，避免卷材铺设时的搭接缝产生；环氧树脂可在常温下固化成型，具有节能、环保以及绿色的优点，同时与混凝土屋面的界面粘结性强。

Description

一种柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料

技术领域

本发明属于防水材料制备领域，具体涉及一种柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料。

背景技术

发展绿色种植屋面是缓解“城市热岛”效应以及保护城市生态环境的有效途径之一，绿色种植屋面工程由种植、防水、排水、保温隔热等多项综合技术构成，其中屋面防水技术尤为重要，一旦发生渗漏，将会造成较大经济损失。耐根穿刺防水材料是指具有抑制根系进一步向防水层生长，避免破坏防水层的一种高效防水材料，种植屋面系统中的植物根系具有极强的穿透性，若耐根穿刺防水材料选用不当，将会被植物根茎所穿透，造成建筑物的渗漏。

沥青类耐根穿刺防水卷材是目前使用量较大的防水材料之一，目前存在的问题有：第一，由于沥青类耐根穿刺防水卷材有一定的长度和宽度限制，使用时不可避免有搭接情况，植物根系易于穿透搭接处的缝隙中，因而搭接处的缝隙成为防水系统的薄弱环节；第二，沥青类耐根穿刺防水卷材施工时常采用热熔法焊接，不仅存在工艺复杂、热熔法能源消耗大的缺点，而且若热熔焊接过度会致卷材炭化，导致强度和粘结性降低，当使用化学组根剂时易造成卷材中添加的化学阻根剂高温分解，使得整体阻根性能变差或失效，若时间过短，则会使接缝形成虚焊；第三，沥青类耐根穿刺防水卷材的铜胎基主要为铜箔，其力学性能以及延展性差，施工时遇折角时胎体容易起鼓和断裂，并且阴角部分处理起来比较困难；此外，铜属于贵金属，价格较高，运用铜箔作为胎基增加了铜金属的使用量，增加了成本。此外，使用防水阻根涂料如添加阻根剂的沥青防水涂料、环氧树脂涂料以及聚氨酯涂料存在力学强度低以及污染较重的缺点，不能适用于种植大型绿色屋面系统。

CN 103524947公开了一种增强型耐根穿刺防水卷材，按重量份计算，包括阻燃剂、耐迁移增塑剂、聚氯乙烯树脂、环氧大豆油、二盐亚磷酸铅、三盐亚磷酸铅、E-881改性氯醋共聚树脂和环氧树脂。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种与混凝土屋面界面粘结性能好，具有较高的强度，耐根穿刺以及防水效果好的柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料。

本发明目的的实现方式为，一种柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料，是由下述方式制备的，制备的具体步骤如下：

1)取质量份数为双酚A型E51环氧树脂100份，固化剂34.5-60.5份，增塑剂邻苯二甲酸二丁酯10份，固化促进剂2-4份，阻根剂2-6份，搅拌均匀制得柔性环氧树脂基体；

所述固化剂为D400聚醚胺、650聚酰胺、丙烯腈改性的己二胺的一种或几种；

所述固化促进剂为壬基酚或2、4、6-三(二甲氨基甲基)苯酚；

所述阻根剂Proventol B5、铜粉或氢氧化铜中的一种或几种；

2)柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料成型，成型方法有：

A、将玻璃纤维布、脱模布、导流网、导流管、进胶管以及真空袋按序铺放至屋面上，后使用密封胶将真空袋密封，抽真空至真空袋内压力为-0.1MPa；将步骤 1)制得的柔性环氧树脂基体连上真空袋内的进胶管，柔性环氧树脂真空导入至真空袋内，浸润真空袋中的玻璃纤维布待浸润过程完成后常温固化成型，利用脱模布除去导流网、导流管、真空袋；即得与屋面一体化的柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料；

B、通过喷射成型机的喷枪将步骤1)制得的柔性环氧树脂喷射到屋面表面，将玻璃纤维束通过纤维短切器切割成短玻璃纤维束，并由另一喷枪喷出；喷出的短玻璃纤维束与柔性环氧树脂混合，用辊轮压实，使得柔性环氧树脂充分浸润短玻璃纤维束，室温固化即可得到柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料。

本发明的具有以下有益效果：

1、本发明具有较高的强度，较高的力学强度能够发挥物理阻根的作用，与化学组根剂和铜离子发挥的化学阻根作用相结合使得复合材料具备良好的耐根穿刺和防水效果；

2、本发明采用真空灌注、喷射成型等成型方式，可以实现防水层与种植屋面基层的一体化，避免卷材铺设时搭接缝等防水薄弱环节的产生，柔性环氧树脂能在常温下固化成型，可以避免沥青耐根穿刺防水卷材热熔焊接造成的能耗以及污染大的缺点，具有节能、环保以及绿色的优点；

3、本发明用环氧树脂等制得柔性环氧树脂基体，环氧树脂中有极性羟基以及醚键的存在，与混凝土屋面具有极强的界面粘结性能。

具体实施方式

本发明用环氧树脂，固化剂、增塑剂、固化促进剂和阻根剂，通过机械搅拌均匀制得柔性环氧树脂基体；以玻璃纤维作为增强材料，柔性环氧树脂作为基体通过真空灌注、喷射成型等工艺成型柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料。

所述步骤1)中取质量份数为环氧树脂100份，固化剂34.5-60.5份，增塑剂邻苯二甲酸二丁酯10份，固化促进剂4份，活性稀释剂苯基缩水甘油醚10份，阻根剂2-6份，通过机械搅拌均匀制得柔性环氧树脂基体。

下面用具体实施例详述本发明。

实施例1

1)取质量份数为双酚A型E51环氧树脂100份，固化剂D400聚醚胺55份，增塑剂邻苯二甲酸二丁酯10份，固化促进剂壬基酚4份，2份阻根剂Proventol B5，通过机械搅拌均匀制得柔性环氧树脂基体。

2)柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料成型：

将玻璃纤维布、脱模布、导流网、导流管、进胶管以及真空袋按序铺放至屋面上，后使用密封胶将真空袋密封，抽真空至真空袋内压力为-0.1MPa；将步骤1) 制得的柔性环氧树脂基体连上真空袋的进胶管，柔性环氧树脂基体真空导入真空袋内，浸润真空袋中的玻璃纤维布，待浸润过程完成后常温固化成型，利用脱模布除去导流网、导流管、真空袋；即得与屋面一体化的柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料。

实施例2

1)取质量份数为双酚A型E51环氧树脂100份，固化剂D400聚醚胺55份，增塑剂邻苯二甲酸二丁酯10份，固化促进剂壬基酚4份，阻根剂铜粉4份,通过机械搅拌均匀制得柔性环氧树脂基体。

2)先由玻璃纤维束通过湿法造纸法制备玻璃纤维毡，玻璃纤维束湿法造纸法制备玻璃纤维毡的具体步骤为：

由玻璃纤维束湿法造纸法制备玻璃纤维毡的具体步骤为：

①将玻璃纤维束切短成6cm的短玻璃纤维束；

②将短玻璃纤维束置于由含有粘结剂聚乙烯醇的水分散液中在纤维解离器中疏解分散，分散速度为3000rpm，时间为1min；

所述聚乙烯醇的添加量为玻璃纤维束质量的6％；

所述聚乙烯醇的水分散液的固、液比＝1:10；

③将步骤②得到的短玻璃纤维束悬浮液倒入造纸机的铜网上进行抄制，分散液经过铜网排空水后，抽滤1min，得玻璃纤维毡；

④将步骤③得到的玻璃纤维毡取出置于成型器自带的真空干燥装置中于 100℃下干燥15min，得所用玻璃纤维毡；所述真空度为-0.1Mpa。

将玻璃纤维毡、脱模布、导流网、导流管、进胶管以及真空袋按序铺放至屋面上，后使用密封胶将真空袋密封，抽真空至真空袋内压力为-0.1MPa；将步骤1) 制得的柔性环氧树脂基体连上真空袋内的进胶管，柔性环氧树脂真空导入至真空袋内，浸润真空袋中的玻璃纤维毡，待浸润过程完成后常温固化成型，利用脱模布除去导流网、导流管、真空袋；即得与屋面一体化的柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料。

实施例3

1)取质量份数为双酚A型E51环氧树脂100份，固化剂D400聚醚胺55份，增塑剂邻苯二甲酸二丁酯10份，固化促进剂壬基酚4份，2份化学阻根剂Proventol B5、氢氧化铜4份，通过机械搅拌均匀制得柔性环氧树脂基体。

2)柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料成型：

通过喷射成型机的喷枪将步骤1)制得的柔性环氧树脂喷射到屋面表面，将玻璃纤维束通过纤维短切器切割成短玻璃纤维束，并由另一喷枪喷出；喷出的短玻璃纤维束与柔性环氧树脂混合，用辊轮压实，使得柔性环氧树脂充分浸润短玻璃纤维束，室温固化即可得到与屋面一体化的柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料

实施例4

1)取质量份数为双酚A型E51环氧树脂100份，固化剂650聚酰胺50份，增塑剂邻苯二甲酸二丁酯10份，固化促进剂2、4、6-三(二甲氨基甲基)苯酚2份，化学阻根剂ProventolB5 2份、铜粉4份,通过机械搅拌均匀制得柔性环氧树脂基体。

2)柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料成型：

通过喷射成型机的喷枪将步骤1)制得的柔性环氧树脂喷射到屋面表面，同时玻璃纤维束通过纤维短切器切割成短玻璃纤维束，并由另一喷枪喷出；喷出的短玻璃纤维束与柔性环氧树脂混合，用辊轮压实，使得柔性环氧树脂充分浸润短玻璃纤维束，室温固化即可得到柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料。

实施例5

1)取质量份数为双酚A型E51环氧树脂100份，固化剂D400聚醚胺22.5份，丙烯腈改性的己二胺12份，增塑剂邻苯二甲酸二丁酯10份，固化促进剂2、4、 6-三(二甲氨基甲基)苯酚2份，化学阻根剂Proventol B5 2份、氢氧化铜2份,通过机械搅拌均匀制得柔性环氧树脂基体。

步骤1)所述的固化剂丙烯腈改性的己二胺的制备步骤如下：

将质量份116份的己二胺与100份的乙醚加入三口烧瓶中，通过水浴加热至 40℃，机械搅拌使得己二胺充分溶于乙醚中，然后以10份/min的滴加速度加入 53份丙烯腈至己二胺的乙醚溶液中，之后升高温度至60℃不断搅拌反应2h，最后通过减压蒸馏脱除乙醚，即可得到丙烯腈改性的己二胺。

2)柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料成型：

通过喷射成型机的喷枪将步骤1)制得的柔性环氧树脂喷射到屋面表面，玻璃纤维束通过纤维短切器切割成短玻璃纤维束，并由另一喷枪喷出；喷出的短玻璃纤维束与柔性环氧树脂混合，用辊轮压实，使得柔性环氧树脂充分浸润短玻璃纤维束，室温固化即可得到柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料。

实施例6

1)取质量份数为双酚A型E51环氧树脂100份，活性稀释剂苯基缩水甘油醚 10份，固化剂D400聚醚胺60.5份，增塑剂邻苯二甲酸二丁酯10份，固化促进剂壬基酚4份，化学阻根剂Proventol B5 2份、氢氧化铜2份,通过机械搅拌均匀制得柔性环氧树脂基体。

2)柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料成型：

通过喷射成型机的喷枪将步骤1)制得的柔性环氧树脂喷射到屋面表面，同时玻璃纤维束通过纤维短切器切割成短玻璃纤维束，并由另一喷枪喷出；喷出的短玻璃纤维束与柔性环氧树脂混合，用辊轮压实，使得柔性环氧树脂充分浸润短玻璃纤维束，室温固化即可得到柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料。

本申请人按国标GB 1447—2005、GB/T 328.10—2007以及行业标准JC/T 1075—2008对各实施例所得柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料作了性能测试，实施例1-6测试结果见下表。

从表中可见，本发明拉伸强度好，具有不透水性和良好的耐根穿刺性能。

Claims (5)

1.一种柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料，其特征在于：是由下述方式制备的，制备的具体步骤如下：

1)取质量份数为双酚A型E51环氧树脂100份，固化剂34.5-60.5份，增塑剂邻苯二甲酸二丁酯10份，固化促进剂2-4份，阻根剂2-6份，搅拌均匀制得柔性环氧树脂基体；

所述固化剂为D400聚醚胺、650聚酰胺、丙烯腈改性的己二胺的一种或几种；

所述固化促进剂为壬基酚或2、4、6-三(二甲氨基甲基)苯酚的一种；

所述阻根剂为Proventol B5、铜粉或氢氧化铜中的一种或几种；

2)柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料成型，成型方法有：

A、将玻璃纤维布、脱模布、导流网、导流管、进胶管以及真空袋按序铺放至屋面上，后使用密封胶将真空袋密封，抽真空至真空袋内压力为-0.1MPa；将步骤1)制得的柔性环氧树脂基体连上真空袋内的进胶管，柔性环氧树脂真空导入至真空袋内，浸润真空袋中的玻璃纤维布，待浸润过程完成后常温固化成型，利用脱模布除去导流网、导流管、真空袋；即得与屋面一体化的柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料；

B、通过喷射成型机的喷枪将步骤1)制得的柔性环氧树脂喷射到屋面表面，将玻璃纤维束通过纤维短切器切割成短玻璃纤维束，并由另一喷枪喷出；喷出的短玻璃纤维束与柔性环氧树脂混合，用辊轮压实，使得柔性环氧树脂充分浸润短玻璃纤维束，室温固化即可得到与屋面一体化的柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料，其特征在于：步骤1)中取质量份数为环氧树脂100份，60.5份固化剂D400，增塑剂邻苯二甲酸二丁酯10份，固化促进剂壬基酚4份，化学阻根剂Proventol B5 2份、氢氧化铜2份，活性稀释剂苯基缩水甘油醚10份，机械搅拌均匀制得柔性环氧树脂基体。

3.根据权利要求1所述的一种柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料，其特征在于：步骤1)中的固化剂丙烯腈改性的己二胺的制备步骤如下：

将质量份116份的己二胺与100份的乙醚加入三口烧瓶中，通过水浴加热至40℃，机械搅拌使得己二胺充分溶于乙醚中，然后以10份/min的滴加速度加入53份丙烯腈至己二胺的乙醚溶液中，之后升高温度至60℃不断搅拌反应2h，最后通过减压蒸馏脱除乙醚，即可得到丙烯腈改性的己二胺，所述减压蒸馏条件为温度80℃、压力-0.1MPa下2h。

4.根据权利要求1所述的一种柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料，其特征在于：步骤2)A、将玻璃纤维毡、脱模布、导流网、导流管、进胶管以及真空袋按序铺放至屋面上，后使用密封胶将真空袋密封，抽真空至真空袋内压力为-0.1MPa；将步骤1)制得的柔性环氧树脂基体连上真空袋内的进胶管，柔性环氧树脂真空导入至真空袋内，浸润真空袋中的玻璃纤维毡，待浸润过程完成后常温固化成型，利用脱模布除去导流网、导流管、真空袋；即得与屋面一体化的柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料；

所述玻璃纤维毡是由玻璃纤维束通过湿法造纸法制备玻璃纤维毡。

5.根据权利要求4所述的一种柔性环氧树脂耐根穿刺防水复合材料，其特征在于：由玻璃纤维束湿法造纸法制备玻璃纤维毡的具体步骤为：

①将玻璃纤维束切短成6cm的短玻璃纤维束；

②将短玻璃纤维束置于由含有粘结剂聚乙烯醇的水分散液中在纤维解离器中疏解分散，分散速度为3000rpm，时间为1min；

所述聚乙烯醇的添加量为玻璃纤维束质量的6％；

所述聚乙烯醇的水分散液的固、液比＝1:10；

③将步骤②得到的短玻璃纤维束悬浮液倒入造纸机的铜网上进行抄制，分散液经过铜网排空水后，抽滤1min，得玻璃纤维毡；

④将步骤③得到的玻璃纤维毡取出置于成型器自带的真空干燥装置中于100℃下干燥15min，得所用玻璃纤维毡；所述真空度为-0.1Mpa。