CN109694680B - 一种建筑裂缝修补用环氧树脂胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑裂缝修补用环氧树脂胶及其制备方法，所述建筑裂缝修补用环氧树脂胶由以下重量分的原料组成：环氧树脂90～110份、消泡剂0.5～1份、稀释剂5～15份、固化剂40～80份、沸石粉5～25份、季铵盐表面活性剂1～8份。该建筑裂缝修补用环氧树脂胶采用沸石粉作为填料，采用季铵盐型阳离子表面活性剂对沸石进行处理，然后再与环氧树脂和固化剂依次混合，使得沸石填料在环氧树脂胶中的均匀分散，实现沸石对环氧树脂‑聚酰胺体系的填充补强作用，制得的环氧树脂胶具有较高的抗拉强度、抗压强度和断裂伸长率，韧性好、强度高。

Description

一种建筑裂缝修补用环氧树脂胶及其制备方法
技术领域
本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种建筑裂缝修补用环氧树脂胶及其制备方法。
背景技术
随着我国经济快速发展，大量建筑物拔地而起，但建筑物墙体经常有裂缝产生，造成这种情况的原因有许多，比如，地基不均匀沉降，温度的变化引起墙体材料的不规则膨胀。环氧树脂填缝胶经固化后产生立体网状结构产物从而拥有优异的粘结强度和化学稳定性，因此，广泛用于建筑裂缝的修复。由于固化后的环氧树脂填缝胶内应力较大，导致其耐冲击性能较差，目前，常采用高分子类固化剂对环氧树脂进行室温固化并达到增韧目的，但研究发现，采用聚酰胺作为环氧树脂的固化剂后，固化产物的韧性虽有所提高，但强度却降低，因此，需要研究一种具有韧性好、强度高的建筑裂缝修补用环氧树脂胶。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一是提供一种建筑裂缝修补用环氧树脂胶。本发明的另一目的是提供一种建筑裂缝修补用环氧树脂胶的制备方法。该环氧树脂胶断裂伸长率高、韧性好，强度高，对混凝土正拉粘结强度高。
为实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种建筑裂缝修补用环氧树脂胶，由以下重量分的原料组成：环氧树脂90～110份、消泡剂0.5～1份、稀释剂5～15份、固化剂40～80份、沸石粉5～25份、季铵盐表面活性剂1～8份。
根据上述的建筑裂缝修补用环氧树脂胶，由以下重量分的原料组成：环氧树脂100份、消泡剂0.8份、稀释剂10份、固化剂40份、沸石粉15份、季铵盐表面活性剂6份。
根据上述的建筑裂缝修补用环氧树脂胶，优选地，所述季铵盐表面活性剂为烷基二甲基苄基铵型表面活性剂、烷基三甲基铵盐型表面活性剂、二烷基二甲基铵盐型表面活性剂中的任意一种。
根据上述的建筑裂缝修补用环氧树脂胶，优选地，所述季铵盐表面活性剂为十二烷基二甲基苄基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、双十八烷基二甲基氯化铵中的任意一种。
根据上述的建筑裂缝修补用环氧树脂胶，优选地，所述稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、C12-C14烷基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、甲酚基缩水甘油醚、二缩水甘油醚、环氧丙烷苯基醚、环氧丙烷丁基醚，无水乙醇、丙酮、甲苯、二甲苯中的任意一种。
根据上述的建筑裂缝修补用环氧树脂胶，优选地，所述固化剂为T-31固化剂与聚酰胺650或聚酰胺651按质量比1:4或1:9的比例混合而成。
根据上述的建筑裂缝修补用环氧树脂胶，优选地，所述消泡剂为二甲基硅油；所述沸石粉的粒度为800目～3000目。
上述建筑裂缝修补用环氧树脂胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上所述建筑裂缝修补用环氧树脂胶的原料组成分别称取环氧树脂、消泡剂、稀释剂、固化剂、沸石粉、季铵盐表面活性剂；
(2)向环氧树脂中依次加入消泡剂和稀释剂，搅拌混合均匀，得A组分；
(3)将沸石粉加入酸液中浸泡10～60min，经过滤、洗涤，干燥后备用；
(4)向季铵盐表面活性剂中加入乙醇，搅拌，使季铵盐表面活性剂充分溶解，再加入经步骤(3)处理后的沸石粉，超声，使其混合均匀，然后经烘干处理，得B组分；
(5)将B组分加入A组分中，搅拌混合均匀后进行真空脱泡处理，然后再加入固化剂，搅拌混合均匀，制得建筑裂缝修补用环氧树脂胶。
根据上述建筑裂缝修补用环氧树脂胶的制备方法，优选地，步骤(2)中所述酸液的浓度为0.5～1mol/L。
根据上述建筑裂缝修补用环氧树脂胶的制备方法，优选地，步骤(2)中所述的酸液为盐酸、硫酸、硝酸、乙酸中任意一种酸的水溶液。
根据上述建筑裂缝修补用环氧树脂胶的制备方法，优选地，步骤(4)中，所述乙醇与沸石的质量比为2:1，所述乙醇为质量分数为90％的乙醇水溶液。
与现有技术相比，本发明取得的积极有益效果为：
(1)本发明采用沸石作为填料，沸石是由硅氧四面体和铝氧四面体组成的三维格架状结构化合物，由于其铝硅酸盐格架上正负电荷中心不重叠而在其孔洞及周围产生的强大静电场，可对带正电荷的物质产生吸附作用。根据沸石的这一特性，本发明采用季铵盐型阳离子表面活性剂对沸石粉进行表面处理，沸石能够与季铵盐表面活性剂电离出的阳离子产生静电相互作用，使季铵盐表面活性剂锚固于沸石填料表面；将经季铵盐表面活性剂处理后的沸石加入环氧树脂基体中时，季铵盐表面活性剂的非极性碳链能够与有机树脂基体混溶，从而将沸石均匀分散于环氧树脂体系中，提高了沸石粉在环氧树脂胶中的分散均匀性，同时也提高了沸石粉与环氧树脂之间的黏合性和结合力，制得的环氧树脂胶成分均匀、性能稳定，具有较高粘结强度和断裂伸长率，解决了沸石填料直接与环氧树脂相混合存在的分散性差、黏合性差，制备的环氧树脂胶性能不稳定、强度低的难题。
(2)本发明采用沸石作为填料，将其加入环氧树脂体系中，环氧树脂能够充分进入到沸石的三维孔道结构中，而且，沸石的孔道结构能够对环氧树脂起到锚固作用，减少和减弱沸石颗粒在环氧树脂基体中的滑移，提高沸石对环氧树脂的补强作用，因此，本发明制备的环氧树脂胶具有较高的拉伸强度、抗压强度和断裂伸长率。
(3)本发明采用酸液对沸石进行预处理，清除沸石内部孔穴和孔道中的SiO2、Fe2O3和有机杂质，置换沸石中的半径大的阳离子(如Ca2+、Mg2+、Na+等)，使沸石内部的孔穴和孔道得到疏通，拓宽孔道的有效空间，增强沸石对有机树脂基体的锚固作用。
(4)本发明建筑裂缝修补用环氧树脂胶以沸石作为填料，采用季铵盐型表面活性剂对沸石进行处理，将其均匀分散于环氧树脂胶中；同时利用沸石的孔道结构实现对环氧树脂基体的锚固作用，有效实现沸石对环氧树脂-聚酰胺体系的填充补强作用，制得的环氧树脂胶具有较高的抗拉强度、抗压强度和断裂伸长率，韧性好、强度高；解决了采用聚酰胺作为环氧树脂的固化剂导致环氧树脂胶刚性差、强度低的难题。
(5)本发明建筑裂缝修补用环氧树脂胶的制备方法，工艺简单，操作方便，生产成本低，经济可行。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明作进一步详细说明，但并不限制本发明的范围。
实施例1：
一种建筑裂缝修补用环氧树脂胶，由以下重量分的原料组成：环氧树脂E-44100份、二甲基硅油0.8份、稀释剂10份、固化剂40份、粒度为1600目的沸石粉15份、季铵盐表面活性剂6份；其中，所述稀释剂为C12-C14烷基缩水甘油醚；所述固化剂为T-31固化剂与聚酰胺651按质量比1:9的比例混合而成；所述季铵盐表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵。
上述建筑裂缝修补用环氧树脂胶的制备方法具体包括以下步骤：
(1)按照上述建筑裂缝修补用环氧树脂胶的原料组成分别称取各原料，备用；
(2)向环氧树脂E-44中依次加入二甲基硅油和稀释剂，搅拌混合均匀，得A组分，
(3)将沸石粉加入0.8mol/L的盐酸中浸泡40min，经过滤、洗涤、干燥后备用；
(4)向季铵盐表面活性剂中加入乙醇，搅拌，使季铵盐表面活性剂充分溶解，再加入经步骤(3)处理后的沸石粉，超声，使其混合均匀，然后经烘干处理，得B组分；所述乙醇与沸石的质量比为2:1，所述乙醇为质量分数为90％的乙醇水溶液；
(5)将B组分加入A组分中，搅拌混合均匀后进行真空脱泡处理，然后再加入固化剂，搅拌混合均匀，制得建筑裂缝修补用环氧树脂胶。
实施例2：
一种建筑裂缝修补用环氧树脂胶，由以下重量分的原料组成：环氧树脂E-44100份、二甲基硅油0.5份、稀释剂15份、固化剂70份、粒度为3000目的沸石粉25份、季铵盐表面活性剂8份；其中，所述稀释剂为丙酮，所述固化剂为T-31固化剂与聚酰胺650按质量比1:4的比例混合而成；所述季铵盐表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。
上述建筑裂缝修补用环氧树脂胶的制备方法与实施例1相同。
实施例3：
一种建筑裂缝修补用环氧树脂胶，由以下重量分的原料组成：环氧树脂E-44100份、二甲基硅油1份、稀释剂5份、固化剂80份、粒度为800目的沸石粉5份、季铵盐表面活性剂1份；其中，所述稀释剂为丁基缩水甘油醚，所述固化剂为T-31固化剂与聚酰胺650按质量比1:4的比例混合而成；所述季铵盐表面活性剂为十二烷基二甲基苄基溴化铵。
上述建筑裂缝修补用环氧树脂胶的制备方法与实施例1相同。
实施例4：
一种建筑裂缝修补用环氧树脂胶，由以下重量分的原料组成：环氧树脂E-4490份、二甲基硅油0.5份、稀释剂5份、固化剂50份、粒度为1600目的沸石粉8份、季铵盐表面活性剂4份；其中，所述稀释剂为烯丙基缩水甘油醚，所述固化剂为T-31固化剂与聚酰胺651按质量比1:9的比例混合而成；所述季铵盐表面活性剂为十八烷基二甲基苄基氯化铵。
上述建筑裂缝修补用环氧树脂胶的制备方法与实施例1基本相同，其不同之处在于：步骤(2)中将沸石粉加入0.5mol/L的盐酸中浸泡60min。
实施例5：
一种建筑裂缝修补用环氧树脂胶，由以下重量分的原料组成：环氧树脂E-44110份、二甲基硅油1份、稀释剂15份、固化剂70份、粒度为1600目的沸石粉15份、季铵盐表面活性剂5份；其中，所述稀释剂为环氧丙烷丁基醚，所述固化剂为T-31固化剂与聚酰胺650按质量比1:4的比例混合而成；所述季铵盐表面活性剂为双十八烷基二甲基氯化铵。
上述建筑裂缝修补用环氧树脂胶的制备方法与实施例1基本相同，其不同之处在于：步骤(2)中将沸石粉加入1mol/L的盐酸中浸泡10min。
实施例6：
一种建筑裂缝修补用环氧树脂胶，由以下重量分的原料组成：环氧树脂E-44105份、二甲基硅油0.5份、稀释剂8份、固化剂60份、粒度为1600目的沸石粉15份、季铵盐表面活性剂5份；其中，所述稀释剂为甲苯；所述固化剂为T-31固化剂与聚酰胺651按质量比1:9的比例混合而成；所述季铵盐表面活性剂为十八烷基三甲基溴化铵。
上述建筑裂缝修补用环氧树脂胶的制备方法与实施例1基本相同，其不同之处在于：步骤(2)中将沸石粉加入1mol/L的甲酸中浸泡60mi。
对比例1：
对比例1的内容与实施例1基本相同，其不同之处在于：建筑裂缝修补用环氧树脂胶的原料组成中不含沸石。
对比例2：
一种建筑裂缝修补用环氧树脂胶，由以下重量分的原料组成：环氧树脂E-44100份、二甲基硅油0.8份、稀释剂10份、固化剂40份、粒度为1600目的沸石粉15份；其中，所述稀释剂为C12-C14烷基缩水甘油醚；所述固化剂为T-31固化剂与聚酰胺651按质量比1:9的比例混合而成。
上述建筑裂缝修补用环氧树脂胶的制备方法具体包括以下步骤：
(1)按照上述建筑裂缝修补用环氧树脂胶的原料组成分别称取各原料，备用；
(2)向环氧树脂E-44中依次加入二甲基硅油和稀释剂，搅拌混合均匀，得A组分；
(3)将沸石粉加入0.8mol/L的盐酸中浸泡40min，经过滤、洗涤、干燥后备用；
(4)将沸石粉加入乙醇中，超声混合均匀，烘干，得B组分；所述乙醇与沸石粉的质量比为2:1，所述乙醇为质量分数为90％的乙醇水溶液；
(5)将B组分加入A组分中，搅拌混合均匀后进行真空脱泡处理，然后再加入固化剂，搅拌混合均匀，制得建筑裂缝修补用环氧树脂胶。
对比例3：
一种建筑裂缝修补用环氧树脂胶，由以下重量分的原料组成：环氧树脂E-44100份、二甲基硅油0.8份、稀释剂10份、固化剂40份、粒度为1600目的沸石粉15份、KH550偶联剂0.15份；其中，所述稀释剂为C12-C14烷基缩水甘油醚；所述固化剂为T-31固化剂与聚酰胺651按质量比1:9的的比例混合而成。
上述建筑裂缝修补用环氧树脂胶的制备方法具体包括以下步骤：
(1)按照上述建筑裂缝修补用环氧树脂胶的原料组成分别称取各原料，备用；
(2)将沸石粉加入0.8mol/L的盐酸中浸泡40min，经过滤、洗涤、干燥后备用；
(3)向环氧树脂E-44中依次加入二甲基硅油和稀释剂，搅拌混合均匀，得A组分；
(4)将偶联剂KH550与90％乙醇水溶液混合得硅烷偶联剂的醇溶液，将该溶液均匀喷洒于经步骤(2)处理后的沸石粉表面，边喷洒边搅拌，充分混合20分钟，得B组分；
(6)将B组分加入A组分中，搅拌混合均匀后进行真空脱泡处理。然后加入固化剂，充分搅拌混合均匀，制得建筑裂缝修补用环氧树脂胶。
本发明制备的建筑裂缝修补用环氧树脂胶的性能测试：
按照GB 50728-2011《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》规定分别对本发明实施例1～6、对比例1～3制备的环氧树脂胶进行性能参数检测，其具体检测结果见表1。
表1建筑裂缝修补用环氧树脂胶的性能参数检测结果
Figure BDA0001922786550000071
由表1可知，与对比例1(不添加沸石)、对比例2(沸石不经季铵盐表面活性剂处理直接添加)相比，本发明制备的建筑裂缝修补用环氧树脂胶的抗拉强度、抗压强度、弹性模量、断裂伸长率和对混凝土的正拉粘结强度均有明显提高。这是因为：沸石与环氧树脂基体不相溶，直接将沸石粉加入环氧树脂基体中，沸石粉在环氧树脂基体中的分散性差，而且与环氧树脂之间的粘合性差，导致制备的环氧树脂胶成分不均匀，强度低；本发明采用季铵盐型阳离子表面活性剂对沸石粉进行表面处理，沸石能够与季铵盐表面活性剂电离出的阳离子产生静电相互作用，使季铵盐表面活性剂锚固于沸石填料表面；将经季铵盐表面活性剂处理后的沸石加入环氧树脂基体中时，季铵盐表面活性剂的非极性碳链能够与有机树脂基体混溶，从而将沸石均匀分散于环氧树脂体系中，提高了沸石粉在环氧树脂胶中的分散均匀性，同时也提高了沸石粉与环氧树脂之间的黏合性和结合力，制得的环氧树脂胶成分均匀、性能稳定，具有较高的抗拉强度、抗压强度、弹性模量、粘结强度和断裂伸长率。
与对比例3相比，本发明实施例1制得的环氧树脂胶的抗拉强度、抗压强度、弹性模量、断裂伸长率和对混凝土的正拉粘结强度明显高于对比例3，这表明：采用季铵盐表面活性剂对沸石进行处理，更有助于改善沸石填料与环氧树脂之间的结合作用、提高无机填料在环氧树脂基体中的分散性，因此获得了更高的抗拉强度、抗压强度、弹性模量、断裂伸长率和对混凝土的正拉粘结强度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，但不仅限于上述实例，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种建筑裂缝修补用环氧树脂胶，其特征在于，由以下重量分的原料组成：环氧树脂90～110份、消泡剂0.5～1份、稀释剂5～15份、固化剂40～80份、沸石粉5～25份、季铵盐表面活性剂1～8份；所述固化剂为T-31固化剂与聚酰胺650或聚酰胺651按质量比1:4或1:9的比例混合而成；
所述建筑裂缝修补用环氧树脂胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）分别称取环氧树脂、消泡剂、稀释剂、固化剂、沸石粉、季铵盐表面活性剂；
（2）向环氧树脂中依次加入消泡剂和稀释剂，搅拌混合均匀，得A组分；
（3）将沸石粉加入酸液中浸泡10～60min，经过滤、洗涤，干燥后备用；
（4）向季铵盐表面活性剂中加入乙醇，搅拌，使季铵盐表面活性剂充分溶解，再加入经步骤（3）处理后的沸石粉，超声，使其混合均匀，然后经烘干处理，得B组分；
（5）将B组分加入A组分中，搅拌混合均匀后进行真空脱泡处理，然后再加入固化剂，搅拌混合均匀，制得建筑裂缝修补用环氧树脂胶。
2.根据权利要求1所述的建筑裂缝修补用环氧树脂胶，其特征在于，所述季铵盐表面活性剂为烷基二甲基苄基铵型表面活性剂、烷基三甲基铵盐型表面活性剂、二烷基二甲基铵盐型表面活性剂中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的建筑裂缝修补用环氧树脂胶，其特征在于，所述季铵盐表面活性剂为十二烷基二甲基苄基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、双十八烷基二甲基氯化铵中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的建筑裂缝修补用环氧树脂胶，其特征在于，所述稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、C12-C14烷基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、甲酚基缩水甘油醚、二缩水甘油醚、环氧丙烷苯基醚、环氧丙烷丁基醚，无水乙醇、丙酮、甲苯、二甲苯中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的建筑裂缝修补用环氧树脂胶，其特征在于，所述消泡剂为二甲基硅油；所述沸石粉的粒度为800目～3000目。
6.根据权利要求1所述建筑裂缝修补用环氧树脂胶的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述酸液的浓度为0.5～1mol/L。
7.根据权利要求1所述的建筑裂缝修补用环氧树脂胶的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的酸液为盐酸、硫酸、硝酸、乙酸中任意一种酸的水溶液。
8.根据权利要求1所述的建筑裂缝修补用环氧树脂胶的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述乙醇为质量分数为90%的乙醇水溶液。
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