CN109722137A - 一种环保水性界面剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保水性界面剂及其制备方法，所述界面剂含有脂环族环氧树脂25～30份、双酚A型环氧树脂70～75份、曼尼希碱型固化剂、胺类促进剂1～2份、司盘601.5～2份、聚乙二醇磺酸钠3.2～4份、纳米聚阴离子纤维素8～10份、石英砂30～45份、硅灰10～20份、纤维素醚5～10份，该水性界面剂受界面粗糙程度影响低，能大大提高砂浆、新老混凝土的粘结力，强化界面强度，解决空鼓、开裂等问题，并且防渗耐久，抗冻性能强，健康环保。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种环保水性界面剂及其制备方法。
背景技术
混凝土是一种常见的建筑材料，具有良好的抗压性能且造价低廉，但混凝土在使用过程中，由于其延伸性能较弱，其结构易发生开裂渗水，这不仅会造成混凝土承载能力和耐久性能的降低，而且可能会引发安全事故，因此需要定期对混凝土进行结构维护、加固和改造，在此过程中，经常涉及新老混凝土的界面粘结问题，而现有混凝土界面剂对新老混凝土的粘结强度较低，尤其是在界面较为光滑的情况下，致使在工作一段时间后，修复的混凝土出现空鼓、开裂甚至剥落现象，使整体结构的使用功能和安全性再次受损，无法达到理想的修复效果，同时，部分现有界面剂含有对人体和环境有毒害的成分，使用进一步受到限制。
因此，仍然需要开发一种界面粗糙程度影响低、粘结力更强、成膜性更好、成分更加环保的混凝土界面剂。
发明内容
本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种粘结力更强、成膜性更好、成分更加环保的水性界面剂，其受界面粗糙程度影响低，并能大大提高砂浆、新老混凝土的粘结力，强化界面强度，解决空鼓、开裂等问题，并且防渗耐久，抗冻性能强，健康环保。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种环保水性界面剂，所述界面剂由以下组分按重量份配制而成：
作为本发明的优选实施方案，所述脂环族环氧树脂为2021P。
作为本发明的优选实施方案，所述双酚A型环氧树脂为E-51。
作为本发明的优选实施方案，所述胺类促进剂为DMP-30。
作为本发明的优选实施方案，所述纳米聚阴离子纤维素的粒径为30～60nm。
作为本发明的优选实施方案，所述纳米聚阴离子纤维素是高粘纳米聚阴离子纤维素。
作为本发明的优选实施方案，所述石英砂粒径为60～80μm。
作为本发明的优选实施方案，所述硅灰粒径为10～30μm。
本发明还提供了一种优选的所述环保水性界面剂的制备方法：将双酚A型环氧树脂和脂环族环氧树脂混合均匀，加入纳米聚阴离子纤维素，35℃搅拌45min，然后加入曼尼希碱型固化剂和胺类促进剂，混合均匀，加入司盘60和聚乙二醇磺酸钠和适量水乳化1～2h，然后加入石英砂、硅灰、纤维素醚和适量水，搅拌2～3h，即得。
综上，与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
(1)本发明将固化收缩小、耐久性好的脂环族环氧树脂与热固性好的双酚A型环氧树脂以一定比例共混，集中了两种树脂的优点，制备了耐热性好、粘度强的共混环氧树脂，增加了界面剂对新旧混凝土的粘结力。
(2)本发明将共混环氧树脂在曼尼希碱型固化剂和胺类促进剂作用下，与纳米聚阴离子纤维素进行复合改性，与单一的未改性环氧树脂相比，能够克服传统树脂脆性大、韧性差的缺点，使得复合改性后的环氧树脂粘结界面机械性能优良，抗冲击能力强，且性能稳定。
(3)本发明以司盘60和聚乙二醇磺酸钠作为复合乳化剂，使环氧树脂形成高韧性、高粘度的水性乳剂，乳化后树脂的颗粒小、分散性强，从而增强了界面剂的渗透性，粘结面机械咬合力更强，砂浆粘结抗拉强度大大提升。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
对比例1
按照下述组分和制备方法制备界面剂。
制备方法：将水性环氧树脂、二甲基硅氧、甲基丙烯酸-2-羟乙酯和丙烯酰胺混合均匀，然后加入羟丙甲纤维素醚、乙二胺四乙酸二钠和适量水，混合均匀，在加入碳酸钙、石英砂，搅拌混匀，即得。
对比例2
按照下述组分和方法制备界面剂。
| 组分 | 重量份 |
| 丙烯酸酯水性复膜胶 | 70份 |
| 氧化石墨烯水溶液 | 39份 |
| 防腐剂 | 0.02份 |
| 消泡剂 | 0.02份 |
| 河砂(50目) | 185份 |
| 普通硅酸盐水泥 | 132份 |
| 消泡粉 | 0.08份 |
制备方法：将丙烯酸酯水性复膜胶、氧化石墨烯水溶液与防腐剂和消泡剂混合均匀，然后在其中加入河砂、普通硅酸盐水泥和消泡粉，搅拌混匀，即得。
对比例3
按照下述组分和方法制备界面剂。
制备方法：将双酚A型环氧树脂、曼尼希碱型固化剂和胺类促进剂，混合均匀，加入司盘60和聚乙二醇磺酸钠和适量水乳化1～2h，然后加入石英砂、硅灰、纤维素醚和适量水，搅拌2～3h，即得。
对比例4
按照下述组分和方法制备界面剂。
| 组分 | 重量份 |
| 脂环族环氧树脂 | 80份 |
| 曼尼希碱型固化剂 | 根据环氧树脂中环氧基的质量分数计算 |
| 胺类促进剂 | 2份 |
| 司盘60 | 1.5份 |
| 聚乙二醇磺酸钠 | 3.2份 |
| 石英砂(60～80μm) | 45份 |
| 硅灰(10～30μm) | 10份 |
| 纤维素醚 | 8份 |
制备方法：将脂环族环氧树脂、曼尼希碱型固化剂和胺类促进剂，混合均匀，加入司盘60和聚乙二醇磺酸钠和适量水乳化1～2h，然后加入石英砂、硅灰、纤维素醚和适量水，搅拌2～3h，即得。
对比例5
按照下述组分和方法制备界面剂。
制备方法：将双酚A型环氧树脂和脂环族环氧树脂混合均匀，然后加入曼尼希碱型固化剂和胺类促进剂，混合均匀，再加入司盘60和聚乙二醇磺酸钠和适量水乳化1～2h，最后加入石英砂、硅灰、纤维素醚和适量水，搅拌2～3h，即得。
实施例1
按照下述组分和方法制备界面剂。
| 组分 | 重量份 |
| 脂环族环氧树脂ERL4221 | 30份 |
| 双酚A型环氧树脂E-44 | 70份 |
| 曼尼希碱型固化剂 | 根据环氧树脂中环氧基的质量分数计算 |
| 胺类促进剂DMP-10 | 2份 |
| 司盘60 | 1.5份 |
| 聚乙二醇磺酸钠 | 3.2份 |
| 低粘纳米聚阴离子纤维素(80nm) | 10份 |
| 石英砂(50μm) | 30份 |
| 硅灰(40μm) | 20份 |
| 纤维素醚 | 10份 |
制备方法：将双酚A型环氧树脂和脂环族环氧树脂混合均匀，加入纳米聚阴离子纤维素，35℃搅拌45min，然后加入曼尼希碱型固化剂和胺类促进剂，混合均匀，加入司盘60和聚乙二醇磺酸钠和适量水乳化1～2h，然后加入石英砂、硅灰、纤维素醚和适量水，搅拌2～3h，即得。
实施例2
按照下述组分和方法制备界面剂。
制备方法：将双酚A型环氧树脂和脂环族环氧树脂混合均匀，加入纳米聚阴离子纤维素，35℃搅拌45min，然后加入曼尼希碱型固化剂和胺类促进剂，混合均匀，加入司盘60和聚乙二醇磺酸钠和适量水乳化1～2h，然后加入石英砂、硅灰、纤维素醚和适量水，搅拌2～3h，即得。
实施例3
按照下述组分和方法制备界面剂。
| 组分 | 重量份 |
| 脂环族环氧树脂2021P | 28份 |
| 双酚A型环氧树脂E-51 | 73份 |
| 曼尼希碱型固化剂 | 根据环氧树脂中环氧基的质量分数计算 |
| 胺类促进剂DMP-30 | 1.8份 |
| 司盘60 | 1.6份 |
| 聚乙二醇磺酸钠 | 3.7份 |
| 高粘纳米聚阴离子纤维素(40nm) | 8.6份 |
| 石英砂(60μm) | 40份 |
| 硅灰(10μm) | 12份 |
| 纤维素醚 | 8份 |
制备方法：将双酚A型环氧树脂和脂环族环氧树脂混合均匀，加入纳米聚阴离子纤维素，35℃搅拌45min，然后加入曼尼希碱型固化剂和胺类促进剂，混合均匀，加入司盘60和聚乙二醇磺酸钠和适量水乳化1～2h，然后加入石英砂、硅灰、纤维素醚和适量水，搅拌2～3h，即得。
性能测试
对新老砂浆界面进行表面处理：用石材切割机划出条纹，用钢丝刷刷毛、清洗，然后对对比例1-5及实施例1-3制备的界面剂参照标准JC/T907-2002“混凝土界面处理剂”进行性能检测，结果见下表。
由实验结果可见，单独以双酚A型环氧树脂或者脂环族环氧树脂制备的界面剂，粘结力弱，耐久性差，即使将双酚A型环氧树脂和脂环族环氧树脂互混使用，在没有添加特定助剂的情况下，性能仍无明显改善，而本发明实施例将共混环氧树脂在曼尼希碱型固化剂和胺类促进剂作用下，与纳米聚阴离子纤维素进行复合改性，并在复合乳化剂乳化作用下制备的界面剂，粘结力更强，机械性能更高。
对新老砂浆界面进行两种表面处理：A处理方法：用石材切割机划出条纹，用钢丝刷刷毛、清洗；B处理方法：仅用钢丝刷刷毛、清洗，然后对对比例1-5及实施例1-3制备的界面剂参照标准JC/T907-2002“混凝土界面处理剂”进行拉伸粘结强度检测，结果见下表。
由试验结果可见，一般界面剂的粘结力受界面表面粗糙程度影响较大，当界面较为粗糙时，界面剂与混凝土界面接触面积增大，粘结力增强，而当界面较为光滑时，粘结力有不同程度的降低，而本发明制备的界面剂受界面粗糙程度影响较小，产品适应性更强。
Claims (9)
1.一种环保水性界面剂，其特征在于所述界面剂由以下组分按重量份配制而成：
2.根据权利要求1所述的环保水性界面剂，其特征在于所述脂环族环氧树脂为2021P。
3.根据权利要求1所述的环保水性界面剂，其特征在于所述双酚A型环氧树脂为E-51。
4.根据权利要求1所述的环保水性界面剂，其特征在于所述胺类促进剂为DMP-30。
5.根据权利要求1所述的环保水性界面剂，其特征在于所述纳米聚阴离子纤维素的粒径为30～60nm。
6.根据权利要求5所述的环保水性界面剂，其特征在于所述纳米聚阴离子纤维素是高粘纳米聚阴离子纤维素。
7.根据权利要求1所述的环保水性界面剂，其特征在于所述石英砂粒径为60～80μm。
8.根据权利要求1所述的环保水性界面剂，其特征在于所述硅灰粒径为10～30μm。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的环保水性界面剂，其特征在于所述环保水性界面剂的制备方法为：将双酚A型环氧树脂和脂环族环氧树脂混合均匀，加入纳米聚阴离子纤维素，35℃搅拌45min，然后加入曼尼希碱型固化剂和胺类促进剂，混合均匀，加入司盘60和聚乙二醇磺酸钠和适量水乳化1～2h，然后加入石英砂、硅灰、纤维素醚和适量水，搅拌2～3h，即得。
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