CN109943269A - 无溶剂环保高性能改性环氧胶粘材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无溶剂环保高性能改性环氧胶粘材料及其制备方法，包括第一组合物、第二组合物和第三组合物；第一组合物的原料组分按重量份计包括：液体环氧树脂100重量份、超支化聚合物10‑100重量份、第二组合物的原料组分按重量份计包括：复合固化剂7‑50重量份；第三组合物的原料组分按重量份计包括：固体填料及颜料10‑200；各组合物分别独立包装。本发明提供的改性环氧胶粘材料水泥粘接强度≥5MPa，断裂伸长率≥30％，综合性能优异；原材料易得，环保无溶剂，可用于室内外各类地面、墙面防水保护、加固、各类建筑物结构加固等。

Description

无溶剂环保高性能改性环氧胶粘材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种无溶剂环保高性能改性环氧胶粘材料及其制备方法。

背景技术

应用于地面保护维修及建筑物加固的材料种类有很多，最常用的是环氧树脂，丙烯酸树脂及聚氨脂。在几种热固性树脂中，丙烯酸及聚氨脂树脂在固化前都具有较高的毒性和强刺激性，生产和施工对人体和环境有较大危害，不能在封闭环境施工、易燃易爆，被列为危险品，运输贮存受限。液体环氧树脂是无毒级树脂，不易燃易爆，不属于危险品，可按常规货物运输。环氧树脂具有优异的机械强度和出色的粘结能力，但纯环氧固化物较脆，同时户外耐候性很差。丙烯酸树脂耐老化性能好，但机械强度一般，易高温发粘，低温变脆；聚氨脂机械一般，粘接性能一般，耐冲击性能一般，耐老化性能好。所以，人们在需要高性能胶粘材料的时候，首要考量的仍然是环氧树脂，因为高机械强度和高粘接强度是高性能胶粘材料必要条件，然后在针对不同的用途，对环氧树脂进行改性。环氧树脂改性的方法有很多，但大多是对环氧树脂局部性能进行改性。如果能配制出综合性能较为优越，弥补环氧树脂户外耐候性不好和脆性大的缺点，环保且成本低，运输贮存方便的产品，在路面抗滑层，防滑路面，桥梁减重铺装，各类建筑物维修加固，防水防腐中将大面积替代性能一般且对人体及环境有害的溶剂型丙烯酸及聚氨脂类产品，实现胶粘材料的无害化。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种无溶剂环保高性能改性环氧胶粘材料及其制备方法。制备得到一种可应用于室内外各类地面、墙面、建筑物结构等的无溶剂环保高性能改性环氧胶粘材料，其水泥粘接强度≥5MPa，断裂伸长率≥30％，综合性能达到CJJ/T218-2014标准；VOC值<20克/升，达到GB18582《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》、《室内装饰装修材料水性木器涂料中有害物质限量》的标准。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种改性环氧胶粘材料，包括第一组合物、第二组合物和第三组合物；第一组合物的原料组分按重量份计，包括：液体环氧树脂100重量份、超支化聚合物10-100重量份、第二组合物的原料组分按重量份计，包括：复合固化剂7-50重量份；第三组合物的原料组分按重量份计，包括：固体填料及颜料10-200份；第一组合物、第二组合物和第三组合物分别独立包装。

优选地，第一组合物的原料组分中，液体环氧树脂为双酚A和/或双酚F。需要说明的是，本发明采用其它在加热状态下为液态的环氧树脂也是可以的，其也应该在本发明的保护范围内。

优选地，第一组合物的原料组分中，超支化聚合物选自超支化的聚酯、聚醚、1,2环已二醇二缩水甘油醚中的一种或多种。

优选地，第一组合物的原料组分中，

环氧树脂为E44、128或F44及F51系列环氧树脂。

优选地，第二组合物的原料组分中，脂环胺固化剂为改性已二胺。优选地、第二组合物的原料组分中，超支化聚酯为1、2环已二醇二缩水甘油醚

优选地，第二组合物的原料组分中，固化剂为T31和/或593及DMP-30及其它酚醛胺类固化剂。

第二方面，本发明提供了改性环氧胶粘材料的制备方法，其中，第一组合物的制备方法包括如下步骤：将液体环氧树脂加入反应釜中升温至80℃并保温，然后按比例加入超支化聚合物并搅拌均匀，待液体澄清透明后降温至30℃，得到第一组合物；第二组合物的制备方法包括如下步骤：将各原料组分按比例注入搅拌罐中混合均匀，待液体澄清透明，得到第二组合物；第三组合物的制备方法包括如下步骤：将各原料组分按比例加入干粉搅拌机中，搅拌均匀，得到第三组合物。需要说明的是，在第三组合物的制备过程中，可以根据需要加入不同的颜料，其也应该在本发明的保护范围内。

第三方面，本发明还提供改性环氧胶粘材料的使用方法，包括步骤：将第二组合物倒入第一组合物中，搅拌均匀后加入第三组合物，搅拌均匀后即可开始施工。

优选地，施工为采用刮涂工艺和/或刷涂工艺。

对环氧树脂进行改性的方法有很多，在路面防滑铺装，道路及建筑物维修加固方面也有很多针对性的改性方法。但很多都是局部改性而忽略其它性能，很多都存在固化物收缩大、韧性不足、易开裂，户外耐候性不好、耐热耐寒性不好、成本过高、含有毒挥发溶剂，易燃易爆，运输危险，贮存条件较苛刻等缺点。本发明主要解决在路面抗滑层，防滑路面，桥梁减重铺装，各类建筑物维修加固中使用的粘接材料存在的户外耐候性不好，机械强度、粘接强度不好；固化物收缩大易开裂，成本高，含有毒挥发溶剂，有强刺激性，对工人健康和环境有害，易燃易爆，运输危险且贮存时间短等各类缺陷。

本发明采用的主要原理包括：用超支化聚合物和固化剂预反应后再嫁接到环氧树脂上，从而形成超长链段的树枝状分子结构，超支化聚合物毒性低，形成的聚合物有很高的交联密度，耐水耐溶剂性好，机械强度高，耐候性好，韧性好；同时超支化聚合物毒性低，不易挥发，稀释能力强，渗透性好，和环氧及固化剂形成的聚合物韧性好，聚合物分子之间互相纠缠形成互穿网络结构，材料的综合性能得到全面的提升。因此固化物具有如下特点：机械强度较纯环氧树脂提高120％以上，粘接强度高，韧性好，耐候性好，交联密度高，光泽好，耐热性好，低温不发脆，对基面渗透性好，且无毒环保。

本发明提供的技术方案，具有如下的有益效果：(1)本发明采用的绝大部分的原材料均实际无毒，少许低毒，无刺激性气味，具有优异的机械强度和耐老化性，很高的粘接强度和交联密度，良好的韧性、耐热耐寒及防水性、成本低、原材料易得、环保无挥发溶剂、不易燃易爆，可按普通货物动输、且常温下密闭保质期可达10年以上；相较于丙稀酸类、聚氨酯类及其它含有毒挥发溶剂且只能按危险品运输贮存的胶粘材料而言，无溶剂环保高性能改性环氧胶粘材料已尽可能的做到了环保和对环境无害，可以应用于繁华街道、学校及人类活动密集的地方以及靠近人类水源，江河湖海或室内封闭环境施工的地方；而其综合性能也大大优于现有的丙稀酸类和聚氨酯类材料，有着更长的使用寿命，是一种非常有应用前景的胶粘材料；(2)本发明提供的改性环氧胶粘材料经自测和权威检测机构检测，无溶剂环保高性能改性环氧胶粘材料水泥粘接强度≥5MPa，断裂伸长率≥30％，综合性能达到CJJ/T218-2014标准；VOC值≤20克/升，达到GB18582《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》、《室内装饰装修材料水性木器涂料中有害物质限量》的标准，可应用于室内外各类地面、墙面，建筑物结构等；同时，一年多以来，该改性环氧胶粘材料已应用在数十个项目中，在施工过程中无刺激性气味，在繁华街道施工没有接到任何的投诉，也没有生产及施工工人因此而导致的任何健康问题，具有很好的商业前景。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。

本发明提供一种改性环氧胶粘材料，包括第一组合物、第二组合物和第三组合物；第一组合物的原料组分按重量份计，包括：液体环氧树脂100重量份、超支化聚合物10-100重量份、优选地，液体环氧树脂为双酚A和/或双酚F；超支化聚合物选自超支化的聚酯、聚醚、1,2环已二醇二缩水甘油醚中的一种或多种；

第二组合物的原料组分按重量份计，包括：脂环胺固化剂2-20重量份、5-20份超支化聚合物、和5-30重量份其它低毒胺类固化剂。

第三组合物的原料组分按重量份计，包括：云母粉1-10重量份、滑石粉5-50重量份、石英砂5-70重量份、重钙粉20-200。

另外，本发明还提供了上述改性环氧胶粘材料的制备方法，第一组合物的制备方法包括如下步骤：将液体环氧树脂加入反应釜中升温至80℃并保温，然后按比例加入超支化聚合物并搅拌均匀、待液体澄清透明后降温至30℃后装桶，得到第一组合物；

第二组合物的制备方法包括如下步骤：将各原料组分按比例注入搅拌罐中混合均匀，待液体澄清透明后装桶，得到第二组合物；

第三组合物的制备方法包括如下步骤：将各原料组分按比例加入干粉搅拌机中，搅拌均匀后装袋，得到第三组合物；

第一组合物、第二组合物和第三组合物分别独立包装。

下面结合具体实施例对本发明提供的改性环氧胶粘材料及其制备方法作进一步说明。

实施例1

本实施例提供一种改性环氧胶粘材料，包括第一组合物、第二组合物和第三组合物；

第一组合物的原料组分按重量份计，包括：液体环氧树脂双酚A 100重量份、超支化聚合物1,2环已二醇二缩水甘油醚40重量份；第二组合物的原料组分按重量份计，包括：脂环胺固化剂改性已二胺15重量份、超支化聚酯15、酚醛胺固化剂10第三组合物的原料组分按重量份计，包括：云母粉5重量份、滑石粉30重量份、石英砂30重量份、重钙粉30。

按上述的原料，采用本发明提供的制备方法，制备改性环氧胶粘材料：

第一组合物的制备方法包括如下步骤：将液体环氧树脂加入反应釜中升温至80℃并保温，然后按比例加入超支化聚合物并搅拌均匀，搅拌30分钟，待液体澄清透明后降温至30℃后装桶，得到第一组合物；

第二组合物的制备方法包括如下步骤：将各原料组分按比例注入搅拌罐中混合均匀，待液体澄清透明后装桶，得到第二组合物；

第三组合物的制备方法包括如下步骤：将各原料组分按比例加入干粉搅拌机中，搅拌均匀后装袋，得到第三组合物；

第一组合物、第二组合物和第三组合物分别独立包装。

应用例：将实施例1的改性环氧胶粘材料应用于宜宾中坝金沙江大桥抗滑层铺设，送检交通部交通设施检测中心检测，附着力达1级，耐水耐热耐溶剂性能优良。日车流量4万左右，一年后保持完好，无开裂，脱落和剥落，材料仍保持较好韧性。

实施例2

本实施例提供一种改性环氧胶粘材料，包括第一组合物、第二组合物和第三组合物；

第一组合物的原料组分按重量份计，包括：液体环氧树脂双酚A 100重量份、超支化聚合物1,2环已二醇二缩水甘油醚40重量份；第二组合物的原料组分按重量份计，包括：脂环胺固化剂改性已二胺15重量份、低毒胺类固化剂T31 15重量份；

第三组合物的原料组分按重量份计，包括：云母粉5重量份、滑石粉20重量份、石英砂25重量份、重钙25份。

按上述的原料，采用本发明提供的制备方法，制备改性环氧胶粘材料：

第一组合物的制备方法包括如下步骤：将液体环氧树脂加入反应釜中升温至80℃并保温，然后按比例加入超支化聚合物并搅拌均匀，待液体澄清透明后降温至30℃后装桶，得到第一组合物；

第二组合物的制备方法包括如下步骤：将各原料组分按比例注入搅拌罐中混合均匀，待液体澄清透明后装桶，得到第二组合物；

第三组合物的制备方法包括如下步骤：将各原料组分按比例加入干粉搅拌机中，搅拌均匀后装袋，得到第三组合物；

第一组合物、第二组合物和第三组合物分别独立包装。

应用例：将实施例2的改性环氧胶粘材料大面积应用于港珠澳大桥抗滑层铺设，局部潮湿基面施工，粘接牢固、无块状剥离；在完工后五个月进行实地仔细观察，所施工区域无任何块状剥离和脱落，整个项目没有出现任何裂缝和对原路面拉裂的情况，得到业主一致好评，该抗滑层项目已申报中国优秀市政工程，由于港珠澳大桥项目完工时间在一年以内，长期效果仍在跟踪观察。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。在这里示出和描述的所有示例中，除非另有规定，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims (9)

1.一种改性环氧胶粘材料，其特征在于，所述改性环氧胶粘材料包括第一组合物、第二组合物和第三组合物；

所述第一组合物的原料组分按重量份计，包括：液体环氧树脂100重量份、超支化聚合物10-100重量份；

所述第二组合物的原料组分按重量份计，包括：复合固化剂7-50重量份；

所述第三组合物的原料组分按重量份计，包括：固体填料及颜料10-200份；

所述第一组合物、所述第二组合物和所述第三组合物分别独立包装。

2.根据权利要求1所述的改性环氧胶粘材料，其特征在于：

所述第一组合物的原料组分中，所述液体环氧树脂为双酚A和/或双酚F。

3.根据权利要求1所述的改性环氧胶粘材料，其特征在于：

所述第一组合物的原料组分中，所述超支化聚合物选自超支化的聚酯、聚醚、1,2环已二醇二缩水甘油醚中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的改性环氧胶粘材料，其特征在于：

所述第二组合物的原料组分中，所述复合固化剂包括2-20重量份脂环胺固化剂、5-20份超支化聚合物、和5-30重量份其它低毒胺类固化剂。

5.根据权利要求4所述的改性环氧胶粘材料，其特征在于：

所述第二组合物的原料组分中，所述脂环胺固化剂为改性已二胺。

6.根据权利要求4所述的改性环氧胶粘材料，其特征在于：

所述第二组合物的原料组分中，所述超支化聚合物为超支化聚脂、聚醚及其改性物，其它低毒胺类固化剂为T31和/或593、DMP-30。

7.一种权利要求1-6任一项所述的改性环氧胶粘材料的制备方法，其特征在于，

所述第一组合物的制备方法包括如下步骤：

将液体环氧树脂加入反应釜中升温至80℃并保温，然后按比例加入超支化聚合物并搅拌均匀待液体澄清透明后降温至30℃，得到所述第一组合物；

所述第二组合物的制备方法包括如下步骤：

将各原料组分按比例注入搅拌罐中混合均匀，待液体澄清透明，得到所述第二组合物；

所述第三组合物的制备方法包括如下步骤：

将各原料组分按比例加入干粉搅拌机中，搅拌均匀，得到所述第三组合物。

8.一种权利要求1-6任一项所述的改性环氧胶粘材料的使用方法，其特征在于，包括步骤：

将所述第二组合物倒入所述第一组合物中，搅拌均匀后加入所述第三组合物，搅拌均匀后即可开始施工。

9.根据权利要求8所述的改性环氧胶粘材料的使用方法，其特征在于：

所述施工为采用刮涂工艺和/或刷涂工艺。