CN110028926A - 一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及结构胶技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶及制备方法。本发明第一个方面提供了一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶，所述高强结构胶至少包括甲组份、乙组份与底涂剂，所述甲组份至少包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、小分子多元醇、硅烷偶联剂，所述聚酯多元醇和聚醚多元醇的重量比为(38～40)：(1～2)；所述乙组份至少包括异氰酸酯。

Description

一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶及制备方法
技术领域
本发明涉及结构胶技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶及制备方法。
背景技术
一般的胶水由于自身胶体强度低，无法实现同时与橡胶和混凝土牢固粘接。非结构胶强度较低、耐久性差，只能用于普通、临时性质的粘接、密封、固定，不能用于结构件粘接。
结构胶强度高、抗剥离、耐冲击、施工工艺简便。用于金属、陶瓷、塑料、橡胶、木材等同种材料或者不同种材料之间的粘接，可部分代替焊接、铆接、螺栓连接等传统连接形式。结合面应力分布均匀，对零件无热影响和变形。在工程中结构胶应用广泛，主要用于构件的加固、锚固、粘接、修补等；如粘钢，粘碳纤维，植筋，裂缝补强、密封，孔洞修补、道钉粘贴、表面防护、混凝土粘接等。
目前，结构胶仍存在着耐低温、耐高温、耐强碱、耐水解、耐紫外老化性能弱的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶，所述高强结构胶至少包括甲组份、乙组份以及底涂剂，所述甲组份至少包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、小分子多元醇、硅烷偶联剂，所述聚酯多元醇和聚醚多元醇的重量比为(38～40)：(1～2)；所述乙组份至少包括异氰酸酯。
作为本发明的一种优选技术方案，所述聚酯多元醇的平均官能度为2～3。
作为本发明的一种优选技术方案，所述聚酯多元醇的重均分子量为600～1500。
作为本发明的一种优选技术方案，所述聚酯多元醇为蓖麻油多元醇、棕榈油多元醇、椰子油多元醇中任一种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述聚醚多元醇的平均官能度为2.5～3.2。
作为本发明的一种优选技术方案，所述聚醚多元醇重均分子量为5000～6000。
作为本发明的一种优选技术方案，所述甲组份还包括补强剂，所述补强剂为纳米碳酸钙和/或改性纳米碳酸钙。
本发明第二个方面提供了所述高强结构胶的制备方法，所述高强结构胶的制备方法至少包括下面步骤：
将甲组份中的各组分混合均匀待用；
将乙组份中的各组分混合均匀待用；
将底涂剂中的各组分混合均匀待用。
本发明第三个方面提供了所述高强结构胶的应用，所述高强结构胶适用于橡胶与混凝土的粘接。
本发明第四个方面提供了所述高强结构胶的使用方法，所述高强结构胶的使用方法至少包括下面步骤：将底涂剂涂刷于橡胶粘接面上，甲组份与乙组份混合后涂于有底涂的橡胶粘接面或者混凝土粘接面上，将混凝土与橡胶粘接面贴紧并压实。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)本发明提供的高强结构胶无味无毒，环保生态，具有30MPa以上的结构强度。
(2)本发明提供的高强结构胶耐强酸、耐强碱、耐盐侵蚀，耐高温、耐低温、耐水解、耐紫外线。
(3)本发明提供的高强结构胶可用于橡胶与混凝土的粘接。
具体实施方式
以下通过具体实施方式说明本发明，但不局限于以下给出的具体实施例。
本发明第一个方面提供了一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶，所述高强结构胶至少包括甲组份、乙组份以及底涂剂，所述甲组份至少包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、小分子多元醇、硅烷偶联剂，所述聚酯多元醇和聚醚多元醇的重量比为(38～40)：(1～2)；所述乙组份至少包括异氰酸酯。
优选地，所述甲组份还包括补强剂，所述补强剂为纳米碳酸钙和/或改性纳米碳酸钙。
在一种实施方式中，甲组份还包括气相白炭黑；乙组份还包括有机锡催化剂；底涂剂至少包括三氯异氰尿酸、小分子有机溶剂。
优选地，按重量份计，所述甲组份至少包括35～40份聚酯多元醇、1～5份聚醚多元醇、50～60份纳米碳酸钙、1～5份改性纳米碳酸钙、0.3～4份小分子多元醇、0～10份气相白炭黑、1～2份硅烷偶联剂；按重量份计，所述乙组份至少包括90～99.99份异氰酸酯、0.01～1份有机锡催化剂；按重量份计，所述底涂剂至少包括2～5份三氯异氰尿酸、90～98份小分子有机溶剂。
<甲组份>
优选地，按重量份计，所述甲组份至少包括38～39.5份聚酯多元醇、1.5～2份聚醚多元醇、57～60份纳米碳酸钙、1.71～4.8份改性纳米碳酸钙、0.3～0.5份小分子多元醇、0～5份气相白炭黑、0.1～0.2份硅烷偶联剂。
聚酯多元醇
聚酯多元醇通常是由有机二元羧酸(酸酐或酯)与多元醇经缩聚和酯交换等反应或者由内酯与多元醇聚合而成，一般为低分子量、无定型及含有支链的可进行后期交联的聚合物，主链上含有酯基基团(-COO-)。聚酯多元醇材料中除了酯键基团以外，通常还有羟基、羧基等基团。
优选地，所述聚酯多元醇的平均官能度为2～3。
更优选地，所述聚酯多元醇的平均官能度为2.6。
平均官能度：平均官能度是有两种或两种以上单体参加的混缩聚或共缩聚反应中在达到凝胶点以前的线形缩聚阶段，反应体系中实际能够参加反应的官能团数与单体总物质的量之比。
优选地，所述聚酯多元醇的重均分子量为600～1500。
更优选地，所述聚酯多元醇的重均分子量为700～800。
重均分子量：按质量的统计平均分子量，在单位重量上平均得到的分子量，可用光散射法、超速离心沉降速度法以及凝胶色谱法等方法测定。
优选地，所述聚酯多元醇为蓖麻油多元醇、棕榈油多元醇、椰子油多元醇中任一种。
更优选地，所述聚酯多元醇为蓖麻油多元醇，所述蓖麻油多元醇牌号为PolycinGR-80。
聚醚多元醇
聚醚多元醇是主链含有醚键(-R-O-R-)，端基或侧基含有大于2个羟基(-OH)的低聚物。聚醚是以低分子量多元醇、多元胺或含活泼氢的化合物为起始剂，与氧化烯烃在催化剂作用下开环聚合而成，是制备聚氨酯的一种重要原料。
优选地，所述聚醚多元醇的平均官能度为2.5～3.2。
进一步优选地，所述聚醚多元醇重均分子量为5000～6000。
在一种实施方式中，所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯三醇，满足上述要求的所述聚氧化丙烯三醇对购买厂家不做特别限制，可以为本领域人员熟知的任一种聚氧化丙烯三醇。
纳米碳酸钙
纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙，标准的名称即超细碳酸钙。纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新型超细固体粉末材料，其粒度介于0.01～0.1μm之间。由于纳米碳酸钙粒子的超细化，其晶体结构和表面电子结构发生变化，产生了普通碳酸钙所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应。
所述纳米碳酸钙对购买厂家不做特别限制，可以为本领域人员熟知的任一种纳米碳酸钙。
改性纳米碳酸钙
在一种实施方式中，所述改性纳米碳酸钙的制备方法包括下面步骤：
将纳米碳酸钙超声分散，加热，然后加入偶联剂A，搅拌，冷却，过滤，水洗，烘干，研磨即得。
优选地，所述改性纳米碳酸钙的制备中超声分散时间为30～45min。
更优选地，所述改性纳米碳酸钙的制备中超声分散时间为45min。
优选地，所述改性纳米碳酸钙的制备中加热到50～75℃。
更优选地，所述改性纳米碳酸钙的制备中加热到75℃
优选地，所述改性纳米碳酸钙的制备中搅拌1～2小时。
更优选地，所述改性纳米碳酸钙的制备中搅拌2小时。
优选地，所述偶联剂A为C6～C16碳链硅烷偶联剂。
进一步优选地，所述C6～C16碳链硅烷偶联剂选用C12碳链硅烷偶联剂。
进一步优选地，所述C12碳链硅烷偶联剂选用N-十二烷基三甲氧基硅烷、N-十二烷基三乙氧基硅烷、十二烷基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种。
进一步优选地，所述偶联剂A还包括含有活性基团的偶联剂，所述含有活性基团的偶联剂为巯基硅烷偶联剂和/或氨基硅烷偶联剂，所述巯基硅烷偶联剂可以列举的有二乙氧基(3-巯基丙基)甲基硅烷、巯基甲基甲基二乙氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷；所述氨基硅烷偶联剂可以列举的有3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、4-苯胺基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N，N’-双[(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(乙烯基苄基氨基)-乙基-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷。
进一步优选地，所述含有活性基团的偶联剂与所述C6～C16碳链硅烷偶联剂的重量比为1：(1～4)。
更优选地，所述含有活性基团的偶联剂与所述C6～C16碳链硅烷偶联剂的重量比为1：2.5。
由于纳米碳酸钙在结构胶内部分散，吸收胶层所受到的能量，提高胶层断裂所需要的能量，从而改善胶层的强度。但是由于结构胶中纳米碳酸钙与其余组分之间的相容性，以及分散性等之间差异，导致胶层的韧性、弹性等变差，与橡胶等材料的弹性等不匹配，与混凝土粘结的橡胶在长期搬运、施工、运行等过程中容易发生断裂，也会影响橡胶本身的减震、缓冲等功能的发挥。申请人发现采用一定量的改性纳米碳酸钙来代替部分纳米碳酸钙，可以很好的改善纳米碳酸钙在结构胶甲乙组分中的分散和相容性，使得结构胶具有更高强度的同时，还有一定的韧性。可能是由于在纳米碳酸钙表面引入一些有机骨架链段，避免纳米碳酸钙的团聚，而且改善其与蓖麻油、聚醚多元醇等中的相容性和分散性，避免胶层内部出现应力集中点，从而改善其韧性和强度。
同时，申请人预料不到的发现改性纳米碳酸钙中采用一定量的含有长碳链硅烷偶联，尤其是采用长碳链硅烷偶联剂剂和巯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂复配的偶联剂，可以在很大程度上改善结构胶的耐水解性、耐强酸、耐强碱、耐盐侵蚀等性能，还能使结构胶在高湿度环境下依然具有很高的拉伸强度和玻璃强度，避免因空气中水蒸气的存在而影响结构胶粘结力和强度。而且申请人发现，当在甲组分中含有长脂肪链反应组份时，采用复配的偶联剂对纳米碳酸钙进行改性时，所得结构胶的耐水解性、耐强酸、耐强碱、耐盐侵蚀、剥离强度、拉伸强度等性能得到显著的改善。其可能的原因是，在改性纳米碳酸钙和长脂肪链反应组份中的柔性烷基链之间的协同作用下，纳米碳酸钙的相容性和分散性得到提高的同时，还能在胶层表面形成保护膜，改善胶层的稳定性，避免在胶层表面形成孔隙，提高胶层强度。同时，在甲乙组分混合施胶过程中，上述烷基链可能易于扩散到由底涂剂处理过的橡胶层中，提高结构胶的粘结力和剥离强度。
小分子多元醇
所述小分子多元醇并没有特别的限制，可以列举的有乙二醇、丙二醇、甘油、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、一缩二乙二醇，一缩二丙二醇、1,5-戊二醇，1,6-己二醇、2-乙基己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、环己烷二甲醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇。
所述小分子多元醇为丙二醇，对购买厂家不做特别限制，可以为本领域人员熟知的任一种丙二醇。
气相白炭黑
气相白炭黑俗称纳米白炭黑，是一种白色、松散、无定形、无毒、无味、无嗅，无污染的非金属氧化物。其原生粒径介于7～80nm之间，比表面积一般大于100m2/g。由于其纳米效应，在材料中表现出卓越的补强、增稠、触变、绝缘、消光、防流挂等性质，因而广泛的应用于橡胶、塑料、涂料、胶粘剂、密封胶等高分子工业领域。
所述气相白炭黑，对购买厂家不做特别限制，可以为本领域人员熟知的任一种气相白炭黑。
硅烷偶联剂
所述硅烷偶联剂并没有特别的限制，可以列举的有氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、巯丙基三甲(乙)氧基硅烷、乙二胺丙基三乙氧基硅烷、乙二胺丙基甲基二甲氧基硅烷。
优选地，所述甲组份还包括0.1～0.4重量份的C6～C22长脂肪链反应组份。
更优选地，所述长脂肪链反应组份中还含有羟基、氨基、亚氨基、巯基等活性基团。
在一种实施方式中，所述长脂肪链反应组份可以为油酰胺、芥酸酰胺、硬质酰胺等。
优选地，所述长脂肪链为芥酸酰胺，芥酸酰胺CAS：112-84-5。
申请人发现在甲组分中加入一定量的含有C6～C22长脂肪链反应组份，可以在很大程度上改善结构胶的耐水解性、耐强酸、耐强碱、耐盐侵蚀，提高拉伸强度、高湿度环境下的剥离强度等。申请人推测其可能的原因是，由于上述可反应性组份长的烷基链和反应性基团结构的特殊性，导致其在混合料内部的相容性存在。甲乙组份在搅拌混合，并涂覆在基材上进行静置固化过程中，容易发生迁移，从而起到一定的增塑作用，加快甲乙组分之间的充分反应，以及体系中活性基团向基材界面的进一步渗透浸润，从而改善其粘结力。同时，由于其中的长烷基链与其它组份之间的相容性较小，容易因不相容而迁移到胶层表面，阻隔空气中的水蒸气，避免乙组分中的异氰酸酯等高活性基团与水蒸气反应，在胶层表面产生孔隙，从而影响结构强度和粘结性。而且，由于在固化过程中在胶层表面形成比较稳定的保护膜，从而进一步提高了结构胶的耐水解性、耐强酸、耐强碱、耐盐侵蚀等。
此外，申请人预料不到的发现调节所述长脂肪链反应组份的密度，可以进一步改善耐水解性、耐强酸、耐强碱、耐盐侵蚀，提高拉伸强度、高湿度环境下的剥离强度等，其中采用芥酸酰胺相比于采用油酰胺更能显著改善上述性能。申请人推测其可能的原因是，当长脂肪链反应组份的密度更小时，该组份更容易发生迁移，在体系中其它高密度成分的挤压下更快速的迁移到胶层表面，形成比较致密的保护膜，从而在很大程度上进一步改善上述性能。
<乙组份>
优选地，按重量份计，所述乙组份至少包括99.95～99.99份异氰酸酯、0.01～0.05份有机锡催化剂。
异氰酸酯
异氰酸酯是异氰酸的各种酯的总称。若以-NCO基团的数量分类，包括单异氰酸酯R-N＝C＝O和二异氰酸酯O＝C＝N-R-N＝C＝O及多异氰酸酯等。
优选地，所述异氰酸酯为二异氰酸酯。
所述二异氰酸酯并没有特别的限制，可以列举的有脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯。
通过对甲乙组分用量比例，聚醚多元醇、聚酯多元醇等的用量、相关参数等进行设定，以此改善结构胶对橡胶和混凝土界面的粘结性能，改善剥离强度。可能是由于聚酯多元醇、聚醚多元醇与异氰酸酯之间的反应活性不同，所形成的聚合物结构也存在较大的差异。例如聚醚与异氰酸酯反应形成的聚合物链段柔性相对较大，与橡胶材料的柔性、弹性等匹配性较好，但是其含量过高导致结构胶相对较软，结构强度降低。而聚酯多元醇与异氰酸酯反应得到的聚合物链段刚性较大，与混凝土界面匹配性较好，而且强度也相对较高，但是其弹性较差，使胶层变脆，而且上述不同聚合物链段也会对胶层的耐水解、耐酸碱等稳定性受到较大的影响。通过对配方组份用量、相应参数的调控，可以在增强胶层本身的强度的同时，还能进一步改善结构胶对混凝土和橡胶基材的粘结性能，改善其耐水解性等稳定性。
有机锡催化剂
有机锡化合物是锡和碳元素直接结合所形成的金属有机化合物。通式RnSnX4-(n＝1-4，R为烷基或芳香基)。有烷基锡化合物和芳香基化合物两类。其基本结构有一取代体、二取代体、三取代体和四取代体(指R的数目)。
所述有机锡催化剂并没有特别的限制，可以列举的有二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡。
在一种实施方式中，所述有机锡催化剂为辛酸亚锡。
所述甲组份与乙组份的重量比为5：1～10：1。
由于橡胶与混凝土材料的表面性质差异较大，结构胶对两种不同界面的浸润和渗透情况不同，从而导致结构胶对橡胶与混凝土界面的粘结力存在较大的差异，导致其剥离强度、破坏类型等较差。申请人发现通过对甲乙组分用量比例，聚醚型多元醇、聚酯型多元醇等的用量、相关参数等进行设定，以此改善结构胶对橡胶和混凝土界面的粘结性能，改善剥离强度。可能是由于聚酯型多元醇、聚醚型多元醇与异氰酸酯之间的反应活性不同，所形成的聚合物结构也存在较大的差异。例如聚醚与异氰酸酯反应形成的聚合物链段柔性相对较大，与橡胶材料的柔性、弹性等匹配性较好，但是其含量过高导致结构胶相对较软，结构强度降低。而聚酯型多元醇与异氰酸酯反应得到的聚合物链段刚性较大，与混凝土界面匹配性较好，而且强度也相对较高，但是其弹性较差，使胶层变脆，而且上述不同聚合物链段也会对胶层的耐水解、耐酸碱等稳定性受到较大的影响。通过对配方组份用量、相应参数的调控，可以在增强胶层本身的强度的同时，还能进一步改善结构胶对混凝土和橡胶基材的粘结性能，改善其耐水解性等稳定性。
<底涂剂>
优选地，按重量份计，所述底涂剂至少包括3.5～4份三氯异氰尿酸、96～96.5份小分子有机溶剂。
所述底涂剂与甲乙组分的总重量比为2：1～5：1。
三氯异氰尿酸
三氯异氰尿酸，有机化合物，白色结晶性粉末或粒状固体，具有强烈的氯气刺激味。
三氯异氰尿酸是一种极强的氧化剂和氯化剂，与铵盐、氨、尿素混合生成易爆的三氯化氮，遇潮、受热也放出三氯化氮，遇有机物易燃。三氯异氰尿酸对不锈钢几乎无腐蚀作用，对黄铜的腐蚀比对碳钢的腐蚀强烈，对不锈钢几乎无腐蚀作用，对黄铜的腐蚀比对碳钢的腐蚀强烈。
所述三氯异氰尿酸，对购买厂家不做特别限制，可以为本领域人员熟知的任一种丙二醇。
小分子有机溶剂
所述小分子有机溶剂并没有特别的限制，可以列举的有戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、氯苯、二氯苯、甲醇、乙醇、异丙醇乙醚、环氧丙烷醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙腈、苯酚。
在一种实施方式中，所述小分子有机溶剂为乙酸乙酯。
本发明的第二个方面提供了所述高强结构胶的制备方法，所述高强结构胶的制备方法至少包括下面步骤：
将甲组份中的各组分混合均匀待用；
将乙组份中的各组分混合均匀待用；
将底涂剂中的各组分混合均匀待用。
本发明第三个方面提供了所述高强结构胶的应用，所述高强结构胶适用于橡胶与混凝土的粘接。
本发明第四个方面提供了所述高强结构胶的使用方法，所述高强结构胶的使用方法至少包括下面步骤：将底涂剂涂刷于橡胶粘接面上，甲组份与乙组份混合后涂于有底涂的橡胶粘接面或者混凝土粘接面上，将混凝土与橡胶粘接面贴紧并压实。
实施例
实施例1
本发明的实施例1提供一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶，所述高强结构胶包括甲组份、乙组份以及底涂剂。
所述高强结构胶的制备方法包括下面步骤：
(1)将甲组份中的各组分混合均匀待用；
(2)将乙组份中的各组分混合均匀待用；
(3)将底涂剂中的各组分混合均匀待用。
按重量份计，所述甲组份包括35份聚酯多元醇、1份聚醚多元醇、50份纳米碳酸钙、1份改性纳米碳酸钙、0.3份小分子多元醇、1份硅烷偶联剂。
按重量份计，所述乙组份包括90份异氰酸酯、0.01份有机锡催化剂。
按重量份计，所述底涂剂包括2份三氯异氰尿酸、90份小分子有机溶剂。
所述聚酯多元醇为蓖麻油多元醇，牌号为Polycin GR-80。
所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯三醇，购自山东滨江金盛新材料科技有限责任公司。
所述纳米碳酸钙购自长兴晨明化工有限公司。
所述小分子多元醇为丙二醇，购自购自济南铭亮化工有限公司。
所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷，购自淮安市盈品乐筹划学有限公司。
所述甲组份还包括0.1重量份的长脂肪链反应组份，所述长脂肪链反应组份为油酰胺，购自湖北信康医药化工有限公司。
所述甲组份与乙组份的重量比为5：1。
所述底涂剂与甲乙组分的总重量比为2：1。
所述异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4’二异氰酸酯，购自郑州阿尔法化工有限公司。
所述有机锡催化剂为辛酸亚锡，购自南通濠泰化工产品有限公司。
所述三氯异氰尿酸购自阳科拓化工有限公司。
所述小分子有机溶剂为乙酸乙酯，购自江阴市煦方化学品有限公司。
所述改性纳米碳酸钙的制备包括下面步骤：
将一定量的纳米碳酸钙中加入去离子水超声分散45min，加热体系温度至75℃，然后加入10wt％的偶联剂A，搅拌反应2小时，冷却至室温，过滤，滤饼水洗，烘干，研磨。
所述偶联剂A为N-十二烷基三甲氧基硅烷和3-巯丙基三甲氧基硅烷，N-十二烷基三甲氧基硅烷与3-巯丙基三甲氧基硅烷的重量比为1：1。
所述N-十二烷基三甲氧基硅烷购自苏州甫路生物科技有限公司，3-巯丙基三甲氧基硅烷购自西安嘉博盈生物科技有限公司。
实施例2
本发明的实施例2提供一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶，所述高强结构胶包括甲组份、乙组份以及底涂剂。
按重量份计，所述甲组份包括40份聚酯多元醇、5份聚醚多元醇、60份纳米碳酸钙、5份改性纳米碳酸钙、4份小分子多元醇、10份气相白炭黑、2份硅烷偶联剂。
按重量份计，所述乙组份包括99.99份异氰酸酯、1份有机锡催化剂。
按重量份计，所述底涂剂包括5份三氯异氰尿酸、98份小分子有机溶剂。
所述聚酯多元醇为蓖麻油多元醇，牌号为Polycin GR-80。
所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯三醇，购自山东滨江金盛新材料科技有限责任公司。
所述纳米碳酸钙购自长兴晨明化工有限公司。
所述小分子多元醇为丙二醇，购自购自济南铭亮化工有限公司。
所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷，购自淮安市盈品乐筹划学有限公司。
所述甲组份还包括0.1重量份的长脂肪链反应组份，所述长脂肪链反应组份为油酰胺，购自湖北信康医药化工有限公司。
所述甲组份与乙组份的重量比为10：1。
所述底涂剂与甲乙组份的重量比为5：1。
所述异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4’二异氰酸酯，购自郑州阿尔法化工有限公司。
所述有机锡催化剂为辛酸亚锡，购自南通濠泰化工产品有限公司。
所述三氯异氰尿酸购自阳科拓化工有限公司。
所述小分子有机溶剂为乙酸乙酯，购自江阴市煦方化学品有限公司。
所述改性纳米碳酸钙的制备，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述N-十二烷基三甲氧基硅烷与3-巯丙基三甲氧基硅烷的重量比为1：4。
所述高强结构胶的制备方法，其具体实施方式同实施例1。
实施例3
本发明的实施例3提供一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶，所述高强结构胶包括甲组份、乙组份以及底涂剂。
按重量份计，所述甲组份包括38.5份聚酯多元醇、2.5份聚醚多元醇、55份纳米碳酸钙、3份改性纳米碳酸钙、2份小分子多元醇、5份气相白炭黑、1.5份硅烷偶联剂。
按重量份计，所述乙组份包括95份异氰酸酯、0.5份有机锡催化剂。
按重量份计，所述底涂剂包括3.5份三氯异氰尿酸、94份小分子有机溶剂。
所述聚酯多元醇为蓖麻油多元醇，牌号为Polycin GR-80。
所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯三醇，购自山东滨江金盛新材料科技有限责任公司。
所述纳米碳酸钙购自长兴晨明化工有限公司。
所述小分子多元醇为丙二醇，购自购自济南铭亮化工有限公司。
所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷，购自淮安市盈品乐筹划学有限公司。
所述甲组份还包括0.25重量份的长脂肪链反应组份，所述长脂肪链反应组份为油酰胺，购自湖北信康医药化工有限公司。
所述甲组份与乙组份的重量比为7.5：1。
所述底涂剂与甲乙组份的重量比为3：1。
所述异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4’二异氰酸酯，购自郑州阿尔法化工有限公司。
所述有机锡催化剂为辛酸亚锡，购自南通濠泰化工产品有限公司。
所述三氯异氰尿酸购自阳科拓化工有限公司。
所述小分子有机溶剂为乙酸乙酯，购自江阴市煦方化学品有限公司。
所述改性纳米碳酸钙的制备，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述N-十二烷基三甲氧基硅烷与3-巯丙基三甲氧基硅烷的重量比为1：2.5。
所述高强结构胶的制备方法，其具体实施方式同实施例1。
实施例4
本发明的实施例4提供一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶，所述高强结构胶包括甲组份、乙组份以及底涂剂，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，长脂肪链反应组份为芥酸酰胺，购自江西威科油脂化学有限公司。
所述改性纳米碳酸钙的制备，其具体实施方式同实施例3。
所述高强结构胶的制备方法，其具体实施方式同实施例3。
实施例5
本发明的实施例5提供一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶，所述高强结构胶包括甲组份、乙组份以及底涂剂，其具体实施方式同实施例4，不同之处在于，芥酸酰胺的重量份为0。
所述改性纳米碳酸钙的制备，其具体实施方式同实施例4。
所述高强结构胶的制备方法，其具体实施方式同实施例4。
实施例6
本发明的实施例6提供一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶，所述高强结构胶包括甲组份、乙组份以及底涂剂，其具体实施方式同实施例4。
所述改性纳米碳酸钙的制备，其具体实施方式同实施例4，不同之处在于，所述偶联剂A为二甲基二硅氧烷。
所述高强结构胶的制备方法，其具体实施方式同实施例4。
实施例7
本发明的实施例7提供一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶，所述高强结构胶包括甲组份、乙组份以及底涂剂，其具体实施方式同实施例4，不同之处在于，所述聚酯多元醇和聚醚多元醇的重量比为5：1。
所述改性纳米碳酸钙的制备，其具体实施方式同实施例4。
所述高强结构胶的制备方法，其具体实施方式同实施例4。
实施例8
本发明的实施例8提供一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶，所述高强结构胶包括甲组份、乙组份以及底涂剂，其具体实施方式同实施例4，不同之处在于，所述聚酯多元醇和聚醚多元醇的重量比为60：1。
所述改性纳米碳酸钙的制备，其具体实施方式同实施例4。
所述高强结构胶的制备方法，其具体实施方式同实施例4。
实施例9
本发明的实施例9提供一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶，所述高强结构胶包括甲组份、乙组份以及底涂剂，其具体实施方式同实施例4，不同之处在于，芥酸酰胺的重量份为10。
所述改性纳米碳酸钙的制备，其具体实施方式同实施例4。
所述高强结构胶的制备方法，其具体实施方式同实施例4。
实施例10
本发明的实施例10提供一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶，所述高强结构胶包括甲组份、乙组份以及底涂剂，其具体实施方式同实施例4，不同之处在于，改性纳米碳酸钙的重量份为20。
所述改性纳米碳酸钙的制备，其具体实施方式同实施例4。
所述高强结构胶的制备方法，其具体实施方式同实施例4。
实施例11
本发明的实施例11提供一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶，所述高强结构胶包括甲组份、乙组份以及底涂剂，其具体实施方式同实施例4，不同之处在于，改性纳米碳酸钙的重量份为0。
所述改性纳米碳酸钙的制备，其具体实施方式同实施例4。
所述高强结构胶的制备方法，其具体实施方式同实施例4。
实施例12
本发明的实施例12提供一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶，所述高强结构胶包括甲组份、乙组份以及底涂剂，其具体实施方式同实施例4，不同之处在于，聚醚多元醇为聚醚N210，官能团为2。
所述聚醚N210购自南京邦诺生物科技有限公司。
所述改性纳米碳酸钙的制备，其具体实施方式同实施例4。
所述高强结构胶的制备方法，其具体实施方式同实施例4。
性能评估
1.拉伸测试：将实施例1～12所得的高强结构胶按照GB/T528-2009进行拉伸测试，测试条件：环境温度(23±2)℃，相对湿度(50±10)％，哑铃型I型试样，测试速率，200mm/min。
2.耐强酸、强碱、耐盐性能测试：将实施例1～12所得的高强结构胶分别放置在15wt％浓硫酸、100％氢氧化钙、饱和氯化钠水溶液中100天，用放大镜观察胶体表面被侵蚀程度，根据侵蚀的严重的评级。侵蚀面积在0～10％为1级，侵蚀面积在10～30％为2级，侵蚀面积在30～60％为3级，侵蚀面积在60～90％为4级，侵蚀面积在90～100％为5级。
3.耐高温性能测试：将实施例1～12所得的高强结构胶放置在60度倾斜面上，并将该倾斜面放置在烘箱中238℃处理2小时，观察胶体是否软化、流淌等现象。
4.耐低温性能：将实施例1～12所得的高强结构胶涂覆在直径为25mm金属圆棒上，涂覆厚度为1mm，然后在-100℃的环境下放置一周，然后取出观察胶层是否发生开裂、脆裂等现象。
5.耐水解性能：将实施例1～12所得的高强结构胶室温下在去离子水中放置100天，然后取出烘干，称量放置前后的胶体重量百分比，以此衡量耐水解性能。
6.高湿度环境下的剥离强度：判断实施例1～12所得的高强结构胶在湿度为70％的环境下粘结混凝土和橡胶材料之后进行剥离强度测试时的材料破坏的类型(胶层破坏、界面破坏、混合破坏)，依次表征其在高湿度环境下的剥离强度。
表1性能测试结果
由表1测试结果可知，本发明提供的高强结构胶本发明，具有30MPa以上的结构强度，耐强酸、耐强碱、耐盐侵蚀，耐238℃高温、耐-100℃低温、耐水解、良好的剥离强度。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种用于粘接橡胶与混凝土的高强结构胶，其特征在于，所述高强结构胶至少包括甲组份、乙组份以及底涂剂，所述甲组份至少包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、小分子多元醇、硅烷偶联剂，所述聚酯多元醇和聚醚多元醇的重量比为(38～40)：(1～2)；所述乙组份至少包括异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述的高强结构胶，其特征在于，所述聚酯多元醇的平均官能度为2～3。
3.根据权利要求1所述的高强结构胶，其特征在于，所述聚酯多元醇的重均分子量为600～1500。
4.根据权利要求1所述的高强结构胶，其特征在于，所述聚酯多元醇为蓖麻油多元醇、棕榈油多元醇、椰子油多元醇中任一种。
5.根据权利要求1所述的高强结构胶，其特征在于，所述聚醚多元醇的平均官能度为2.5～3.2。
6.根据权利要求1所述的高强结构胶，其特征在于，所述聚醚多元醇重均分子量为5000～6000。
7.根据权利要求1所述的高强结构胶，其特征在于，所述甲组份还包括补强剂，所述补强剂为纳米碳酸钙和/或改性纳米碳酸钙。
8.一种根据权利要求1～7任一项所述的高强结构胶的制备方法，其特征在于，所述高强结构胶的制备方法至少包括下面步骤：
将甲组份中的各组分混合均匀待用；
将乙组份中的各组分混合均匀待用；
将底涂剂中的各组分混合均匀待用。
9.一种根据权利要求1～7任一项所述的高强结构胶的应用，其特征在于，所述高强结构胶适用于橡胶与混凝土的粘接。
10.一种根据权利要求1～7任一项所述的高强结构胶的使用方法，其特征在于，所述高强结构胶的使用方法至少包括下面步骤：将底涂剂涂刷于橡胶粘接面上，甲组份与乙组份混合后涂于有底涂的橡胶粘接面或者混凝土粘接面上，将混凝土与橡胶粘接面贴紧并压实。
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