CN110746811A - 一种环保型高耐久性环氧改性腻子 - Google Patents

一种环保型高耐久性环氧改性腻子 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种环保型高耐久性环氧改性腻子，属于建筑材料技术领域。本发明腻子由甲、乙两种组分组成，甲组分包含环氧树脂、羰基化合物、缩水甘油醚类化合物、界面剂和功能性填料，乙组分包含胺类固化剂、固化促进剂和潮湿环境功能固化剂。本发明腻子将羰基化合物和缩水甘油醚类化合物复配作为稀释剂，能够协同提高腻子层的刚度、柔韧性、粘接强度、耐久性和稀释性能，降低腻子层收缩率和成本，有利于环保和安全；通过加入潮湿环境功能固化剂来保证在潮湿环境下依然可以顺利固化，施工适用性更强。

Description

一种环保型高耐久性环氧改性腻子
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种环保型高耐久性环氧改性腻子。
背景技术
环氧树脂由于其独特的力学性能、防水防腐性能等诸多优点，可以制备得到性能优异的腻子材料。现在常用的环氧类腻子材料有水性环氧腻子和溶剂型环氧腻子类。
水性环氧腻子采用水性环氧树脂及固化剂、填料制备而成，如CN105623347A、CN102337050A和CN101412862A。水性环氧腻子通常由三组分组成，制作方法比较复杂，一般先将水与部分填料及助剂混合均匀，再加入水性环氧树脂乳液以及固化剂，最终配制得到水性环氧腻子。水性环氧腻子由于存在环氧树脂乳液粒径不均匀、储存稳定性较差、现场配制复杂、材料固化易受环境温度影响、固化后的材料耐水性和耐腐蚀性较差等缺陷，而使其应用受到了一定的限制。
溶剂型环氧腻子类则通常为双组分的产品，甲组分由环氧树脂、稀释剂、填料、助剂构成，乙组分由固化剂组成，如CN102876191A。溶剂型环氧腻子类材料通常采用的是非活性的稀释剂，存在溶剂挥发导致环境污染的问题，并且溶剂在挥发过程中容易导致材料收缩率较大、结构出现孔隙或缺陷等问题，从而导致固化后的材料出现力学性能不佳的问题。并且，目前溶剂型环氧腻子大多应用于建筑内外墙或者地坪材料中，从用途上考虑，缺乏用于建筑结构坑洞或缺陷修补的性能优异的环氧腻子类材料。且目前建筑内外墙使用的溶剂型环氧腻子多为环氧树脂与聚氨酯共混制备的柔性腻子，虽然其具有柔韧性较好的特点，有利于防止在使用过程中出现开裂，但其使用过程中容易受环境湿度的影响，潮湿或有水的环境下，固化性能极易受到影响而降低，且其刚性和粘接性能也较低。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种环保型高耐久性环氧改性腻子，以提高材料的刚度、柔韧性、粘接强度、耐久性和稀释性能，降低材料收缩率和成本，有利于环保和安全，又能保证潮湿环境下的环氧腻子的固化性能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种环保型高耐久性环氧改性腻子，由甲、乙两种组分组成，甲组分与乙组分的重量比为100:2-25；所述甲组分包含以下重量份的成分：
乙组分包含以下重量份的成分：
胺类固化剂 10-50份，
潮湿环境功能固化剂 0-30份，
固化促进剂 1-15份；
其中，所述活性稀释剂包括渗入固结型活性稀释剂和增韧活性稀释剂；所述渗入固结型活性稀释剂为羰基化合物，所述增韧活性稀释剂为缩水甘油醚类化合物。羰基化合物可以提高腻子层的刚性，提高腻子层与基面的粘接性能，提高腻子材料的稀释性，降低成本；缩水甘油醚类化合物可以在降低粘度的基础上提高环氧基团的含量，提高腻子层的柔韧性和抗冲磨性，从而提高腻子层的耐久性，同时也提高了腻子材料的环保性；将羰基化合物和缩水甘油醚类化合物复配作为稀释剂，能够协同提高腻子层的刚度、柔韧性、粘接强度、耐久性和稀释性能，降低腻子层收缩率和成本，有利于环保和安全。潮湿环境的空气的湿度大，如水工环境或者隧道环境，严重影响到小分子胺类的固化，从而会导致环氧腻子的固化延缓或者反应效率下降，极有可能降低腻子层的最终强度，而采用潮湿环境功能固化剂则可以保证在湿度极大的情况下，腻子依然可以顺利固化，保证了腻子层的强度。
作为本发明腻子的优选实施方式，所述渗入固结型活性稀释剂包括酮类化合物和醛类化合物。酮类化合物和醛类化合物是小分子的稀释剂，可以在固化剂作用下反应形成固结体，实现非活性稀释剂到活性稀释剂的转化，可以协同提高产品的力学性能和刚度，同时增强体系的稀释能力，降低产品成本，此外，这些小分子活性稀释剂在施工过程中的迁移将起到渗入固结增强的作用，能够与界面剂和混凝土基面能够紧密的结合，以提高腻子材料在混凝土基面的粘接强度，进而提高腻子材料的耐久性。
作为本发明腻子进一步优选的实施方式，所述酮类化合物和所述醛类化合物的摩尔比为酮类化合物：醛类化合物＝0.7-1.3:1。此条件下所得腻子材料的力学性能、刚度、粘结强度等性能更好。
作为本发明腻子的优选实施方式，所述酮类化合物包括丙酮、苯乙酮、丁酮、甲基异丁基酮、异佛尔酮、二丙酮醇、环己酮、环庚酮、2-戊酮、3-戊酮、2-己酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、2-辛酮、3-辛酮、2-壬酮中的至少一种。
作为本发明腻子更优选的实施方式，所述酮类化合物为环己酮、环庚酮、2-庚酮、4-庚酮、2-辛酮、2-壬酮、二丙酮醇中的至少一种。采用环己酮、环庚酮、2-庚酮、4-庚酮、2-辛酮、2-壬酮、二丙酮醇等毒性低、闪点高的酮类化合物能避免施工过程中的安全隐患，且更加环保。
作为本发明腻子的优选实施方式，所述醛类化合物包括呋喃甲醛、苯甲醛、苯乙醛、正己醛、正庚醛、正辛醛、肉桂醛、柠檬醛中的至少一种。
作为本发明腻子更优选的实施方式，所述醛类化合物为苯甲醛、苯乙醛、正辛醛、柠檬醛、肉桂醛中的至少一种。采用苯甲醛、苯乙醛、正辛醛、柠檬醛、肉桂醛等毒性低、闪点高的醛类化合物能避免施工过程中的安全隐患，且更加环保。
作为本发明腻子的优选实施方式，所述缩水甘油醚类化合物包括烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚中的至少一种。
作为本发明腻子的优选实施方式，所述乙组分中，所述潮湿环境功能固化剂为5-30重量份。
作为本发明腻子的优选实施方式，所述潮湿环境功能固化剂包括曼尼希加成改性胺、异氰酸酯、酮亚胺、聚硫醇中的至少一种。
作为本发明腻子的优选实施方式，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的至少一种。
作为本发明腻子更优选的实施方式，所述环氧树脂为E44、E51中的至少一种。
作为本发明腻子的优选实施方式，所述界面剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的至少一种。
作为本发明腻子的优选实施方式，所述胺类固化剂包括脂肪胺、脂环胺、芳香胺、改性多元胺、聚酰胺中的至少一种。其中，改性多元胺包括化学改性的脂肪胺、化学改性的脂环胺、化学改性的芳香胺以及其他化学改性的胺。作为本发明腻子更优选的实施方式，所述胺类固化剂包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、二乙氨基丙胺、590、593、650、651、810、910中的至少一种。其中590、593、810和910为改性多元胺类固化剂；650和651为聚酰胺类固化剂。
作为本发明腻子的优选实施方式，所述固化促进剂包括三乙醇胺、四甲基胍、苄基二甲胺、哌啶、N,N’-二甲基哌嗪、2-(二甲氨基甲基)苯酚、2,4,6-三(二甲氨基)苯酚(即DMP-30)、三苯基膦、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、二环脒中的至少一种。
作为本发明腻子的优选实施方式，所述功能性填料包括触变剂、增稠剂、防腐剂、颜料、体质填料中的至少一种。其中体质填料可为石英粉、滑石粉、云母氧化铁、钛白粉、云母粉、石膏粉等中的至少一种。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明腻子将羰基化合物和缩水甘油醚类化合物复配作为稀释剂，能够协同提高腻子层的刚度、柔韧性、粘接强度、耐久性和稀释性能，降低腻子层收缩率和成本，有利于环保和安全。
(2)本发明腻子通过加入潮湿环境功能固化剂来保证在潮湿环境下依然可以顺利固化，施工适用性更强。
(3)本发明腻子具有优异的防水防腐性能、优异的柔韧性、对混凝土基材优异的粘接性能、优异的批荡性能以及优异的打磨性能，能够一次成型，且不论在平面、立面，甚至是顶面的混凝土基面，都能够通过手工打磨使其表面平整。
(4)本发明腻子能用于混凝土表面坑洞的修补，用作混凝土结构的防水防腐层以及内外墙的防水防腐和抗开裂腻子层。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明环保型高耐久性环氧改性腻子的一种实施例，该腻子由重量比为甲组分：乙组分＝100:13.5的甲组分和乙组分组成；
其中甲组分由以下重量份的成分组成：
Figure BDA0002259621150000051
乙组分包含以下重量份的成分：
聚酰胺651(胺类固化剂) 30份，
酮亚胺(潮湿环境功能固化剂) 5份，
DMP-30(固化促进剂) 5份。
其中，325目石英粉和滑石粉属于体质填料，聚酰胺蜡属于触变剂。
实施例2
本发明环保型高耐久性环氧改性腻子的一种实施例，该腻子由重量比为甲组分：乙组分＝100:2的甲组分和乙组分组成；
其中甲组分由以下重量份的成分组成：
Figure BDA0002259621150000062
乙组分包含以下重量份的成分：
二乙烯三胺(胺类固化剂) 10份，
酮亚胺(潮湿环境功能固化剂) 17.5份，
2-(二甲氨基甲基)苯酚(固化促进剂) 15份；
其中，云母氧化铁、钛白粉和滑石粉属于体质填料，聚酰胺蜡属于触变剂。
实施例3
本发明环保型高耐久性环氧改性腻子的一种实施例，该腻子由重量比为甲组分：乙组分＝100：25的甲组分和乙组分组成；
其中甲组分由以下重量份的成分组成：
Figure BDA0002259621150000071
乙组分包含以下重量份的成分：
聚酰胺650(胺类固化剂) 50份，
聚硫醇(潮湿环境功能固化剂) 30份，
DMP-30(固化促进剂) 1份。
其中，云母粉和325目石英粉属于体质填料，气相二氧化硅属于触变剂。
实施例4
本发明环保型高耐久性环氧改性腻子的一种实施例，该腻子由重量比为甲组分：乙组分＝100:5的甲组分和乙组分组成；
其中甲组分由以下重量份的成分组成：
Figure BDA0002259621150000081
乙组分包含以下重量份的成分：
间苯二甲胺(胺类固化剂) 10份，
聚硫醇(潮湿环境功能固化剂) 7份
DMP-30(固化促进剂) 8份。
其中，石膏粉和滑石粉属于体质填料，气相二氧化硅属于触变剂。
对比例1
本对比例涉及一种腻子，该腻子由重量比为甲组分：乙组分＝100:5的甲组分和乙组分组成；
其中甲组分由以下重量份的成分组成：
乙组分包含以下重量份的成分：
间苯二甲胺(胺类固化剂) 10份，
聚硫醇(潮湿环境功能固化剂) 7份
DMP-30(固化促进剂) 8份。
其中，石膏粉和滑石粉属于体质填料，气相二氧化硅属于触变剂。
对比例2
本对比例涉及一种腻子，该腻子由重量比为甲组分：乙组分＝100:5的甲组分和乙组分组成；
其中甲组分由以下重量份的成分组成：
Figure BDA0002259621150000091
乙组分包含以下重量份的成分：
间苯二甲胺(胺类固化剂) 10份，
聚硫醇(潮湿环境功能固化剂) 7份
DMP-30(固化促进剂) 8份。
其中，石膏粉和滑石粉属于体质填料，气相二氧化硅属于触变剂。
对比例3
本对比例涉及一种腻子，该腻子由重量比为甲组分：乙组分＝100:5的甲组分和乙组分组成；
其中甲组分由以下重量份的成分组成：
Figure BDA0002259621150000092
Figure BDA0002259621150000101
乙组分包含以下重量份的成分：
间苯二甲胺(胺类固化剂) 10份，
聚硫醇(潮湿环境功能固化剂) 7份
DMP-30(固化促进剂) 8份。
其中，石膏粉和滑石粉属于体质填料，气相二氧化硅属于触变剂。
对比例4
本对比例涉及一种腻子，该腻子由重量比为甲组分：乙组分＝100:5的甲组分和乙组分组成；
其中甲组分由以下重量份的成分组成：
Figure BDA0002259621150000102
乙组分包含以下重量份的成分：
间苯二甲胺(胺类固化剂) 10份，
聚硫醇(潮湿环境功能固化剂) 7份
DMP-30(固化促进剂) 8份。
其中，石膏粉和滑石粉属于体质填料，气相二氧化硅属于触变剂。
对比例5
本对比例涉及一种腻子，该腻子由重量比为甲组分：乙组分＝100:5的甲组分和乙组分组成；
其中甲组分由以下重量份的成分组成：
Figure BDA0002259621150000111
乙组分包含以下重量份的成分：
间苯二甲胺(胺类固化剂) 10份，
聚硫醇(潮湿环境功能固化剂) 7份
DMP-30(固化促进剂) 8份。
其中，石膏粉和滑石粉属于体质填料，气相二氧化硅属于触变剂。
对比例6
本对比例涉及一种腻子，该腻子由重量比为甲组分：乙组分＝100:5的甲组分和乙组分组成；
其中甲组分由以下重量份的成分组成：
Figure BDA0002259621150000112
乙组分包含以下重量份的成分：
间苯二甲胺(胺类固化剂) 10份，
聚硫醇(潮湿环境功能固化剂) 7份
DMP-30(固化促进剂) 8份。
其中，石膏粉和滑石粉属于体质填料，气相二氧化硅属于触变剂。
效果例
根据JG/T 157-2009对实施例1-4和对比例1-6中的腻子进行外观、施工性、打磨性、粘接强度、柔韧性等性能测试，结果如表1所示。
表1 腻子性能测试结果
Figure BDA0002259621150000121
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围；另外需要说明的是，合理的偏差都在本申请请求保护的范围内，如不同原料四舍五入后的比值落在本申请请求保护的范围内，那么该比值就在本申请请求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种环保型高耐久性环氧改性腻子，其特征在于，所述腻子由甲、乙两种组分组成，甲组分与乙组分的重量比为100:2-25；所述甲组分包含以下重量份的成分：
Figure FDA0002259621140000011
乙组分包含以下重量份的成分：
胺类固化剂 10-50份，
潮湿环境功能固化剂 0-30份，
固化促进剂 1-15份；
其中，所述活性稀释剂包括渗入固结型活性稀释剂和增韧活性稀释剂；所述渗入固结型活性稀释剂为羰基化合物，所述增韧活性稀释剂为缩水甘油醚类化合物。
2.根据权利要求1所述的腻子，其特征在于：所述渗入固结型活性稀释剂包括酮类化合物和醛类化合物。
3.根据权利要求2所述的腻子，其特征在于：所述醛类化合物和所述酮类化合物的摩尔比为酮类化合物：醛类化合物＝0.7-1.3:1。
4.根据权利要求2所述的腻子，其特征在于：所述酮类化合物包括丙酮、苯乙酮、丁酮、甲基异丁基酮、异佛尔酮、二丙酮醇、环己酮、环庚酮、2-戊酮、3-戊酮、2-己酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、2-辛酮、3-辛酮、2-壬酮中的至少一种；所述醛类化合物包括呋喃甲醛、苯甲醛、苯乙醛、正己醛、正庚醛、正辛醛、肉桂醛、柠檬醛中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的腻子，其特征在于：所述缩水甘油醚类化合物包括烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的腻子，其特征在于：所述乙组分中，所述潮湿环境功能固化剂为5-30重量份；所述潮湿环境功能固化剂包括曼尼希加成改性胺、异氰酸酯、酮亚胺、聚硫醇中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的腻子，其特征在于：所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的腻子，其特征在于：所述界面剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的腻子，其特征在于：所述胺类固化剂包括脂肪胺、脂环胺、芳香胺、改性多元胺、聚酰胺中的至少一种，所述固化促进剂包括三乙醇胺、四甲基胍、苄基二甲胺、哌啶、N,N’-二甲基哌嗪、2-(二甲氨基甲基)苯酚、2,4,6-三(二甲氨基)苯酚(即DMP-30)、三苯基膦、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、二环脒中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的腻子，其特征在于：所述功能性填料包括触变剂、增稠剂、防腐剂、颜料、体质填料中的至少一种。
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