CN112500553B - 水性环氧背网胶固化剂及制备方法和背网胶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了水性环氧背网胶固化剂，它由如下原料及重量份制备而成：长链柔性脂肪胺70～95份、聚醚醇二缩水甘油醚53～68份、液态环氧树脂33～52份、单缩水甘油醚46～62.5份、端环氧硅烷偶联剂12～25份、去离子水39～98份。本发明还公开了所述水性环氧背网胶固化剂的制备方法，它通过亲水性的聚醚醇二缩水甘油醚和液态环氧树脂的混合物对长链柔性脂肪胺进行复合扩链，再通过滴加单缩水甘油醚和端环氧硅烷偶联剂对扩链物伯胺进行复合封端，最后加入适量的去离子水高速分散制得高固含量的水性环氧背网胶固化剂。本发明还公开了这种固化剂配制的背网胶，应用于石材背网湿法铺贴，具有亲和力好、适用期长、柔韧性好、粘接强度高、防水抗渗性好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及环氧胶粘剂领域，更具体地说涉及水性环氧背网胶固化剂，本发明还涉及其这种水性环氧背网胶固化剂的制备方法，本发明涉还及包含这种固化剂的背网胶。
背景技术
石材背网胶是石材加工领域中的一种专用背网技术胶水，使用时先在石材板面的背向铺贴网格玻璃纤维布，然后将背网胶均匀涂抹在网格布上，使石材与网格布粘合固定的一种石材背网技术。
现有的石材背网胶主要采用溶剂型不饱和聚酯及环氧树脂体系。其中传统的环氧体系背网胶虽然操作简便、应用广泛，与不饱和聚酯相比其粘接强度、固化收缩率、防水抗渗、耐老化等性能虽然有大幅度的提升，但随着安全环保的要求日益严格以及前沿技术的更迭换代，其弊端在使用过程中也日渐凸显，具体表现在以下几个方面：其一，传统的环氧背网胶含有挥发性有机溶剂，污染生活环境、危害人体健康，不符合绿色环保的发展理念；其二，未经改性过的传统环氧体系胶粘剂的脆性大、韧性不足，易引起石材背面空鼓、开裂、脱落等问题；其三，传统的环氧体系背网胶仍然存在与水泥亲和力很差的问题，不能在湿法施工中直接铺贴。
当水性环氧胶粘剂应用于石材的背网工艺以后，该体系在上述应用性能上的不足虽然有明显的改善，但是现有水性环氧固化剂的合成技术主要以二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺等为基础原料进行环氧加成改性，这一类多乙烯多胺的分子链较短、反应活性点较为集中，在改性之后仍然具备较高的反应活性，普遍存在适用期较短、柔韧性不足等问题。
另一类以聚醚胺D230、D400等为基础原料进行加成改性合成的水性环氧固化剂，虽然可以解决适用期较短、柔韧性不足的问题，但是这一类聚醚胺的反应活性非常低，改性之后的固化剂反应活性更低，制成的背网胶固化缓慢，一般需要10h以上才能完成初始固化，普遍存在粘结强度低、防水抗渗性差等问题。
因此，现亟需开发一种改善亲和力、延长适用期、增加柔韧性、反应活性适中，且能提高石材背网层的粘结强度、防水抗渗等性能的水性环氧背网胶固化剂。
发明内容
本发明的第一目的是为了提供水性环氧背网胶固化剂。本发明方法制备的固化剂可以改善水泥基背网胶的亲和力、延长适用期、增加柔韧性，还可以提升背网层的粘结强度和防水抗渗等性能。
本发明的第二目的是提供上述水性环氧背网胶固化剂的制备方法。
本发明的第三目的是提供包含上述固化剂的背网胶。本发明方法制备的背网胶固化剂和环氧树脂水泥基浆料按其活泼氢当量与环氧当量之比，配制成双组分水泥基水性环氧背网胶，再对石材背面和玻璃纤维网格布进行粘合，经水分挥发和水泥化反应及树脂交联固化形成高强度、高韧性、高粘结性、高致密度、强防水抗渗的三维网状结构的石材背网。
为了实现本发明的第一目的，本发明采用的技术方案如下：
水性环氧背网胶固化剂，它由如下原料及重量份制备而成：长链柔性脂肪胺70～95份、聚醚醇二缩水甘油醚53～68份、液态环氧树脂33～52份、单缩水甘油醚46～62.5份、端环氧硅烷偶联剂12～25份、去离子水39～98份。
在上述技术方案中，所述长链柔性脂肪胺选自N,N-二(3-氨丙基)乙基乙胺(优选索尔维HD N4)和N-(6-氨基己基)-1,6-己二胺(优选上海隆发化工有限公司BHMT)。
在上述技术方案中，所述聚醚醇二缩水甘油醚选自聚乙二醇二缩水甘油醚(优选安徽新远科技股份有限公司XY215)和聚丙二醇二缩水甘油醚(优选安徽新远科技股份有限公司XY207)。
在上述技术方案中，所述液态环氧树脂选自双酚A型(优选E-51、E-44型)和双酚F型(优选F-51、F-44型)液态环氧树脂。
在上述技术方案中，所述单缩水甘油醚选自丁基缩水甘油醚(BGE)和苯基缩水甘油醚(PGE)。
在上述技术方案中，所述端环氧硅烷偶联剂选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(优选杭州杰西卡化工有限公司KH-560)和3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷(优选杭州杰西卡化工有限公司KH-78)。
在上述技术方案中，所述水性环氧背网胶固化剂的固含量在75wt％～85wt％之间、胺值在172～380mgKOH/g之间、活泼氢当量在138～352g/eq之间。
本发明的第二目的是通过如下措施来达到的：制备所述水性环氧背网胶固化剂的方法，包括以下步骤，各步骤中制备原料按上述重量份数计：
步骤一：扩链，将聚醚醇二缩水甘油醚和液态环氧树脂混合均匀后滴加至长链柔性脂肪胺单体中，滴加时间2～3h，反应温度控制在60～65℃，滴加完毕后升温至70～75℃、保温反应1～2h，制得长链柔性脂肪胺与聚醚醇二缩水甘油醚及液态环氧树脂的复合扩链物；
步骤二：封端，向上述扩链物中滴加单缩水甘油醚和端环氧硅烷偶联剂的预混物，对扩链物的伯胺进行复合封端，滴加时间2～3h，反应温度控制在60～65℃，滴加完毕后升温至70～75℃、保温反应1～2h，制得水可分散型柔性多胺-环氧复合的有机硅改性产物；
步骤三：分散，向上述改性产物中加入去离子水，并以1000～1200r/min的转速分散30～45min，最后降温至45～50℃过滤出料，制得高固含量的水性环氧背网胶固化剂。
为了实现本发明的第三目的，本发明的技术方案为：背网胶，它由所述水性环氧背网胶固化剂和环氧树脂水泥基浆料(优选专利《水性环氧树脂水泥基浆料及其制备方法》的实施例10)按其活泼氢当量与环氧当量之比配制而成，所述环氧树脂水泥基浆料的环氧当量在340～520g/eq之间。水性环氧背网胶固化剂活泼氢当量在138～352g/eq之间。
所述的环氧树脂水泥基浆料由如下原料及重量份制备而成：水性环氧树脂50～60份、石英砂15～25份、水泥15～25份、消泡剂0.01～0.1份、分散剂0.5～2份、减水剂0.02～0.05份、缓凝剂0.02～0.05份、抗水剂3～5份；
所述水性环氧树脂由如下原料及重量份合成：单甲基聚醚醇40～75份、二异氰酸酯单体16.82～22.22份、液态环氧树脂260～400份、有机锡催化剂0.5～1.0份、环氧活性稀释剂30～50份；
所述水性环氧树脂的合成方法包括以下步骤：
步骤一：二异氰酸酯的一端封闭，将单甲基聚醚醇经高温105～115℃、负压0.05～0.10MPa条件下脱水2h，加入二异氰酸酯单体，再滴加单甲基聚醚醇，时间控制在1～2h，温度控制在60～65℃，然后升温至70～75℃反应2～3h，制得一端封闭的单甲基聚醚醇-二异氰酸酯预聚体；
步骤二：环氧树脂的接枝改性，将上述预聚体滴加到过量的液态环氧树脂中进行接枝改性，时间控制在1～2h，温度控制在60～65℃，再加入有机锡催化剂进一步催化反应1h，然后升温至70～75℃反应2～3h，最后添加环氧活性稀释剂调节粘度，制得聚氨酯改性的水性环氧树脂。所述的环氧树脂水泥基浆料本公司已同日申请了发明专利。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明背网胶固化剂以水为分散介质、安全环保无毒，不污染生活环境、不危害人体健康，很大程度上解决了传统背网胶的环保问题。
(2)本发明合成的背网胶固化剂具备较长的柔性脂肪链，且分子链上反应活性点较为分散，适用期有延长，反应活性适中，初始固化速度较快，还具有改善柔韧性的效果，应用于石材背网时解决了现有背网胶脆性大、易开裂以及适用期偏短的问题。
(3)本发明背网胶固化剂分子链中接枝了反应性硅烷偶联剂的结构，该结构水解后形成的硅羟基还可以与环氧树脂及基材表面上的羟基发生深度交联，增强了有机树脂、无机填料、玻璃纤维网以及石材之间的相互结合作用，对背网胶的柔韧性和憎水性有明显的改善，可大幅度提高石材背网层的粘结强度和防水抗渗等性能。
(4)本发明背网胶固化剂的改性方法中通过聚醚醇二缩水甘油醚的扩链加成，接枝的亲水性聚醚结构可以提升固化剂分子链的表面活性，改善对水泥的亲和力，与环氧树脂水泥基浆料配制成的背网胶相容性更好，还可用于湿贴石材的背网增强，背网层无需铲除，铺贴效率更高。
(5)本发明背网胶的适用期、初始固化速度(初始固化时间)、拉伸粘结原强度、浸水粘结强度、抗渗压强、横向形变(柔韧性)、吸水率(憎水性)等性能指标均高于现有背网胶，并且在拉伸粘结原强度、抗渗压强、横向形变(柔韧性)等性能指标上优势更为突出，大幅度提升了石材背网层的柔韧性、粘结强度及防水抗渗等性能，整体而言综合性能提升效果显著。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
水性环氧背网胶固化剂，它由如下原料及重量份制备而成：长链柔性脂肪胺70～95份、聚醚醇二缩水甘油醚53～68份、液态环氧树脂33～52份、单缩水甘油醚46～62.5份、端环氧硅烷偶联剂12～25份、去离子水39～98份。
所述长链柔性脂肪胺选自N,N-二(3-氨丙基)乙基乙胺(优选索尔维HD N4)和N-(6-氨基己基)-1,6-己二胺(优选上海隆发化工有限公司BHMT)。
所述聚醚醇二缩水甘油醚选自聚乙二醇二缩水甘油醚(优选安徽新远科技股份有限公司XY215)和聚丙二醇二缩水甘油醚(优选安徽新远科技股份有限公司XY207)。
所述液态环氧树脂选自双酚A型(优选E-51、E-44型)和双酚F型(优选F-51、F-44型)液态环氧树脂。
所述单缩水甘油醚选自丁基缩水甘油醚(BGE)和苯基缩水甘油醚(PGE)。
所述端环氧硅烷偶联剂选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(优选杭州杰西卡化工有限公司KH-560)和3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷(优选杭州杰西卡化工有限公司KH-78)。
所述水性环氧背网胶固化剂的固含量在75wt％～85wt％之间、胺值在172～380mgKOH/g之间、活泼氢当量在138～352g/eq之间。
制备所述水性环氧背网胶固化剂的方法，包括以下步骤，各步骤中制备原料按上述重量份数计：
步骤一：扩链，将聚醚醇二缩水甘油醚和液态环氧树脂混合均匀后滴加至长链柔性脂肪胺单体中，滴加时间2～3h，反应温度控制在60～65℃，滴加完毕后升温至70～75℃、保温反应1～2h，制得长链柔性脂肪胺与聚醚醇二缩水甘油醚及液态环氧树脂的复合扩链物；
步骤二：封端，向上述扩链物中滴加单缩水甘油醚和端环氧硅烷偶联剂的预混物，对扩链物的伯胺进行复合封端，滴加时间2～3h，反应温度控制在60～65℃，滴加完毕后升温至70～75℃、保温反应1～2h，制得水可分散型柔性多胺-环氧复合的有机硅改性产物；
步骤三：分散，向上述改性产物中加入去离子水，并以1000～1200r/min的转速分散30～45min，最后降温至45～50℃过滤出料，制得高固含量的水性环氧背网胶固化剂。
背网胶，它由所述水性环氧背网胶固化剂和环氧树脂水泥基浆料(优选专利《水性环氧树脂水泥基浆料及其制备方法》的实施例10)按其活泼氢当量与环氧当量之比配制而成，所述环氧树脂水泥基浆料的环氧当量在340～520g/eq之间。水性环氧背网胶固化剂活泼氢当量在138～352g/eq之间。
所述的环氧树脂水泥基浆料由如下原料及重量份制备而成：水性环氧树脂50～60份、石英砂15～25份、水泥15～25份、消泡剂0.01～0.1份、分散剂0.5～2份、减水剂0.02～0.05份、缓凝剂0.02～0.05份、抗水剂3～5份；
所述水性环氧树脂由如下原料及重量份合成：单甲基聚醚醇40～75份、二异氰酸酯单体16.82～22.22份、液态环氧树脂260～400份、有机锡催化剂0.5～1.0份、环氧活性稀释剂30～50份；
所述水性环氧树脂的合成方法包括以下步骤：
步骤一：二异氰酸酯的一端封闭，将单甲基聚醚醇经高温105～115℃、负压0.05～0.10MPa条件下脱水2h，加入二异氰酸酯单体，再滴加单甲基聚醚醇，时间控制在1～2h，温度控制在60～65℃，然后升温至70～75℃反应2～3h，制得一端封闭的单甲基聚醚醇-二异氰酸酯预聚体；
步骤二：环氧树脂的接枝改性，将上述预聚体滴加到过量的液态环氧树脂中进行接枝改性，时间控制在1～2h，温度控制在60～65℃，再加入有机锡催化剂进一步催化反应1h，然后升温至70～75℃反应2～3h，最后添加环氧活性稀释剂调节粘度，制得聚氨酯改性的水性环氧树脂。所述的环氧树脂水泥基浆料本公司已同日申请了专利。
由本发明背网胶具有的适用期、初始固化速度(初始固化时间)、拉伸粘结原强度、浸水粘结强度、抗渗压强、横向形变(柔韧性)、吸水率(憎水性)等性能指标均高于现有背网胶，并且在拉伸粘结原强度、抗渗压强、横向形变(柔韧性)等性能指标上优势更为突出，大幅度提升了石材背网层的柔韧性、粘结强度及防水抗渗等性能，整体而言综合性能提升效果显著。
实施例1
水性环氧背网胶固化剂的制备原料及用量如下表：
表1实施例1中水性环氧背网胶固化剂的制备原料及用量
制备方法如下：
步骤一：扩链，将聚醚醇二缩水甘油醚和液态环氧树脂混合均匀后滴加至长链柔性脂肪胺单体中，滴加时间2～3h，反应温度控制在60～65℃，滴加完毕后升温至70～75℃、保温反应1～2h，即制得长链柔性脂肪胺与聚醚醇二缩水甘油醚及液态环氧树脂的复合扩链物；
步骤二：封端，向上述扩链物中滴加单缩水甘油醚和端环氧硅烷偶联剂的预混物，对扩链物的伯胺进行复合封端，滴加时间2～3h，反应温度控制在60～65℃，滴加完毕后升温至70～75℃、保温反应1～2h，即制得水可分散型柔性多胺-环氧复合的有机硅改性产物；
步骤三：分散，向上述改性产物中加入去离子水，并以1000～1200r/min的转速分散30～45min，最后降温至45～50℃过滤出料，制得高固含量的水性环氧背网胶固化剂。
最终制备的水性环氧背网胶固化剂的固含量为85wt％、胺值为380mgKOH/g、活泼氢当量为138g/eq。
由本实施例制备的水性环氧背网胶固化剂和环氧树脂水泥基浆料(环氧当量约400g/eq)按其活泼氢当量与环氧当量之比(即138∶400≈0.35∶1)配制成背网胶。
实施例2
水性环氧背网胶固化剂的制备原料及用量如下表：
表2实施例2中水性环氧背网胶固化剂的制备原料及用量
制备方法同实施例1；最终制备的水性环氧背网胶固化剂的固含量为75wt％、胺值为172mgKOH/g、活泼氢当量为352g/eq。
由本实施例制备的水性环氧背网胶固化剂和环氧树脂水泥基浆料(环氧当量约400g/eq)按其活泼氢当量与环氧当量之比(即352∶400＝0.88∶1)配制成背网胶。
实施例3
水性环氧背网胶固化剂的制备原料及用量如下表：
表3实施例3中水性环氧背网胶固化剂的制备原料及用量
| 原料名称 | 牌号 | 用量/g |
| 长链柔性脂肪胺 | HD N4+BHMT | 35+47 |
| 聚醚醇二缩水甘油醚 | XY215+XY207 | 29+31 |
| 液态环氧树脂 | E-51 | 39 |
| 单缩水甘油醚 | BGE | 51 |
| 端环氧硅烷偶联剂 | KH-560+KH-78 | 9.5+7.5 |
| 去离子水 | — | 62 |
制备方法同实施例1；最终制备的水性环氧背网胶固化剂的固含量为80wt％、胺值为263mgKOH/g、活泼氢当量为210g/eq。
由本实施例制备的水性环氧背网胶固化剂和环氧树脂水泥基浆料(环氧当量约400g/eq)按其活泼氢当量与环氧当量之比(即210∶400≈0.53∶1)配制成背网胶。
实施例4
水性环氧背网胶固化剂的制备原料及用量如下表：
表4实施例4中水性环氧背网胶固化剂的制备原料及用量
制备方法同实施例1；最终制备的水性环氧背网胶固化剂的固含量为84wt％、胺值为311mgKOH/g、活泼氢当量为178g/eq。
由本实施例制备的水性环氧背网胶固化剂和环氧树脂水泥基浆料(环氧当量约400g/eq)按其活泼氢当量与环氧当量之比(即178∶400≈0.45∶1)配制成背网胶。
实施例5
水性环氧背网胶固化剂的制备原料及用量如下表：
表5实施例5中水性环氧背网胶固化剂的制备原料及用量
| 原料名称 | 牌号 | 用量/g |
| 长链柔性脂肪胺 | BHMT | 95 |
| 聚醚醇二缩水甘油醚 | XY215+XY207 | 10.7+55 |
| 液态环氧树脂 | E-44+F-44 | 13+38 |
| 单缩水甘油醚 | PGE | 61 |
| 端环氧硅烷偶联剂 | KH-78 | 22 |
| 去离子水 | — | 93 |
制备方法同实施例1；最终制备的水性环氧背网胶固化剂的固含量为76wt％、胺值为191mgKOH/g、活泼氢当量为291g/eq。
由本实施例制备的水性环氧背网胶固化剂和环氧树脂水泥基浆料(环氧当量约400g/eq)按其活泼氢当量与环氧当量之比(即291∶400≈0.73∶1)配制成背网胶。
实施例6
水性环氧背网胶固化剂的制备原料及用量如下表：
表6实施例6中水性环氧背网胶固化剂的制备原料及用量
| 原料名称 | 牌号 | 用量/g |
| 长链柔性脂肪胺 | HD N4+BHMT | 37+43 |
| 聚醚醇二缩水甘油醚 | XY207 | 65 |
| 液态环氧树脂 | E-51+F-51 | 18.5+18 |
| 单缩水甘油醚 | BGE+PGE | 25+29 |
| 端环氧硅烷偶联剂 | KH-560 | 16.5 |
| 去离子水 | — | 71 |
制备方法同实施例1；最终制备的水性环氧背网胶固化剂的固含量为78wt％、胺值为251mgKOH/g、活泼氢当量为222g/eq。
由本实施例制备的水性环氧背网胶固化剂和环氧树脂水泥基浆料(环氧当量约400g/eq)按其活泼氢当量与环氧当量之比(即222∶400≈0.56∶1)配制成背网胶。
实施例7
水性环氧背网胶固化剂的制备原料及用量如下表：
表7实施例7中水性环氧背网胶固化剂的制备原料及用量
| 原料名称 | 牌号 | 用量/g |
| 长链柔性脂肪胺 | BHMT | 93 |
| 聚醚醇二缩水甘油醚 | XY215 | 56 |
| 液态环氧树脂 | E-51+F-44 | 20+23.5 |
| 单缩水甘油醚 | BGE | 52 |
| 端环氧硅烷偶联剂 | KH-560+KH-78 | 7.1+7.5 |
| 去离子水 | — | 57 |
制备方法同实施例1；最终制备的水性环氧背网胶固化剂的固含量为82wt％、胺值为229mgKOH/g、活泼氢当量为238g/eq。
由本实施例制备的水性环氧背网胶固化剂和环氧树脂水泥基浆料(环氧当量约400g/eq)按其活泼氢当量与环氧当量之比(即238∶400≈0.60∶1)配制成背网胶。
实施例8
水性环氧背网胶固化剂的制备原料及用量如下表：
表8实施例8中水性环氧背网胶固化剂的制备原料及用量
| 原料名称 | 牌号 | 用量/g |
| 长链柔性脂肪胺 | HD N4 | 73 |
| 聚醚醇二缩水甘油醚 | XY215+XY207 | 29+31 |
| 液态环氧树脂 | E-44+F-51 | 21.5+18 |
| 单缩水甘油醚 | BGE+PGE | 26+28.5 |
| 端环氧硅烷偶联剂 | KH-560+KH-78 | 9.5+10 |
| 去离子水 | — | 62 |
制备方法同实施例1；最终制备的水性环氧背网胶固化剂的固含量为80wt％、胺值为305mgKOH/g、活泼氢当量为183g/eq。
由本实施例制备的水性环氧背网胶固化剂和环氧树脂水泥基浆料(环氧当量约400g/eq)按其活泼氢当量与环氧当量之比(即183∶400≈0.46∶1)配制成背网胶。
对照例1
将实施例8中水性环氧背网胶固化剂的制备原料(见表8)：长链柔性脂肪胺(HDN4)等摩尔量替换为三乙烯四胺(TETA)，其余的原料及用量和制备方法与实施例8保持相同；制备的水性环氧固化剂的活泼氢当量约174g/eq。
由本对照例制备的水性环氧固化剂和环氧树脂水泥基浆料(环氧当量约400g/eq)按其活泼氢当量与环氧当量之比(即174∶400≈0.44∶1)配制成背网胶。
对照例2
将实施例8中水性环氧背网胶固化剂的制备原料(见表8)：长链柔性脂肪胺(HDN4)等摩尔量替换为聚醚胺(D230)，其余的原料及用量和制备方法与实施例8保持相同；制备的水性环氧固化剂的活泼氢当量约400g/eq。
由本对照例制备的水性环氧固化剂和环氧树脂水泥基浆料(环氧当量约400g/eq)按其活泼氢当量与环氧当量之比(即400∶400＝1∶1)配制成背网胶。
对照例3
将实施例8中水性环氧背网胶固化剂的制备原料(见表8)：长链柔性脂肪胺(HDN4)按其摩尔量的一半替换为三乙烯四胺(TETA)、另一半替换为聚醚胺(D230)，其余的原料及用量和制备方法与实施例8保持相同；制备的水性环氧固化剂的活泼氢当量约250g/eq。
由本对照例制备的水性环氧固化剂和环氧树脂水泥基浆料(环氧当量约400g/eq)按其活泼氢当量与环氧当量之比(即250∶400≈0.63∶1)配制成背网胶。
对照例4
将实施例8中水性环氧背网胶固化剂的制备原料(见表8)：端环氧硅烷偶联剂去掉，其余的原料及用量和制备方法与实施例8保持相同；制备的水性环氧固化剂的活泼氢当量约160g/eq。
由本对照例制备的水性环氧固化剂和环氧树脂水泥基浆料(环氧当量约400g/eq)按其活泼氢当量与环氧当量之比(即160∶400＝0.40∶1)配制成背网胶。
将实施例1～8和对照例1～4配制的背网胶，按照《JC/T 984-2011聚合物水泥防水砂浆》和《JC/T547-2005陶瓷墙地砖胶粘剂》等标准选择性能测试项目并制备测试试样，完全固化后性能测试结果如下：
表9实施例1～8和对照例1～4配制的背网胶性能测试结果
表9实施例8分别与对照例1～4配制的背网胶性能提升百分比
由表8可知，由本发明(实施例1～8)水性环氧背网胶固化剂配制的背网胶的适用期、初始固化速度(初始固化时间)、拉伸粘结原强度、浸水粘结强度、抗渗压强、横向形变(柔韧性)、吸水率(憎水性)等性能指标均高于现有技术(对照例1～4)水性环氧固化剂配制的背网胶，并且在拉伸粘结原强度、抗渗压强、横向形变(柔韧性)等性能指标上优势更为突出，可大幅度提升石材背网层的柔韧性、粘结强度及防水抗渗等性能，整体而言综合性能提升效果显著。
综合来看，本发明的实施例6、7、8为优选方案，其中实施例8为最佳方案，与对照例1、2相比，本发明最佳方案提供的背网胶性能提升如下：适用期延长133.3％、缩短22.2％，初始固化时间缩短20％、83.3％，拉伸粘结原强度增加36.4％、130.8％，浸水粘结强度增加40％、180％，抗渗压强增加38.1％、141.7％，横向形变(柔韧性)增加150％、25％，吸水率减少(憎水性增加)66.7％、75％。充分说明本发明提供的水性环氧背网胶固化剂，与TETA胺单体合成的固化剂相比，具备更长的柔性脂肪链，且分子链上反应活性点较为分散，可以延长背网胶的适用期、改善背网胶的柔韧性；同时与D230胺单体合成的固化剂相比，本发明固化剂的反应活性更高，更能保持背网胶较快的初始固化速度和较高的粘结强度。
本发明最佳方案实施例8与对照例3相比，性能提升如下：适用期延长27.3％，初始固化时间缩短42.9％，拉伸粘结原强度增加66.7％，浸水粘结强度增加86.7％，抗渗压强增加81.3％，横向形变(柔韧性)增加66.7％，吸水率减少(憎水性增加)71.4％。充分说明本发明提供的水性环氧背网胶固化剂与TETA、D230复合胺单体合成的固化剂相比，虽然在适用期和初始固化速度性能上提升较小，但是在粘结强度、防水抗渗、柔韧性等性能上仍然有较大的提升。
本发明最佳方案实施例8与对照例4相比，性能提升如下：适用期延长16.7％，初始固化时间缩短33.3％，拉伸粘结原强度增加87.5％，浸水粘结强度增加133.3％，抗渗压强增加123.1％，横向形变(柔韧性)增加108.3％，吸水率减少(憎水性增加)80％。充分说明本发明提供的水性环氧背网胶固化剂分子链中因接枝了反应性硅烷偶联剂的结构，对改善背网胶的柔韧性和憎水性有明显的效果，同时对石材背网层的粘结强度和防水抗渗等性能也有较大提升。
其它未详细说明的部分均为现有技术。以上对本发明提供的水性环氧背网胶固化剂及制备方法和背网胶进行了详细说明并引证了实施例，但对于本技术领域的研究人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰都应包括在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.背网胶，其特征在于：它由水性环氧背网胶固化剂，和环氧树脂水泥基浆料组成；所述水性环氧背网胶固化剂活泼氢当量在138～352g/eq之间；所述环氧树脂水泥基浆料的环氧当量在340～520g/eq之间；
所述的环氧树脂水泥基浆料由如下原料及重量份制备而成：水性环氧树脂50～60份、石英砂15～25份、水泥15～25份、消泡剂0.01～0.1份、分散剂0.5～2份、减水剂0.02～0.05份、缓凝剂0.02～0.05份、抗水剂3～5份；
所述水性环氧树脂由如下原料及重量份合成：单甲基聚醚醇40～75份、二异氰酸酯单体16.82～22.22份、液态环氧树脂260～400份、有机锡催化剂0.5～1.0份、环氧活性稀释剂30～50份；
所述水性环氧背网胶固化剂，由如下原料及重量份制备而成：长链柔性脂肪胺70～95份、聚醚醇二缩水甘油醚53～68份、液态环氧树脂33～52份、单缩水甘油醚46～62.5份、端环氧硅烷偶联剂12～25份、去离子水39～98份；
所述水性环氧树脂的合成方法包括以下步骤：
步骤一：二异氰酸酯的一端封闭，将单甲基聚醚醇经高温105～115℃、负压0.05～0.10MPa条件下脱水2h，加入二异氰酸酯单体，再滴加单甲基聚醚醇，时间控制在1～2h，温度控制在60～65℃，然后升温至70～75℃反应2～3h，制得一端封闭的单甲基聚醚醇-二异氰酸酯预聚体；
步骤二：环氧树脂的接枝改性，将上述预聚体滴加到过量的液态环氧树脂中进行接枝改性，时间控制在1～2h，温度控制在60～65℃，再加入有机锡催化剂进一步催化反应1h，然后升温至70～75℃反应2～3h，最后添加环氧活性稀释剂调节粘度，制得聚氨酯改性的水性环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的背网胶，其特征在于：所述长链柔性脂肪胺选自N,N-二(3-氨丙基)乙基乙胺和N-(6-氨基己基)-1,6-己二胺。
3.根据权利要求1所述的背网胶，其特征在于：所述聚醚醇二缩水甘油醚选自聚乙二醇二缩水甘油醚和聚丙二醇二缩水甘油醚。
4.根据权利要求1所述的背网胶，其特征在于：所述液态环氧树脂选自双酚A型和双酚F型液态环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的背网胶，其特征在于：所述单缩水甘油醚选自丁基缩水甘油醚和苯基缩水甘油醚。
6.根据权利要求1所述的背网胶，其特征在于：所述端环氧硅烷偶联剂选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷。
7.根据权利要求1所述的背网胶，其特征在于：所述水性环氧背网胶固化剂的固含量在75wt％～85wt％之间、胺值在172～380mgKOH/g之间。
8.根据权利要求1所述的背网胶，其特征在于：制备所述水性环氧背网胶固化剂的方法，包括以下步骤，各步骤中制备原料按上述重量份数计：
步骤一：扩链，将聚醚醇二缩水甘油醚和液态环氧树脂混合均匀后滴加至长链柔性脂肪胺单体中，滴加时间2～3h，反应温度控制在60～65℃，滴加完毕后升温至70～75℃、保温反应1～2h，制得长链柔性脂肪胺与聚醚醇二缩水甘油醚及液态环氧树脂的复合扩链物；
步骤二：封端，向上述扩链物中滴加单缩水甘油醚和端环氧硅烷偶联剂的预混物，对扩链物的伯胺进行复合封端，滴加时间2～3h，反应温度控制在60～65℃，滴加完毕后升温至70～75℃、保温反应1～2h，制得水可分散型柔性多胺-环氧复合的有机硅改性产物；
步骤三：分散，向上述改性产物中加入去离子水，并以1000～1200r/min的转速分散30～45min，最后降温至45～50℃过滤出料，制得高固含量的水性环氧背网胶固化剂。
Priority Applications (1)
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