CN112760072A

CN112760072A - 一种单组分环氧树脂嵌缝材料

Info

Publication number: CN112760072A
Application number: CN202110096601.7A
Authority: CN
Inventors: 王学伟
Original assignee: Henan Xin Lu Hang Traffic Technology Co ltd
Current assignee: Henan Xin Lu Hang Traffic Technology Co ltd
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2021-05-07

Abstract

本发明公开了一种单组分环氧树脂嵌缝材料，其质量份组成为：柔韧性环氧树脂100份、固化剂20～25份、磁性离子液体5～10份、无机填料50～80份、偶联剂2～5份、防老剂1～3份、稀释剂5～10份、扩链剂5～8份、流平剂1～3份；其中柔韧性环氧树脂为聚氨酯改性环氧树脂、二聚酸改性环氧树脂、丁腈橡胶改性环氧树脂或腰果酚改性改性环氧树脂，扩链剂为1,4‑丁二醇、1,6‑己二醇、三乙醇胺或二乙胺基乙醇。本发明采用柔韧性环氧树脂大幅降低环氧树脂的拉伸强度，提升断裂伸长率，增加弹性性能；同时添加扩链剂进一步增加聚合物链长，增大其柔韧性；添加偶联剂使基材与环氧树脂之间形成传递应力的界面层，增强环氧树脂与混凝土或沥青基材之间的粘合力和相容性。

Description

一种单组分环氧树脂嵌缝材料

技术领域

本发明属于胶黏剂技术领域，具体涉及一种单组分环氧树脂嵌缝材料。

背景技术

环氧树脂作为一种高性能树脂，具有优异的粘结性能、力学性能、电绝缘性能，化学稳定性等优点，因此被广泛应用于胶黏剂、涂料、功能材料等行业。室温固化的环氧胶粘剂作为环氧胶的一种，它具有省时、省工、节省能源、使用方便等一系列优点，已经成为胶粘剂领域中应用面广且量大的重要品种之一，但在“室温硫化高温使用”固化剂方面，国内外均未取得明显的突破，这表现在室温硫化体系主要是以脂肪族胺类为主，环氧固化物的使用温度(以玻璃化转变温度为准)在120℃附近，固化温度最低的高温固化剂是咪唑类固化体系，其固化温度一般为80～110℃，用于低于50℃固化且高温使用性能较好环氧树脂体系的固化剂还很少见。

CN104212394A公开了一种室温固化环氧树脂胶黏剂及其制备方法，解决现有的环氧树脂胶黏剂固化温度较高的问题。该胶黏剂按照重量份数计，包括：环氧树脂100份，芳香胺环氧固化剂20份，磁性离子液体2～10份，稀释剂5份，填充剂5份。其中环氧树脂为双酚A类环氧树脂，芳香胺环氧固化剂为间苯二胺和二氨基二苯基甲烷的混合物。该胶黏剂是将磁性离子液体与芳香胺环氧固化剂混合制成复合固化剂，固化环氧树脂，制备室温固化高温力学性能优异的环氧树脂胶黏剂。所述的磁性离子液体是一类具有磁性特性的功能化离子液体，在室温或室温附近温度下呈液态状态的盐类，具有液程宽、蒸汽压低、溶解能力强、电化学稳定性高等优点，结构中包含叔胺、季铵盐结构，可以固化、催化环氧基团，它在与芳香胺环氧固化剂配合固化环氧树脂时，使其可以在室温快速固化，并能使固化物显示出优良的力学性能及热性能。但该胶黏剂拉伸强度高、断裂伸长率低、与混凝土或沥青基材相容性差、自身内聚力过大造成低温脆性大且无弹性可言等缺点，仅适用于强度要求较高的领域。

发明内容

本发明的目的是克服环氧树脂强度大、延伸性差的缺点，提供一种具备较低强度、较好延伸性、与混凝土或沥青基材粘结性好的单组分环氧树脂嵌缝材料。

针对上述目的，本发明采用的单组分环氧树脂嵌缝材料由下述重量份配比的原料制成：

柔韧性环氧树脂100份、固化剂20～25份、磁性离子液体5～10份、无机填料50～80份、偶联剂2～5份、防老剂1～3份、稀释剂5～10份、扩链剂5～8份、流平剂1～3份。

上述的柔韧性环氧树脂为聚氨酯改性环氧树脂、二聚酸改性环氧树脂、丁腈橡胶改性环氧树脂、腰果酚改性改性环氧树脂中至少一种。

上述的固化剂为间苯二胺和二氨基二苯基甲烷的混合物。

上述的磁性离子液体的结构式为

式中，n＝1～15整数，X为Cl或Br；优选n＝1或4，具体优选：1-己基-3-甲基咪唑四溴化铁盐、1-己基-3-甲基咪唑四氯化铁盐、1,3-二甲基咪唑四氯化铁盐、1,3-二甲基咪唑四溴化铁盐中任意一种。

上述的无机填料为高岭土、硅微粉、滑石粉中至少一种。

上述的偶联剂为3-缩水甘油基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙烷)丙基三甲氧基硅烷、3-(2，3-环氧丙基)丙基三乙氧基硅烷、三乙氧基[2-(7-氮杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷、苯基三甲氧基硅烷中至少一种。

上述的防老剂为N-异丙基-N-苯基-对苯二胺、4,4’-二辛基二苯胺中任意一种。

上述的稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、邻甲苯基缩水甘油醚、对叔丁基苯基缩水甘油醚中至少一种。

上述的扩链剂为1,4-丁二醇、1,6-己二醇、三乙醇胺、二乙胺基乙醇中至少一种。

上述的流平剂为BNK-LK600流平剂(深圳市长辉新材料科技有限公司)、BYK-346流平剂(德国毕克)中任意一种。

本发明单组分环氧树脂嵌缝材料的制备方法为：将柔韧性环氧树脂、固化剂、无机填料、扩链剂和稀释剂在高速剪切机搅拌下剪切均匀，然后加入磁性离子液体、偶联剂、防老剂、流平剂，搅拌均匀，反应1小时，得到单组分环氧树脂嵌缝材料。

本发明的有益效果如下：

1、本发明在环氧树脂刚性结构中引入柔性基团，增加聚合物中柔性链的长度，从而大幅降低环氧树脂的拉伸强度，提升断裂伸长率，增加弹性性能。同时添加扩链剂进一步增加聚合物链长，增大其柔韧性。柔韧性环氧树脂和扩链剂联用，大大降低环氧树脂固化后胶料的模量，从而提高嵌缝材料对缝壁的跟随性。

2、本发明添加偶联剂，使基材与环氧树脂之间形成传递应力的界面层，增强环氧树脂与混凝土或沥青基材之间的粘合力和相容性；加入流平剂可以明显降低体系的表面张力，减少施工过程中鼓泡的产生，大大提高胶液表面的光滑性和实用性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。

实施例1

按照表1中的原料的重量份配比，将环氧树脂、固化剂、无机填料、扩链剂和稀释剂在高速剪切机搅拌下剪切均匀，然后加入磁性离子液体、偶联剂、防老剂、流平剂，搅拌均匀，反应1小时，得到4种不同组成的环氧树脂嵌缝材料。然后按照GB/T 13477-2002对对比例1～3及实施例1的环氧树脂嵌缝材料进行性能测试，结果见表2。

表1配方组成

表2测试结果

测试项目	对比例1	对比例2	对比例3	实施例1
					流平性	表面大量孔洞	表面光滑平整	表面光滑平整	表面光滑平整
表干时间/min	25	28	53	65
					邵氏硬度/HD	56	63	45	31
粘结强度/MPa	3.5	4.2	5.3	6.4
					拉伸强度/MPa	38	40	23	16
断裂伸长率/％	28	45	120	220

对比表2中实施例1与对比例1的环氧树脂嵌缝材料的性能可见：使用普通双酚A型环氧树脂，且体系中未加扩链剂和流平剂时，相同工艺流程制备的材料存在表面不平整、表干时间短、粘结强度远低于拉伸强度、断裂伸长率低、硬度大脆性大等缺点；在常规体系即对比例1中加入流平剂后，如对比例2所示，孔洞消失、表面恢复平整，孔洞消失使体系内部分子反应更加均匀，粘结强度、拉伸强度及断裂伸长率都有少量升高；向对比例2中添加扩链剂后，如对比例3所示，环氧树脂刚性基团链中可反应官能团增多，使得表干时间延长、粘结强度增加、硬度减小，拉伸强度大幅度降低，断裂伸长率大幅提升。进一步地，将对比例3中的普通E51双酚A型环氧树脂换成丁腈橡胶改性环氧树脂这一柔性环氧树脂，制备出实施例1所示的嵌缝材料，变刚性基团为柔性基团，柔性环氧树脂与扩链剂配合使用，使得柔性分子链得以延长，断裂伸长率大大增加，拉伸强度与粘结强度差距进一步降低，跟随性得到优化，硬度进一步减小，具有了不错的弹性形变。

实施例2

按照表3中的原料的重量份配比，将环氧树脂、固化剂、无机填料、扩链剂和稀释剂在高速剪切机搅拌下剪切均匀，然后加入磁性离子液体、偶联剂、防老剂、流平剂，搅拌均匀，反应1小时，得到实施例2～7的单组分环氧树脂嵌缝材料。然后按照GB/T 13477-2002对实施例2～7的环氧树脂嵌缝材料进行性能测试，结果见表4。

表3配方组成

表4测试结果

由表4可见，本发明单组分环氧树脂嵌缝材料均具备较低强度、较好延伸性、与混凝土或沥青基材粘结性好。