CN112877016A - 一种柔性环氧树脂胶粘剂及其应用 - Google Patents

一种柔性环氧树脂胶粘剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种柔性环氧树脂胶粘剂及其应用，属于高分子材料技术领域。一种柔性环氧树脂胶粘剂，包括质量比为2：0.8‑1.2的A组分和B组分；所述A组分包括如下质量份的组分：90‑100份双酚A型环氧树脂，30‑40份聚氨酯，40‑55份乙烯基酯树脂，10‑20份不饱和环氧化合物，15‑25份稀释溶剂，1‑3份硅烷偶联剂，0.2‑0.4份阻聚剂，1‑4份促进剂，0.2‑0.4消泡剂；所述B组分包括如下质量份的组分：85‑100份改性固化剂，5‑10份引发剂，0.1‑0.5份润湿剂，0.1‑0.4份流平剂，0.1‑0.4份防霉剂。该胶粘剂化学性能稳定，无毒无害，属于绿色环保材料，在应用于桥梁和路面时可以防止对周边环境的破坏。

Description

一种柔性环氧树脂胶粘剂及其应用
技术领域
本发明涉及一种柔性环氧树脂胶粘剂及其应用，属于高分子材料技术领域。
背景技术
我国交通领域近些年得到了长足的发展和进步，道路和桥梁建设的数量和质量都得以显著的提升，其使用寿命也大幅延长，但使用过程中受车辆等荷载和自然环境的影响下，道路和桥梁均会出现不同程度的损害和老化，因此需要提前预防和后期维修。桥梁在使用过程中暴露在光氧、自然风和雨水等自然条件下，铰缝会进入大量的尘土、碎石和雨人，长此以往，梁板铰缝混凝土容易松动和脱落，铰缝对应的桥面铺装随之出现纵向裂缝，而空心板板缝间长期积水也会进一步损害桥梁的耐久性；道路主要包括水泥混凝土路面和沥青路面，水泥路面具有较高的承载力，但更容易开裂；而沥青路面具有相对均衡的性能，但在使用过程中依然要面对高温车辙和低温开裂的问题，自然条件下随着沥青的老化，沥青路面的性能也在不断的衰减，尤其是抗裂性能，表现为路面常见的横向和纵向裂缝，对道路路用性能、耐久性和美观性都产生了严重的影响。
采用胶粘剂可以对桥梁铰缝和沥青路面裂缝进行填补或修补，从而保证结构的整体性和美观性，提高耐久性。环氧树脂是一种热塑性的树脂，同时具有较高的粘结强度，固化可在常温条件下进行，固化产物具有较低的收缩率和较高的耐腐蚀性，机械性能也十分优良，适用于道路和桥梁的缝隙的填补和修复需求。环氧树脂使用方法简单，直接注入而不需要过多施工作业，所以具有良好的适用性和应用前景，如桥梁板板底灌注压浆技术的应用。然而，未经改良的环氧树脂胶粘剂在固化后质地较脆，刚度较大，柔韧性也较差，由于固化较快粘度又大，渗透性明显不足，会出现无法完全填缝的结果，从而降低加固修复的效果，因此还需要进一步的改良。
发明内容
本发明针对目前普通固化环氧树脂胶粘剂综合性能的不足以完全满足道路桥梁的加固修复所表现出的缺陷，目的在于提供一种粘结强度稍低、渗透性高、触变性能良好，柔韧性强且质地柔软，同时具有的较好的抗冲击、抗疲劳性能和抗老化性能的柔性环氧胶粘剂。
本发明的第二个目的在于提供上述胶粘剂的应用，包括桥梁板铰缝的加固修复和沥青路面裂缝的修复两方面，完全满足俩者的要求。
一种柔性环氧树脂胶粘剂，包括质量比为2：0.8-1.2的A组分和B组分；
所述A组分包括如下质量份的组分：90-100份双酚A型环氧树脂，30-40份聚氨酯，40-55份乙烯基酯树脂，10-20份不饱和环氧化合物，15-25份稀释溶剂，1-3份硅烷偶联剂，0.2-0.4份阻聚剂，1-4份促进剂，0.2-0.4份消泡剂；
所述B组分包括如下质量份的组分：85-100份改性固化剂，5-10份引发剂，0.1-0.5份润湿剂，0.1-0.4份流平剂，0.1-0.4份防霉剂。
进一步地，上述技术方案中，所述聚氨酯包括聚酯型聚氨酯或聚醚型聚氨酯，是由端异氰酸酯基预聚体和1，4丁二醇(BDO)反应获得，所用成膜剂由苯酚、壬基酚和甲醛与聚醚多元胺固化剂经曼尼希反应获得。
所述端异氰酸酯基预聚体由多异氰酸酯和聚醚多元醇反应获得。
所述多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)的一种或二种混合物。
所述聚醚多元醇为聚乙二醇和聚四氢呋喃的一种或二种混合物。
进一步地，上述技术方案中，所述双酚A型环氧树脂为E51双酚A型环氧树脂、E44双酚A型环氧树脂中的一种或二种混合物。
进一步地，上述技术方案中，所述稀释溶剂包括丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苯乙烯、二丁酯中的一种、两种或两种以上的混合物。
进一步地，上述技术方案中，所述不饱和环氧化合物包括甲基丙烯酸水甘油酯。
进一步地，上述技术方案中，乙烯基酯树脂包括陶氏化学411树脂、EPON 8111树脂或亚什兰化学Hetron 922树脂。
进一步地，上述技术方案中，所述硅烷偶联剂包括HK560。
进一步地，上述技术方案中，所述改性固化剂包括聚醚胺D230和聚醚胺D400的混合物。
进一步地，上述技术方案中，阻聚剂包括对苯二酚或2，6二叔丁基对甲苯酚。
进一步地，上述技术方案中，所述促进剂包括环烷酸钴或辛酸钴。
进一步地，上述技术方案中，引发剂包括过氧化钾乙酮或过氧化环已酮。
进一步地，上述技术方案中，所述润湿剂包括十二烷基硫酸钠K14。
进一步地，上述技术方案中，所述流平剂包括丙烯酸酯共聚物。
进一步地，上述技术方案中，所述防霉剂包括脱氢乙酸。
进一步地，上述技术方案中，消泡剂包括有机硅消泡剂，所述有机硅消泡剂包括BYK-A-530。
一种柔性环氧树脂胶粘剂的应用，所述柔性环氧树脂胶粘剂在桥梁铰缝、路面拼缝或路面裂缝的加固修复中的应用。
进一步地，上述技术方案中，向桥梁空心板间灌注柔性环氧树脂胶粘剂，以加固空心板桥梁铰缝；或对清理后的路面拼缝或裂缝直接灌注，以修复路面裂缝。
本发明柔性环氧树脂胶粘剂可应用于桥梁铰缝和沥青路面裂缝的加固修复工作上。具体是指，桥梁通过在空心板间灌注环氧树脂加固空心板桥梁铰缝的技术加以实现，而道路方面可以对清理后的路面裂缝直接灌注，使用简单，容易操作。
本发明具有以下优点：
1、胶粘剂的聚氨酯链段通过末端基团和成膜剂的迈克尔加成反应完成，没有多余的活性基团，在体系中减少了发生其他化学反应的可能性，在高温环境中的耐久性得以提升，能保持稳定的柔韧性并具有良好的抗老化性能。因此，长期工作后该环氧树脂胶粘剂仍能兼具聚氨酯的柔韧性和环氧树脂的力学性能，同时具有良好的低温伉抗裂性能和抗老化性能。
2、该环氧树脂胶粘剂属于柔性胶粘剂，具有良好的应力吸收能力，具有良好的弹性变形空间，因此可以适应路面或桥梁结构出现的微弱形变，防止因变形导致的开裂和脱胶。
3、该胶粘剂化学性能稳定，无毒无害，属于绿色环保材料，在应用于桥梁和路面时可以防止对周边环境的破坏，符合我国的可持续发展战略。
具体实施方式
下述非限定性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
一种柔性环氧树脂胶粘剂，包括质量比为2：1的A组分与B组分。
A组分由以下质量份数的组分混合搅拌而成：E51双酚A型环氧树脂100份，聚酯型聚氨酯30份，陶氏化学411树脂45份，甲基丙烯酸缩水甘油酯18份，苯基缩水甘油醚10份，苯乙烯15份，硅烷偶联剂HK560 1份，对苯二酚0.2份，环烷酸钴2.3份，消泡剂BYK-A530 0.2份。
B组分由以下质量份数的组分混合搅拌得到，聚醚胺D230 80份，聚醚胺D400 20份，过氧化钾乙酮6份，十二烷基硫酸钠K14 0.2份，丙烯酸酯共聚物0.25份，脱氢乙酸0.3份。
将A组分与B组分按质量比为2：1混合搅拌均匀，即得所述柔性环氧树脂胶粘剂。
实施例2
一种柔性环氧树脂胶粘剂，包括质量比为2：0.96的A组分与B组分。
A组分由以下质量份数的组分混合搅拌而成：E44双酚A型环氧树脂100份，聚醚型聚氨酯30份，EPON 8111树脂45份，甲基丙烯酸缩水甘油酯18份，丁二醇缩水甘油醚15份，苯乙烯10份，硅烷偶联剂HK560 2份，对苯二酚0.3份，环烷酸钴1.8份，消泡剂BYK-A530 0.3份。
B组分由以下质量份数的组分混合搅拌得到，聚醚胺D230 100份，过氧化钾乙酮6份，十二烷基硫酸钠K14 0.3份，丙烯酸酯共聚物0.25份，脱氢乙酸0.4份。
将A组分与B组分按质量比为2：0.96混合搅拌均匀，即得所述柔性环氧树脂胶粘剂。
实施例3
一种柔性环氧树脂胶粘剂，包括质量比为2：0.96的A组分与B组分。
A组分由以下质量份数的组分混合搅拌而成：E51双酚A型环氧树脂50份，E44双酚A型环氧树脂50份，聚酯型聚氨酯35份，亚什兰化学Hetron 922树脂45份，甲基丙烯酸缩水甘油酯16份，丁二醇缩水甘油醚10份，苯乙烯10份，硅烷偶联剂KH560 2份，阻聚剂2，6二叔丁基对甲苯酚0.2份，促进剂辛酸钴3.0份，消泡剂BYK-A530 0.25份。
B组分由以下质量份数的组分混合搅拌得到，聚醚胺D400 100份，过氧化环已酮5份，十二烷基硫酸钠K14 0.25份，丙烯酸酯共聚物0.25份，脱氢乙酸0.3份。
将A组分与B组分按质量比为2：0.96混合搅拌均匀，即得所述柔性环氧树脂胶粘剂。
实施例4
一种柔性环氧树脂胶粘剂，包括质量比为2：1的A组分与B组分。
A组分由以下质量份数的组分混合搅拌而成：E51双酚A型环氧树脂100份，聚酯型聚氨酯40份，陶氏化学411树脂35份，甲基丙烯酸缩水甘油酯18份，苯基缩水甘油醚10份，苯乙烯15份，硅烷偶联剂HK560 1份，对苯二酚0.2份，环烷酸钴2.3份，消泡剂BYK-A530 0.2份。
B组分由以下质量份数的组分混合搅拌得到，聚醚胺D230 80份，聚醚胺D400 20份，过氧化钾乙酮6份，十二烷基硫酸钠K14 0.2份，丙烯酸酯共聚物0.25份，脱氢乙酸0.3份。
将A组分与B组分按质量比为2：1混合搅拌均匀，即得所述柔性环氧树脂胶粘剂。
实施例5
一种柔性环氧树脂胶粘剂，包括质量比为2：1的A组分与B组分。
A组分由以下质量份数的组分混合搅拌而成：E51双酚A树脂100份，聚酯型聚氨酯40份，陶氏化学411树脂30份，甲基丙烯酸缩水甘油酯10份，苯基缩水甘油醚10份，苯乙烯15份，硅烷偶联剂HK560 1份，对苯二酚0.2份，环烷酸钴2.3份，消泡剂BYK-A530 0.2份。
B组分由以下质量份数的组分混合搅拌得到，聚醚胺D230 80份，聚醚胺D400 20份，过氧化钾乙酮6份，十二烷基硫酸钠K14 0.2份，丙烯酸酯共聚物0.25份，脱氢乙酸0.3份。
将A组分与B组分按质量比为2：1混合搅拌均匀，即得所述柔性环氧树脂胶粘剂。
环氧树脂胶粘剂共分5大组，包括3组试验例和2组对比例，以可操作时间、初始粘度、湿粘结强度、抗压强度和伸长率为代表的试验参数如下表所示，测试方法参照标准《JC/T 1041混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》。
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
可操作时间,min 6 5 6 8 5
初始粘度,mPa.s 125 140 155 140 120
湿粘结强度，Mpa 4.7 4.1 4.3 4.2 1.7
抗压强度，MPa 69 72 63 88 42
伸长率，％ 13.5 14 16 5 17

Claims (10)

1.一种柔性环氧树脂胶粘剂，其特征在于，包括质量比为2：0.8-1.2的A组分和B组分；
所述A组分包括如下质量份的组分：90-100份双酚A型环氧树脂，30-40份聚氨酯，40-55份乙烯基酯树脂，10-20份不饱和环氧化合物，15-25份稀释溶剂，1-3份硅烷偶联剂，0.2-0.4份阻聚剂，1-4份促进剂，0.2-0.4份消泡剂；
所述B组分包括如下质量份的组分：85-100份改性固化剂，5-10份引发剂，0.1-0.5份润湿剂，0.1-0.4份流平剂，0.1-0.4份防霉剂。
2.根据权利要求1所述的柔性环氧树脂胶粘剂，其特征在于，所述聚氨酯包括聚酯型聚氨酯或聚醚型聚氨酯。
3.根据权利要求1所述的柔性环氧树脂胶粘剂，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂为E51双酚A型环氧树脂、E44双酚A型环氧树脂中的一种或二种混合物。
4.根据权利要求1所述的柔性环氧树脂胶粘剂，其特征在于，所述不饱和环氧化合物包括甲基丙烯酸缩水甘油酯；乙烯基酯树脂包括陶氏化学411树脂、EPON 8111树脂或亚什兰化学Hetron 922树脂。
5.根据权利要求1所述的柔性环氧树脂胶粘剂，其特征在于，所述稀释溶剂包括丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苯乙烯、二丁酯中的一种、两种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的柔性环氧树脂胶粘剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括HK560。
7.根据权利要求1所述的柔性环氧树脂胶粘剂，其特征在于，所述改性固化剂包括聚醚胺D230和聚醚胺D400的混合物。
8.根据权利要求1所述的柔性环氧树脂胶粘剂，其特征在于，阻聚剂包括对苯二酚或2，6二叔丁基对甲苯酚；消泡剂包括有机硅消泡剂；促进剂包括环烷酸钴或辛酸钴；引发剂包括过氧化钾乙酮或过氧化环已酮；润湿剂包括十二烷基硫酸钠K14；流平剂包括丙烯酸酯共聚物；防霉剂包括脱氢乙酸。
9.权利要求1-7中任一项所述的柔性环氧树脂胶粘剂的应用，其特征在于，柔性环氧树脂胶粘剂在桥梁铰缝、路面拼缝或路面裂缝的加固修复中的应用。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，向桥梁空心板间灌注柔性环氧树脂胶粘剂，以加固空心板桥梁铰缝；或对清理后的路面拼缝或裂缝直接灌注，以修复路面裂缝。
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