CN113150727A - 一种弹性环氧灌浆材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，提供了一种弹性环氧灌浆材料，由包括如下重量份数的原料制备得到：环氧树脂100份，活性稀释剂10～30份，固化剂30～100份，促进剂5～15份；所述固化剂由聚酰胺、聚醚胺和2,4,6‑三(二甲胺基甲基)苯酚复合而成。本发明通过在环氧树脂中添加活性稀释剂、固化剂以及促进剂，在保证材料粘结性以及强度的情况下，提高了材料的弹性，制得了一种弹性优良的环氧灌浆材料，克服了环氧浆材固结体脆性的缺点。实施例的结果显示，本发明提供的环氧灌浆材料的拉伸强度为57MPa，断裂伸长率为20.2％，抗压强度为43.0MPa，粘度为975mPa.s，粘结强度为5.4MPa。

Description

一种弹性环氧灌浆材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种弹性环氧灌浆材料及其制备方法。
背景技术
在工程应用中，环氧树脂灌浆材料(简称环氧浆材)由于具有浆液粘度低、渗透性好、可灌性好，以及固结体力学性能优良等优点，在地基加固处理和混凝土裂缝处理等方面得到了大量的应用。
然而，环氧树脂固化后，形成的固结体交联密度高，内应力大，体现出了脆性的特征。此外，在实际工程应用过程中，环氧树脂同混凝土的线膨胀系数相差较大，随着环境温度变化会出现脱开、鼓包等现象，限制了该种材料的应用。
为改善环氧浆材固结体脆性的缺陷，传统方法包括：液态丁腈橡胶改性、丙烯酸酯橡胶改性和热塑性聚氨酯弹性体橡胶改性等。虽然上述这些方法从某种程度上增加了环氧树脂的韧性，但这些方法均未能制成具有弹性的环氧浆材。
如何能够在保证环氧浆材粘接性以及强度的同时克服环氧浆材固结体脆性的缺点，使环氧浆材具有弹性，进而能够伸缩变形，是将环氧浆材用于地基加固处理和混凝土裂缝处理等方面亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种弹性环氧灌浆材料及其制备方法，本发明提供的弹性环氧灌浆材料具有良好的粘结性和强度，并且弹性优良，克服了环氧浆材固结体脆性的缺点。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种弹性环氧灌浆材料，由包括如下重量份数的原料制备得到：
Figure BDA0003077445040000011
Figure BDA0003077445040000021
所述固化剂由聚酰胺、聚醚胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚复合而成。
优选地，所述弹性环氧灌浆材料由包括如下重量份数的原料制备得到：
Figure BDA0003077445040000022
优选地，所述弹性环氧灌浆材料由包括如下重量份数的原料制备得到：
Figure BDA0003077445040000023
优选地，所述固化剂中聚酰胺、聚醚胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚的质量之比为(20～40):(50～60):(5～20)。
优选地，所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂。
优选地，所述双酚A型环氧树脂包括E-35、E-44和E-51中的一种或几种。
优选地，所述活性稀释剂包括C12-C14烷基缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚和三羟甲基丙烷缩水甘油醚中的一种或几种。
优选地，所述促进剂包括叔胺类促进剂、季铵盐类促进剂和脂肪胺类促进剂中的一种或几种。
本发明还提供了上述技术方案所述弹性环氧灌浆材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将环氧树脂和活性稀释剂混合，得到混合物A；
(2)将固化剂和促进剂混合，得到混合物B；
(3)将所述步骤(1)得到的混合物A和所述步骤(2)得到的混合物B混合，得到弹性环氧灌浆材料；
所述步骤(1)和步骤(2)没有先后顺序。
本发明提供了一种弹性环氧灌浆材料，由包括如下重量份数的原料制备得到：环氧树脂100份，活性稀释剂10～30份，固化剂30～100份，促进剂5～15份；所述固化剂由聚酰胺、聚醚胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚复合而成。本发明通过在环氧树脂中添加活性稀释剂、固化剂以及促进剂，在保证材料粘结性以及强度的情况下，提高了材料的弹性，制得了一种弹性优良的环氧灌浆材料，克服了环氧浆材固结体脆性的缺点。本发明通过添加由聚酰胺、聚醚胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚复合而成的固化剂，极大地提高了环氧灌浆材料的弹性，而且通过调节固化剂的含量，可以对环氧灌浆材料的断裂伸长率进行调控。实施例的结果显示，本发明提供的环氧灌浆材料的拉伸强度为57MPa，断裂伸长率为20.2％，抗压强度为43.0MPa，粘度为975mPa.s，粘结强度为5.4MPa。
具体实施方式
本发明提供了一种弹性环氧灌浆材料，由包括如下重量份数的原料制备得到：
Figure BDA0003077445040000031
所述固化剂由聚酰胺、聚醚胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚复合而成。
按重量份数计，制备本发明所述弹性环氧灌浆材料的原料包括环氧树脂100份。本发明以环氧树脂为原料，制备的环氧灌浆材料具有浆液粘度低、渗透性好、可灌性好，以及固结体力学性能优良的优点。本发明对所述环氧树脂的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的环氧树脂即可。在本发明中，所述环氧树脂优选包括双酚A型环氧树脂。在本发明中，所述双酚A型环氧树脂优选包括E-35、E-44和E-51中的一种或几种，更优选为E-44和E-51中的一种或两种。本发明对所述环氧树脂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
以环氧树脂的重量为100份计，制备本发明所述弹性环氧灌浆材料的原料包括活性稀释剂10～30份，优选为10～20份，更优选为10份。在本发明中，所述活性稀释剂优选包括C12-C14烷基缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚和三羟甲基丙烷缩水甘油醚中的一种或几种，更优选为己二醇二缩水甘油醚和三羟甲基丙烷缩水甘油醚中的一种或两种。在本发明中，所述活性稀释剂可以参与固化反应形成三维交联结构，并且可以降低固化体系粘度，增加流动性。
以环氧树脂的重量为100份计，制备本发明所述弹性环氧灌浆材料的原料包括固化剂30～100份，优选为30～70份，更优选为30～50份。本发明通过调节固化剂的含量，可以对环氧灌浆材料的断裂伸长率进行调控；环氧灌浆材料的断裂伸长率随着固化剂含量的增加而增加。
在本发明中，所述固化剂由聚酰胺、聚醚胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚复合而成。本发明通过添加由聚酰胺、聚醚胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚复合而成的固化剂，有利于提高环氧灌浆材料的弹性。在本发明中，所述固化剂中聚酰胺、聚醚胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚的质量之比优选为(20～40):(50～60):(5～20)，更优选为30:60:10。本发明优选将所述聚酰胺、聚醚胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚的质量之比控制在上述范围，有利于得到性能优异的固化剂，进而得到弹性优异的环氧灌浆材料。
本发明对所述固化剂的制备方法没有特殊的限定，将聚酰胺、聚醚胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚三者混合均匀即可。
以环氧树脂的重量为100份计，制备本发明所述弹性环氧灌浆材料的原料包括促进剂5～15份，优选为5～10份，更优选为10份。在本发明中，所述促进剂优选包括叔胺类促进剂、季铵盐类促进剂和脂肪胺类促进剂中的一种或几种，更优选为脂肪胺类促进剂。在本发明中，所述脂肪胺类促进剂优选为2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚。在本发明中，所述促进剂的使用有利于加速环氧树脂的固化。
本发明通过在环氧树脂中添加活性稀释剂、固化剂以及促进剂，在保证材料粘结性以及强度的情况下，提高了材料的弹性，制得了一种弹性优良的环氧灌浆材料，克服了环氧浆材固结体脆性的缺点，通过添加由聚酰胺、聚醚胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚复合而成的固化剂，极大地提高了环氧灌浆材料的弹性，而且通过调节固化剂的含量，可以对环氧灌浆材料的断裂伸长率进行调控。
本发明还提供了上述技术方案所述弹性环氧灌浆材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将环氧树脂和活性稀释剂混合，得到混合物A；
(2)将固化剂和促进剂混合，得到混合物B；
(3)将所述步骤(1)得到的混合物A和所述步骤(2)得到的混合物B混合，得到弹性环氧灌浆材料；
所述步骤(1)和步骤(2)没有先后顺序。
本发明将环氧树脂和活性稀释剂混合，得到混合物A。本发明对所述环氧树脂和活性稀释剂混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制备混合物料的技术方案即可。在本发明中，所述环氧树脂和活性稀释剂的混合优选在常温条件下进行。
本发明将固化剂和促进剂混合，得到混合物B。本发明对所述固化剂和促进剂混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制备混合物料的技术方案即可。在本发明中，所述固化剂和促进剂的混合优选在常温条件下进行。
本发明对所述混合物A和混合物B的制备顺序没有特殊的限定，分别制备混合物A和混合物B即可。
得到混合物A和混合物B后，本发明将所述混合物A和所述混合物B混合，得到弹性环氧灌浆材料。本发明对所述混合物A和混合物B混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制备混合物料的技术方案即可。在本发明中，所述混合物A和混合物B的混合优选在10～40℃下进行。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
原料组成(重量份)：
环氧树脂E-51100份，己二醇二缩水甘油醚10份，固化剂30份，2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚10份；
其中，固化剂由聚酰胺、聚醚胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚按照质量比为30:60:10复合而成。
制备方法：
(1)常温条件下，将100重量份环氧树脂E-51和10重量份己二醇二缩水甘油醚混合，用玻璃棒搅拌均匀，得到混合物A；
(2)常温条件下，将30重量份固化剂和10重量份2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚混合，用玻璃棒搅拌均匀，得到混合物B；
(3)在20℃下，将步骤(1)得到的混合物A和步骤(2)得到的混合物B混合，用玻璃棒搅拌均匀，得到弹性环氧灌浆材料。
实施例2
原料组成(重量份)：
环氧树脂E-51100份，己二醇二缩水甘油醚10份，固化剂40份，2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚10份；
其中，固化剂由聚酰胺、聚醚胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚按照质量比为30:60:10复合而成。
制备方法同实施例1。
实施例3
原料组成(重量份)：
环氧树脂E-51100份，己二醇二缩水甘油醚10份，固化剂50份，2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚10份；
其中，固化剂由聚酰胺、聚醚胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚按照质量比为30:60:10复合而成。
制备方法同实施例1。
实施例4
原料组成(重量份)：
环氧树脂E-51100份，己二醇二缩水甘油醚10份，固化剂60份，2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚10份；
其中，固化剂由聚酰胺、聚醚胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚按照质量比为30:60:10复合而成。
制备方法同实施例1。
实施例5
原料组成(重量份)：
环氧树脂E-51100份，己二醇二缩水甘油醚10份，固化剂70份，2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚10份；
其中，固化剂由聚酰胺、聚醚胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚按照质量比为30:60:10复合而成。
制备方法同实施例1。
对实施例1～5制备的弹性环氧灌浆材料进行性能测试，结果如表1所示。其中：粘度是指混合物A、混合物B两组浆液混匀后立即采用单圆筒旋转粘度计法测定的浆液粘度，具体测试方法参照GB/T2794-2013；拉伸强度、断裂伸长率和抗压强度的测试参照GB/T2567-2008；粘结强度的测试参照DL/T5150-2001。
表1实施例1～5制备的环氧灌浆材料的性能测试结果
Figure BDA0003077445040000071
由以上实施例可以看出，本发明提供的弹性环氧灌浆材料具有良好的粘结性和强度，并且弹性优良，克服了环氧浆材固结体脆性的缺点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种弹性环氧灌浆材料，由包括如下重量份数的原料制备得到：
Figure FDA0003077445030000011
所述固化剂由聚酰胺、聚醚胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚复合而成。
2.根据权利要求1所述的弹性环氧灌浆材料，其特征在于，所述弹性环氧灌浆材料由包括如下重量份数的原料制备得到：
Figure FDA0003077445030000012
3.根据权利要求2所述的弹性环氧灌浆材料，其特征在于，所述弹性环氧灌浆材料由包括如下重量份数的原料制备得到：
Figure FDA0003077445030000013
4.根据权利要求1～3任意一项所述的弹性环氧灌浆材料，其特征在于，所述固化剂中聚酰胺、聚醚胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚的质量之比为(20～40):(50～60):(5～20)。
5.根据权利要求1～3任意一项所述的弹性环氧灌浆材料，其特征在于，所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂。
6.根据权利要求5所述的弹性环氧灌浆材料，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂包括E-35、E-44和E-51中的一种或几种。
7.根据权利要求1～3任意一项所述的弹性环氧灌浆材料，其特征在于，所述活性稀释剂包括C12-C14烷基缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚和三羟甲基丙烷缩水甘油醚中的一种或几种。
8.根据权利要求1～3任意一项所述的弹性环氧灌浆材料，其特征在于，所述促进剂包括叔胺类促进剂、季铵盐类促进剂和脂肪胺类促进剂中的一种或几种。
9.根据权利要求1～8任一项所述弹性环氧灌浆材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将环氧树脂和活性稀释剂混合，得到混合物A；
(2)将固化剂和促进剂混合，得到混合物B；
(3)将所述步骤(1)得到的混合物A和所述步骤(2)得到的混合物B混合，得到弹性环氧灌浆材料；
所述步骤(1)和步骤(2)没有先后顺序。
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