CN115029088B - 一种功能型环氧背水面用抗渗防水材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及IPC C09J163/00，尤其涉及一种功能型环氧背水面用抗渗防水材料及其制备方法。其原料包括A组分和B组分；所述A组分包括端环氧基聚合物，稀释剂；所述B组分包括胺类固化剂，低分子聚酰胺，架桥剂。本发明产品各项数据指标均超过GB/50728‑2011裂缝灌注标准，无论是水下或在干燥状态下施工，均能达到优异的粘结水平，且固化时间可根据施工条件调整；本发明解决了现有油溶性环氧不能在居住楼房、地下停车场、管廊、电梯井、隧道出现返潮渗水涂层脱落等病害不能施工的缺陷，适宜在抗渗防水材料领域广泛推广。
Description
技术领域
本发明涉及IPC C09J163/00，尤其涉及一种功能型环氧背水面用抗渗防水材料及其制备方法。
背景技术
市面上的环氧树脂胶粘材料存在着刚性、应力大、粘度大，很大程度上难以实现在带水和潮湿基面操作施工的问题。
随着工业的发展，国家对于城市住房、基础设施、地下管廊等场合的渗水病害提出了明确的高度重视；据不完全统计，目前国内城市住房渗水造成的病害就达70多亿平方米，这主要是楼房、基础设施老龄化所致，为此社会极待出现相应好的防水抗渗治理材料，本技术重点解决了过去防水水性材料使用年限短、周而复始、重复修复的现状，更重要的是有效降低油性环氧材料的施工粘度，且能在潮湿有水状态下保持完好的稳定状态，其性能远超水性防水材料。
中国专利CN105419241公开了一种环氧注浆材料及其制备方法与应用，采用环氧树脂、活性稀释剂以及胺类固化剂等共同作用，A、B组分按照重量比为1:1混合得到一种不易被水溶散的的透明环保水下固结环氧注浆材料，该现有技术有效提升了环氧材料的机械性能，但是存在着A、B组分混合后可操作时间短，施工难度较大的问题。本发明主要解决了在不用有机溶剂的情况下大幅度降低粘度，实现了一种可操作时间较长，能够在潮湿有水基面施工的抗渗防水材料，同时使胶体体现出15～20％的柔韧性，并完全满足GB50728-2013各项指标甚至超出有关数据。
发明内容
本发明通过提供一种功能型环氧背水面用抗渗防水材料，解决了现有技术中渗水病害频发，环氧树脂胶粘剂刚性大、应力大、粘度大，尺寸稳定性差的问题，实现了一种便于施工，机械性能优异的功能型环氧背水面用抗渗防水材料。
本发明第一方面提供了一种功能型环氧背水面用抗渗防水材料，其原料包括A组分和B组分；优选的，所述A组分包括端环氧基聚合物，稀释剂；所述B组分包括胺类固化剂，低分子聚酰胺，架桥剂。
在一些优选的实施方式中，所述A组分和B组分的重量比为10：(3-6.5)。
进一步优选，所述A组分和B组分的重量比为10：(4-5)。
在一些优选的实施方式中，所述A组分中端环氧基聚合物的环氧当量为160-220g/Eq。
进一步优选，所述A组分中端环氧基聚合物的环氧当量为177-205g/Eq。
为了提升抗渗防水材料的粘结强度，更进一步优选，所述端环氧基聚合物为环氧树脂128(环氧当量为178-182g/Eq)和/或环氧树脂127(环氧当量为200-204g/Eq)。本发明发现该环氧当量的端环氧基聚合物能够与胺类固化剂交联形成稳固的三维网络，粘合后材料的抗拉强度、粘结强度均明显提升。
在一些优选的实施方式中，所述稀释剂包括环氧活性稀释剂和硅氧烷憎水稀释剂；环氧活性稀释剂和硅氧烷憎水稀释剂的重量比为(1-3)：1。
在一些优选的实施方式中，所述环氧活性稀释剂包括多缩水甘油醚，1,6-己二醇二缩水甘油醚，正丁基缩水甘油醚，丙三醇三缩水甘油醚，1,4-丁二醇二缩水甘油醚，新戊二醇二缩水甘油醚，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，苄基缩水甘油醚，辛基缩水甘油醚，二丙二醇二缩水甘油醚，聚乙二醇二缩水甘油醚，乙二醇二缩水甘油醚中的一种或多种的组合。
为了改善环氧树脂应力大、粘度大，施工操作困难的问题，进一步优选，所述环氧活性稀释剂包括多缩水甘油醚(牌号630)，1,6-己二醇二缩水甘油醚(牌号632)，正丁基缩水甘油醚(牌号501)，丙三醇三缩水甘油醚(牌号662)中的一种或多种的组合。本发明发现采用环氧活性稀释剂能够大幅度降低A组分的粘度，在不使用有机溶剂的条件下实现了在潮湿施工环境中成胶的效果。
更进一步优选，所述环氧活性稀释剂为正丁基缩水甘油醚，CAS号为2426-08-6，来源于武汉卡米克科技有限公司。
在一些优选的实施方式中，所述硅氧烷憎水稀释剂包括3-氨基丙基三乙氧基硅烷，3-氨丙基三甲氧基硅烷，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，N-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种的组合。
现有的防水材料往往能够达到短时防水功能，但是就住房等基础设施而言，材料的防水抗渗性能需要以年为尺度发挥效果，这要求防水材料能够在潮湿施工环境中保持更高的稳定性。进一步优选，所述硅氧烷憎水稀释剂包括3-氨基丙基三乙氧基硅烷(牌号KH550)，3-氨丙基三甲氧基硅烷(牌号KH551)，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(牌号KH560)中的一种或多种的组合。本发明发现采用含氨基或环氧基的硅氧烷化合物作为环氧憎水稀释剂，能够有效偶联A、B组分，使材料内部分子紧密结合，同时能够提升材料表面水的接触角，抑制水分子向高分子交联材料内部的侵入，进一步使得材料在水中固化后，仍能保持较好的粘结强度。
在一些优选的实施方式中，所述A组分还包括抗氧剂，所述抗氧剂包括受阻酚类化合物，烷基化二苯胺类化合物，烷基硫代磷酸盐中的一种或多种的组合。
在一些优选的实施方式中，所述胺类固化剂包括脂肪胺，脂环胺，醛亚胺中的一种或多种的组合。
进一步优选，所述胺类固化剂包括脂环胺和醛亚胺，脂环胺和醛亚胺的重量比为1：(1.5-4)。
作为脂环胺的实例，包括但不局限于异佛尔酮二胺，N-氨基乙基哌嗪，甲基环己二胺。
在一些优选的实施方式中，所述醛亚胺包括乙二胺-甲醛-苯酚缩合物和/或三乙烯四胺-苯酚-甲醛缩合物。
在一些优选的实施方式中，所述低分子聚酰胺的胺值为150-600mgKOH/g。
现有环氧树脂固化后往往具有刚性大、尺寸稳定性差的缺陷，容易出现脱胶、开裂等问题。本发明通过实验探究发现，优选的，所述低分子聚酰胺的胺值为200-450mgKOH/g。本发明发现采用该胺值的低分子聚酰胺与端环氧基聚合物交联固化作用，能够使抗渗防水材料刚性保持的同时具备一定的柔性，使得材料能够抵御应力收缩变形，粘结效果持久稳定。
更进一步优选，所述低分子聚酰胺为聚酰胺650或聚酰胺500；聚酰胺650的胺值为215±15mgKOH/g，低分子聚酰胺500的胺值为400±20mgKOH/g。
在一些优选的实施方式中，所述A组分包括端环氧基聚合物45-80份，稀释剂10-42份，抗氧剂1-4份；所述B组分包括胺类固化剂50-84份，低分子聚酰胺10-30份，架桥剂5-15份。
在一些优选的实施方式中，所述端环氧基聚合物和胺类固化剂的重量比为(0.5-2)：1。
进一步优选，所述A组分包括端环氧基聚合物68份，稀释剂30份，抗氧剂2份；所述B组分包括胺类固化剂70份，低分子聚酰胺20份，架桥剂10份。
施工环境的复杂化使得现有抗渗防水材料往往不能持久、稳定地发挥粘结效果；现有技术对于粘结强度的提升通常伴随着柔性差、尺寸稳定性差等缺陷。本发明通过大量实验探究后发现，采用环氧当量为177-205g/Eq的端环氧基聚合物与特定脂环胺和醛亚胺组成的胺类固化剂交联结合，能够形成粘结力强，兼具刚性、柔性的抗渗防水材料，同时辅以稀释剂调节体系粘度，在无有机溶剂的条件下得到渗透性好，固含量高，且具有显著防水抗渗功能的材料，该材料能够解决现有环氧树脂多适用于干燥状态下施工，在水下或返潮渗水条件下无法施工的问题。本发明制得的抗渗防水材料扩宽了环氧树脂的施工范围，提升了油溶性环氧胶的胶粘效果，所得产物不仅能够满足寻常施工场所，还能够满足水下、居住楼房、地下停车场、管廊、电梯井、隧道等严苛施工环境的施工需求，同时材料安全环保，满足国家三苯一醛禁令要求，对于解决基础设施渗水病害具有积极的社会意义。
本发明第二方面提供了一种功能型环氧背水面用抗渗防水材料的制备方法，具体制备步骤包括：
S1.制备A组分：按照配方量，将端环氧基聚合物加入反应釜A中，升温至60～65℃，依次加入稀释剂，抗氧剂，保温搅拌15-40min，升温至75-85℃搅拌反应20-45min，负压脱泡5～10min，降温，出料包装，即得A组分；
S2.制备B组分：按照配方量，将胺类固化剂，低分子聚酰胺和架桥剂加入反应釜B中，升温至45～50℃，搅拌均匀，然后升温至55-65℃，保温25-35min，再次升温至75-85℃，搅拌30-50min，负压脱泡15～20min，降温，出料包装，即得B组分。
进一步优选，具体制备步骤包括：
S1.制备A组分：按照配方量，将端环氧基聚合物加入反应釜A中，升温至60～65℃，加入环氧活性稀释剂，搅拌均匀，然后将硅氧烷憎水稀释剂，抗氧剂加入反应釜A中，保温搅拌15-30min，升温至75-85℃搅拌反应20-45min，真空负压0.1MPa脱泡5～10min，降温，出料包装，即得A组分；
S2.制备B组分：按照配方量，把脂环胺加入反应釜B中，升温至45～50℃，依次加入低分子聚酰胺，醛亚胺和架桥剂，搅拌均匀，然后升温至55-65℃，保温25-35min，再次升温至75-85℃，搅拌30-50min，负压脱泡15～20min，降温，出料包装，即得B组分。
有益效果：
本发明提供的功能型环氧背水面用抗渗防水材料具有以下优点：
(1)本发明产品各项数据指标均超过GB/50728-2011裂缝灌注标准，无论是水下或在干燥状态下施工，均能达到优异的粘结水平，且固化时间可根据施工条件调整；
(2)本发明解决了现有油溶性环氧不能在居住楼房、地下停车场、管廊、电梯井、隧道出现返潮渗水涂层脱落等病害不能施工的缺陷；
(3)本发明在无有机溶剂存在的状态下，实现了低粘度、高固含量、渗透性好的效果，解决了非易燃危化运输、贮存、使用难度高的问题；
(4)本发明胶体固化后有15～20％伸长变形率，很好地解决了刚性和柔性材料不同应力收缩变形脱胶现象，使粘接力保证持久稳定性；
(5)本发明的产品安全、环保，无国家明令禁止三苯一醛目标，适宜在抗渗防水材料领域广泛推广。
具体实施方式
实施例1.
本实施例提供了一种功能型环氧背水面用抗渗防水材料，其原料包括A组分和B组分；所述A组分包括端环氧基聚合物68份，稀释剂30份，抗氧剂2份；所述B组分包括胺类固化剂70份，低分子聚酰胺20份，架桥剂10份。
所述A组分和B组分的重量比为10：4。
所述A组分中端环氧基聚合物的环氧当量为178-182g/Eq，具体为环氧树脂128，来源于巴陵石化。
所述稀释剂包括环氧活性稀释剂和硅氧烷憎水稀释剂；环氧活性稀释剂和硅氧烷憎水稀释剂的重量比为2：1。
所述环氧活性稀释剂为正丁基缩水甘油醚，CAS号为2426-08-6，来源于武汉卡米克科技有限公司。
所述硅氧烷憎水稀释剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，牌号KH560，来源于青岛恒达众诚科技有限公司。
所述抗氧剂为受阻酚类化合物，具体为抗氧剂1010。
所述胺类固化剂包括脂环胺和醛亚胺，脂环胺和醛亚胺的重量比为1：2.5。
所述脂环胺为异佛尔酮二胺，CAS号为2855-13-2。
所述醛亚胺为乙二胺-甲醛-苯酚缩合物，牌号为703，来源于济南昭合新材料有限公司。
所述低分子聚酰胺的胺值为215±15mgKOH/g，牌号为650，来源于河北晟博新材料科技有限公司。
所述架桥剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，牌号KH560，来源于青岛恒达众诚科技有限公司。
所述功能型环氧背水面用抗渗防水材料的具体制备步骤包括：
S1.制备A组分：按照配方量，将端环氧基聚合物加入反应釜A中，升温至65℃，加入环氧活性稀释剂，搅拌均匀，然后将硅氧烷憎水稀释剂，抗氧剂加入反应釜A中，保温搅拌30min，升温至80℃搅拌反应40min，真空负压0.1MPa脱泡10min，降温至35℃，出料包装，即得A组分；
S2.制备B组分：按照配方量，把脂环胺加入反应釜B中，升温至50℃，依次加入低分子聚酰胺，醛亚胺和架桥剂，搅拌均匀，然后升温至60℃，保温30min，再次升温至80℃，搅拌40min，真空负压0.1MPa脱泡10min，降温至35℃，出料包装，即得B组分。
实施例2.
本实施例提供了一种功能型环氧背水面用抗渗防水材料，其原料包括A组分和B组分；所述A组分包括端环氧基聚合物68份，稀释剂30份，抗氧剂2份；所述B组分包括胺类固化剂70份，低分子聚酰胺20份，架桥剂10份。
所述A组分和B组分的重量比为10：4。
所述A组分中端环氧基聚合物的环氧当量为178-182g/Eq，具体为环氧树脂128，来源于巴陵石化。
所述稀释剂包括环氧活性稀释剂和硅氧烷憎水稀释剂；环氧活性稀释剂和硅氧烷憎水稀释剂的重量比为1：1。
所述环氧活性稀释剂为正丁基缩水甘油醚，CAS号为2426-08-6，来源于武汉卡米克科技有限公司。
所述硅氧烷憎水稀释剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，牌号KH560，来源于青岛恒达众诚科技有限公司。
所述抗氧剂为受阻酚类化合物，具体为抗氧剂1010。
所述胺类固化剂包括脂环胺和醛亚胺，脂环胺和醛亚胺的重量比为1：2.5。
所述脂环胺为异佛尔酮二胺，CAS号为2855-13-2。
所述醛亚胺为乙二胺-甲醛-苯酚缩合物，牌号为703，来源于济南昭合新材料有限公司。
所述低分子聚酰胺的胺值为215±15mgKOH/g，牌号为650，来源于河北晟博新材料科技有限公司。
所述架桥剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，牌号KH560，来源于青岛恒达众诚科技有限公司。
所述功能型环氧背水面用抗渗防水材料的具体制备步骤同实施例1。
实施例3.
本实施例提供了一种功能型环氧背水面用抗渗防水材料，其原料包括A组分和B组分；所述A组分包括端环氧基聚合物68份，稀释剂30份，抗氧剂2份；所述B组分包括胺类固化剂70份，低分子聚酰胺20份，架桥剂10份。
所述A组分和B组分的重量比为10：4。
所述A组分中端环氧基聚合物的环氧当量为200-204g/Eq，具体为环氧树脂127，来源于巴陵石化。
所述稀释剂包括环氧活性稀释剂和硅氧烷憎水稀释剂；环氧活性稀释剂和硅氧烷憎水稀释剂的重量比为2：1。
所述环氧活性稀释剂为正丁基缩水甘油醚，CAS号为2426-08-6，来源于武汉卡米克科技有限公司。
所述硅氧烷憎水稀释剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，牌号KH560，来源于青岛恒达众诚科技有限公司。
所述抗氧剂为受阻酚类化合物，具体为抗氧剂1010。
所述胺类固化剂包括脂环胺和醛亚胺，脂环胺和醛亚胺的重量比为1：2.5。
所述脂环胺为异佛尔酮二胺，CAS号为2855-13-2。
所述醛亚胺为乙二胺-甲醛-苯酚缩合物，牌号为703，来源于济南昭合新材料有限公司。
所述低分子聚酰胺的胺值为215±15mgKOH/g，牌号为650，来源于河北晟博新材料科技有限公司。
所述架桥剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，牌号KH560，来源于青岛恒达众诚科技有限公司。
所述功能型环氧背水面用抗渗防水材料的具体制备步骤同实施例1。
实施例4.
本实施例提供了一种功能型环氧背水面用抗渗防水材料，其原料包括A组分和B组分；所述A组分包括端环氧基聚合物68份，稀释剂30份，抗氧剂2份；所述B组分包括胺类固化剂70份，低分子聚酰胺20份，架桥剂10份。
所述A组分和B组分的重量比为10：4。
所述A组分中端环氧基聚合物的环氧当量为178-182g/Eq，具体为环氧树脂128，来源于巴陵石化。
所述稀释剂包括环氧活性稀释剂和硅氧烷憎水稀释剂；环氧活性稀释剂和硅氧烷憎水稀释剂的重量比为2：1。
所述环氧活性稀释剂为正丁基缩水甘油醚，CAS号为2426-08-6，来源于武汉卡米克科技有限公司。
所述硅氧烷憎水稀释剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，牌号KH560，来源于青岛恒达众诚科技有限公司。
所述抗氧剂为受阻酚类化合物，具体为抗氧剂1010。
所述胺类固化剂包括脂环胺和醛亚胺，脂环胺和醛亚胺的重量比为1：4。
所述脂环胺为异佛尔酮二胺，CAS号为2855-13-2。
所述醛亚胺为乙二胺-甲醛-苯酚缩合物，牌号为703，来源于济南昭合新材料有限公司。
所述低分子聚酰胺的胺值为215±15mgKOH/g，牌号为650，来源于河北晟博新材料科技有限公司。
所述架桥剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，牌号KH560，来源于青岛恒达众诚科技有限公司。
所述功能型环氧背水面用抗渗防水材料的具体制备步骤同实施例1。
实施例5.
本实施例提供了一种功能型环氧背水面用抗渗防水材料，具体实施方式同实施例1；不同点在于，A组分和B组分的重量比为10：7。
性能测试
1.物化指标
对实施例1制备的抗渗防水材料进行物化指标测试，记录于表1。
表1.
2.机械性能
对实施例1制备的抗渗防水材料进行机械性能测试，记录于表2。
表2.
3.水下固化强度
参照表2实验方法，测试实施例2-5制得的抗渗防水材料的钢-钢拉伸剪切强度(水下固化)，记录于表3。
表3.
Claims (2)
1.一种功能型环氧背水面用抗渗防水材料，其特征在于，其原料包括A组分和B组分；所述A组分包括端环氧基聚合物68份，稀释剂30份，抗氧剂2份；所述B组分包括胺类固化剂70份，低分子聚酰胺20份，架桥剂10份；
所述A组分和B组分的重量比为10：4；
所述A组分中端环氧基聚合物的环氧当量为178-182g/Eq，具体为环氧树脂128；
所述稀释剂包括环氧活性稀释剂和硅氧烷憎水稀释剂；环氧活性稀释剂和硅氧烷憎水稀释剂的重量比为2：1；
所述环氧活性稀释剂为正丁基缩水甘油醚；
所述硅氧烷憎水稀释剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，牌号KH560；
所述抗氧剂为受阻酚类化合物，具体为抗氧剂1010；
所述胺类固化剂包括脂环胺和醛亚胺，脂环胺和醛亚胺的重量比为1：2.5；
所述脂环胺为异佛尔酮二胺；
所述醛亚胺为乙二胺-甲醛-苯酚缩合物；
所述低分子聚酰胺的胺值为215±15mgKOH/g，牌号为650；
所述架桥剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，牌号KH560。
2.一种根据权利要求1所述的功能型环氧背水面用抗渗防水材料的制备方法，其特征在于，所述功能型环氧背水面用抗渗防水材料的具体制备步骤包括：
S1.制备A组分：按照配方量，将端环氧基聚合物加入反应釜A中，升温至65℃，加入环氧活性稀释剂，搅拌均匀，然后将硅氧烷憎水稀释剂，抗氧剂加入反应釜A中，保温搅拌30min，升温至80℃搅拌反应40min，真空负压0.1MPa脱泡10min，降温至35℃，出料包装，即得A组分；
S2.制备B组分：按照配方量，把脂环胺加入反应釜B中，升温至50℃，依次加入低分子聚酰胺，醛亚胺和架桥剂，搅拌均匀，然后升温至60℃，保温30min，再次升温至80℃，搅拌40min，真空负压0.1MPa脱泡10min，降温至35℃，出料包装，即得B组分。
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