CN116875241B - 一种环保耐酸干挂胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及干挂胶领域，更具体地说，它涉及一种环保耐酸干挂胶及其制备方法。一种环保耐酸干挂胶，包括A组分和B组分，A组分和B组分以1：（0.8‑1）的质量比混合；A组分包括以下组分：双酚A环氧树脂、增韧剂、环氧稀释剂、电气石、高岭石、多孔粉石英；B组分包括以下组分：固化剂、固化促进剂；其制备方法为：将双酚A环氧树脂、环氧稀释剂、增韧剂混合至均匀，然后再加入电气石、高岭石、多孔粉石英混合至均匀，得到A组分；将固化剂、固化促进剂混合至均匀，得到B组分；A组分与B组分混合至均匀，得到成品。本申请具有提高干挂胶的韧性的优点。
Description
技术领域
本申请涉及干挂胶领域，更具体地说，它涉及一种环保耐酸干挂胶及其制备方法。
背景技术
现代建筑有多种装饰材料，如玻璃、石材、金属板、陶瓷板等，而石材装饰幕墙以其独特的风格使建筑更优艺术感，在城市建筑中广泛应用。石材幕墙的施工方法主要是干挂施工或湿挂施工，由于湿挂施工需要依赖砂浆、水泥等材料，效率低、成本高、周期长，故石材基材通常通过“干挂”的形式与建筑连接，即将不锈钢挂件固定在石材底部及上部的开槽部位，然后用粘接剂填缝密封，从而完成干挂。
干挂作用中，常用的粘接剂有干挂胶和云石胶，干挂胶由于环保、高粘接强度等优点更受欢迎。
在一些临海地区，经常会有台风登录，由于石材基材通常都比较重，用来连接的干挂胶会更加容易有发生变形、扭曲甚至脱落的情况，从而导致石材基材与建筑连接松动或分离。因此，有必要进一步提高干挂胶的韧性以降低危险。
发明内容
为了提高干挂胶的韧性，本申请提供一种环保耐酸干挂胶及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种环保耐酸干挂胶，采用如下的技术方案：
一种环保耐酸干挂胶，包括A组分和B组分，A组分和B组分以1：(0.8-1)的质量比混合；
按照质量份数，A组分包括以下组分：
40-60份双酚A环氧树脂、1-3份增韧剂、1-3份环氧稀释剂、2-10份电气石、5-20份高岭石、1-6份多孔粉石英；
B组分包括以下组分：
40-50份固化剂、2-6份固化促进剂。
环氧稀释剂为正丁基缩水甘油醚、辛基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油醚、苯甲酸缩水甘油醚、二缩水甘油醚、乙二醇缩水甘油醚、1,4-丁二醇缩水甘油醚、己二醇缩水甘油醚、新戊二醇缩水甘油醚、间苯二酚缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的一种或多种混合。
固化剂包括酚醛胺环氧固化剂、聚硫醇固化剂、脂肪胺固化剂中的一种或多种混合。
当固化剂选用脂肪胺固化剂时，脂肪胺固化剂包括乙二胺、二乙烯三胺、己二胺、四乙烯五胺中的一种或多种混合。
固化促进剂为DMP-30。
双酚A环氧树脂具有耐酸、耐盐、耐碱等优点，使用双酚A环氧树脂为主要原料来制备的干挂胶同样被赋予了耐酸的特性。且双酚A环氧树脂部分基本无不良物质释放，固化后的产物也不会分解释放甲醛等有害物质，所以更加绿色环保，符合现下发展趋势。
通过采用上述技术方案，使用电气石、高岭石、多孔粉石英在体系中可以充当骨架，降低了固化过程中干挂胶的收缩率；并且电气石、高岭石、多孔粉石英在发生塑性形变时，可以有效抑制双A酚环氧树脂裂纹的扩展，吸收部分能量，从而使得干挂胶整体的韧性得以增强。
填料用量如果太多，容易引发沉底、增稠的问题，导致干挂胶的韧性、施工性能不好；填料用量如果太少，虽然可以改善沉底、提高施工性能，但是韧性提高的程度又有所影响。
基于此，需要严格限定电气石、高岭石、多孔粉石英在特定用量配合，在该用量配合下，各种粒子之间的电荷密度增大，电负性增强，从而拉大了粒子之间的距离，颗粒之间保持较大的排斥力，在体系中均匀分散，并具有良好的稳定性。
通过特殊原料的特定用量配合，粒子在体系中保持良好的悬浮效果，粒子之间也具有稳定的排斥力，从而缓解了沉底、过分增稠的问题。并且，电气石、高岭石、多孔粉石英与胶体之间相互结合形成特殊的结构，当某部分收到应力作用时，可以将应力迅速分散到特殊结构中的其他颗粒上，给整体的干挂胶赋予了良好的变形、缓冲空间，从而起到进一步提高韧性的效果。
优选的，所述电气石、高岭石、多孔粉石英的质量比为(3-6)：(8-13)：(2-5)。
通过采用上述技术方案，进一步限定电气石、高岭石、多孔粉石英三者之间质量比，增稠效果、悬浮效果、韧性都能保持在一个较好的水平上。
优选的，所述高岭石包括改性高岭石；
改性高岭石的制备方法包括以下步骤：
将普通高岭石与硫酸溶液混合，搅拌插层，得到处理液；
加热处理液至90-120℃，反应3-6h，得到反应液；
往反应液加水浸出，固液分离，滤渣即为改性高岭石。
通过采用上述技术方案，使用特定的制备方法对高岭石进行处理，可以除去高岭石表面的杂质，并且有利于提高高岭石的活性，可以更加精准、更加快速地与电气石、多孔粉石英进行配合，具有更好的悬浮、分散效果。同时也降低了反应难度，暴露出更多活性基团，有利于与高分子链发生反应，从而进一步提高韧性。
优选的，所述硫酸溶液的酸浓度为60-80％。
出于经济和安全方面考虑后，得出该对硫酸溶液浓度的进一步限定。
通过采用上述技术方案，硫酸溶液在该浓度下即可与普通高岭石充分反映，反应安全、快速进行。
优选的，所述高岭石包括改性高岭石和普通高岭石，改性高岭石与普通高岭石以1：(1.5-2.5)的质量比混合。
普通高岭石的使用可以在一定程度内提高干挂胶的强度，所以通过采用上述技术方案，进一步限定改性高岭石和普通高岭石在特定比例配合，既可以提高干挂胶的强度，又可以保证干挂胶的韧性。
优选的，所述增韧剂包括聚氨酯环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶、聚硫橡胶中的一种或多种。
优选的，所述增韧剂为聚氨酯环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶，聚氨酯环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶的质量比为1：(0.5-0.8)。
通过采用上述技术方案，进一步限定增韧剂的种类，可以进一步提高干挂胶的韧性。特定种类的增韧剂与电气石、高岭石、多孔粉石英的配合可以协同提高增韧效果。
第二方面，本申请提供一种环保耐酸干挂胶的制备方法，采用如下的技术方案：
一种环保耐酸干挂胶的制备方法，包括以下步骤：
将双酚A环氧树脂、环氧稀释剂、增韧剂混合至均匀，然后再加入电气石、高岭石、多孔粉石英混合至均匀，得到A组分；
将固化剂、固化促进剂混合至均匀，得到B组分；
A组分与B组分混合至均匀，得到成品。
通过采用上述技术方案，采用特定的添加顺序将各种原料混合，有利于充分发挥原料之间的配合效果。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请所提供的干挂胶具有耐酸、耐盐、耐碱等优点，基本无不良物质释放，固化后的产物也不会分解释放甲醛等有害物质，所以更加绿色环保，符合现下发展趋势。
2、使用电气石、高岭石、多孔粉石英在体系中可以充当骨架，降低了固化过程中干挂胶的收缩率；并且可以有效抑制双A酚环氧树脂裂纹的扩展，吸收部分能量，从而使干挂胶整体的韧性得以增强。
3、通过特殊原料的特定用量配合，粒子在体系中保持良好的悬浮效果，粒子之间也具有稳定的排斥力，从而缓解了沉底、过分增稠的问题。并且，电气石、高岭石、多孔粉石英与胶体之间相互结合形成特殊的结构，给整体的干挂胶赋予了良好的变形、缓冲空间，从而起到进一步提高韧性的效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
以下实施例及对比例中所用的原料均为市售产品。
制备例
制备例1
一种改性高岭石，包括以下制备方法：
步骤01)：将普通高岭石加入到容器内，然后再加入过量、酸浓度为60％的硫酸溶液，保持室温条件，边加边搅拌混合，进行插层，得到处理液。
步骤02)：对处理液进行加热，至120℃，保持搅拌，反应3h，得到反应液。
步骤03)：往反应液加水浸出，然后固液分离，得到的滤渣即为改性高岭石。
制备例2
一种改性高岭石，与制备例1的不同之处在于：
步骤01)中，加入酸浓度为80％的硫酸溶液。
步骤02)中加热到90℃，反应6h。
实施例
实施例1
一种环保耐酸干挂胶，包括A组分和B组分，A组分和B组分的质量比为1:1。
A组分包括以下组分：
双酚A环氧树脂(E-51)、增韧剂、环氧稀释剂、电气石、高岭石、多孔粉石英。
增韧剂为聚氨酯环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶，聚氨酯环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶的质量比为1：0.5，即聚氨酯环氧树脂的使用量为1.33kg，羧基液体丁腈橡胶的使用量为0.67kg。
环氧稀释剂为正丁基缩水甘油醚。
高岭石包括普通高岭石和改性高岭石，改性高岭石选用制备例1所制得的改性高岭石。
改性高岭石与普通高岭石以1：1.5的质量比混合，即改性高岭石的使用量为4kg，普通高岭石的使用量为6kg。
A组分中各原料的具体用量详见表1。
B组分包括以下组分：固化剂、固化促进剂。
固化剂为乙二胺，使用量为45kg；固化促进剂为DMP-30，使用量为5kg。
本申请还公开一种环保耐酸干挂胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)：制备A组分：
步骤1a)：将双酚A环氧树脂、环氧稀释剂、增韧剂混合，搅拌至均匀。
步骤1b)：往步骤1a)得到的物料内依次加入电气石、高岭石、多孔粉石英混合，搅拌至均匀，得到A组分。
步骤2)：制备B组分：
将固化剂、固化促进剂混合，搅拌至均匀，得到B组分。
步骤3)：配制：
在施工使用干挂胶前，将A组分与B组分混合，搅拌至均匀，得到成品。
实施例2
一种环保耐酸干挂胶，与实施例1的不同之处在于，
A组分与B组分以1:0.8的质量比混合。
A组分中：
聚氨酯环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶的质量比为1：0.8，即聚氨酯环氧树脂的使用量为0.56kg，羧基液体丁腈橡胶的使用量为0.44kg。
改性高岭石选用制备例2所制得的改性高岭石。
其余原料的用量不同。
A组分中各原料的具体用量详见表1。
B组分各原料的用量不同，固化剂的使用量为40kg，固化促进剂的使用量为6kg。
实施例3
一种环保耐酸干挂胶，与实施例1的不同之处在于，
A组分各原料的用量不同，具体用量详见表1。
B组分各原料的用量不同，固化剂的使用量为50kg，固化促进剂的使用量为2kg。
表1
实施例4
一种环保耐酸干挂胶，与实施例1的不同之处在于，高岭石为普通高岭石，即改性高岭石的使用量为0kg，普通高岭石的使用量为10kg。
实施例5
一种环保耐酸干挂胶，与实施例4的不同之处在于，电气石、高岭石、多孔粉石英的质量比为3：13：2。即电气石的使用量为3kg，普通高岭石的使用量为13kg，改性高岭石的使用量为0kg，多孔粉石英的使用量为2kg。
实施例6
一种环保耐酸干挂胶，与实施例4的不同之处在于，电气石、高岭石、多孔粉石英的质量比为6：8：5。即电气石的使用量为6kg，普通高岭石的使用量为8kg，改性高岭石的使用量为0kg，多孔粉石英的使用量为5kg。
实施例7
一种环保耐酸干挂胶，与实施例4的不同之处在于，电气石、高岭石、多孔粉石英的质量比为2：20：1。即电气石的使用量为2kg，普通高岭石的使用量为20kg，改性高岭石的使用量为0kg，多孔粉石英的使用量为1kg。
实施例8
一种环保耐酸干挂胶，与实施例1的不同之处在于，高岭石为改性高岭石，即改性高岭石的使用量为10kg，普通高岭石的使用量为0kg。
实施例9
一种环保耐酸干挂胶，与实施例1的不同之处在于，改性高岭石与普通高岭石以1：0.5的质量比混合，即改性高岭石的使用量为6.7kg，普通高岭石的使用量为3.3kg。
实施例10
一种环保耐酸干挂胶，与实施例1的不同之处在于，增韧剂为聚氨酯环氧树脂，即聚氨酯环氧树脂的使用量为2kg，羧基液体丁腈橡胶的使用量为0kg。
对比例
对比例1
一种环保耐酸干挂胶，与实施例4的不同之处在于，将电气石替换成等质量的凹凸棒石，即电气石的使用量为0kg，凹凸棒石的使用量为6kg。
对比例2
一种环保耐酸干挂胶，与实施例1的不同之处在于，将高岭石替换成等质量的云母粉，即高岭石的使用量为0kg，普通云母粉的使用量为6kg，改性云母粉的使用量为4kg。
对比例3
一种环保耐酸干挂胶，与实施例4的不同之处在于，将高岭石替换成等质量的云母粉，即高岭石的使用量为0kg，云母粉的使用量为10kg。
对比例4
一种环保耐酸干挂胶，与实施例4的不同之处在于，将多孔粉石英替换成等质量的海泡石，即多孔粉石英的使用量为0kg，海泡石的使用量为3kg。
对比例5
一种环保耐酸干挂胶，与实施例4的不同之处在于，电气石的使用量为0.5kg，高岭石的使用量为1.5kg，多孔粉石英的使用量为17kg。
性能检测试验
1、韧性：按照JC887-2001《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》对实施例1-10、对比例1-5的干挂胶进行弯曲弹性模量、冲击韧性进行检测。
2、强度：按照JC887-2001《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》对实施例1-10、对比例1-5的干挂胶进行石材-不锈钢压剪强度检测。
上述检测结果详见表2。
表2
根据表2中实施例4与对比例1、对比例3-5的检测数据对比可知，实施例4所制得的干挂胶在韧性、强度方面都较对比例1、对比例3-5的效果好。说明在电气石、高岭石、多孔粉石英的共同配合下，在受到塑性形变时，可以有效抑制裂缝扩展；并且，在限定三者的用量范围后，使体系具有良好的分散、稳定性，缓解了沉底、施工性能不好的问题。
根据表2中实施例4-6与实施例7的检测数据对比可知，在进一步限定电气石、高岭石、多孔粉石英的用量比例后，所制得的干挂胶在韧性、强度都能维持在较好的水平。发明人猜测，可能是因为在该限定下为基团之间提供了空间距离，使粒子分子内部的斥力降低，结构更加稳定。而破坏三者用量比例后，虽然能保持一定的韧性和强度，但是稳定性有所下降。
根据表2中实施例1与实施例4、8的检测数据对比可知，当高岭石为单一的改性高岭石时，韧性较为单一的普通高岭石有所提高，但是强度却有所下降。再结合实施例9的检测数据对比可知，在进一步限定两者之间的使用比例后，所制得的干挂胶在韧性、强度方面的性能都能达到较好的水平，甚至能够得到进一步提升；可能是发生了某些特殊配合。
根据表2中实施例1与实施例10的检测数据对比可知，增韧剂的具体选择及用量配合对干挂胶的韧性有影响。
根据表2中实施例1与对比例2的检测数据对比可知，并不是所有的填料进行改性处理，并限定改性与非改性填料之间的比例后，都能起到与本申请相似或相同的性能提升效果。需要进一步限定改性的原料为高岭石才能有良好效果。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种环保耐酸干挂胶，其特征在于，包括A组分和B组分，A组分和B组分以1：（0.8-1）的质量比混合；
按照质量份数，A组分包括以下组分：
40-60份双酚A环氧树脂、1-3份增韧剂、1-3份环氧稀释剂、2-10份电气石、5-20份高岭石、1-6份多孔粉石英；
B组分包括以下组分：
40-50份固化剂、2-6份固化促进剂。
2.根据权利要求1所述的环保耐酸干挂胶，其特征在于：所述电气石、高岭石、多孔粉石英的质量比为（3-6）：（8-13）：（2-5）。
3.根据权利要求1所述的环保耐酸干挂胶，其特征在于：所述高岭石包括改性高岭石；
改性高岭石的制备方法包括以下步骤：
将普通高岭石与硫酸溶液混合，搅拌插层，得到处理液；
加热处理液至90-120℃，反应3-6h，得到反应液；
往反应液加水浸出，固液分离，滤渣即为改性高岭石。
4.根据权利要求3所述的环保耐酸干挂胶，其特征在于：所述硫酸溶液的酸浓度为60-80%。
5.根据权利要求3或4所述的环保耐酸干挂胶，其特征在于：所述高岭石包括改性高岭石和普通高岭石，改性高岭石与普通高岭石以1：（1.5-2.5）的质量比混合。
6.根据权利要求1所述的环保耐酸干挂胶，其特征在于：所述增韧剂包括聚氨酯环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶、聚硫橡胶中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的环保耐酸干挂胶，其特征在于：所述增韧剂为聚氨酯环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶，聚氨酯环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶的质量比为1：（0.5-0.8）。
8.一种基于权利要求1-7任一项所述的环保耐酸干挂胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将双酚A环氧树脂、环氧稀释剂、增韧剂混合至均匀，然后再加入电气石、高岭石、多孔粉石英混合至均匀，得到A组分；
将固化剂、固化促进剂混合至均匀，得到B组分；
A组分与B组分混合至均匀，得到成品。
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