CN117567076B - 一种快速抢修环氧树脂修补材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速抢修环氧树脂修补材料及其制备方法,所述方法包括以下步骤:步骤a,将双酚A型环氧树脂、稀释剂和增韧剂进行加热搅拌,然后冷却至室温得到组分1,其中增韧剂为剪切增稠液,包括二氧化硅与聚乙二醇;步骤b,将固化剂和促进剂进行加热搅拌,然后冷却至室温得到组分2,其中固化剂为含胺基和巯基化合物;步骤c,将骨料和填料在进行加热除去水分,然后冷却至室温并搅拌得到组分3;步骤d,将组分1、组分2和组分3进行充分混合搅拌。本发明提供的一种快速抢修环氧树脂修补材料及其制备方法,制备工艺简单,固化快和强度高,能够在短时间内达到很高的强度。

Description

一种快速抢修环氧树脂修补材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种快速抢修环氧树脂修补材料及其制备方法,属于混凝土裂缝修补技术领域。
背景技术
混凝土具有原料丰富,价格低廉,生产工艺简单等特点,同时还具有抗压强度高,耐久性好等优良性能,这使其应用十分广泛。随着中国经济的快速发展,混凝土建筑的数量急剧增加。但随着交通量的增加,大量的混凝土路面和桥梁都不可避免地要考虑到疲劳损伤和裂缝修补的问题。混凝土材料的疲劳损伤将导致混凝土建筑使用寿命的急剧下降,并大大降低建筑和驾驶安全。然而,许多修补材料存在修补时间长以及修补效果差等问题,因此迫切需要提高混凝土的修补性能。
目前,修补材料的种类繁多,根据胶凝材料的性能可分为无机类修补材料、有机类修补材料和无机有机复合类修补材料。无机类修补材料主要是地聚水泥、硫铝酸盐水泥和磷酸盐水泥等,有机类修补材料主要是沥青、丁苯胶乳、聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯和环氧树脂等。其中无机类修补材料虽然强度高、凝结快,但是其耐腐蚀能力很差,限制了其广泛应用,而有机类修补材料则有着优异的耐腐蚀性能,其中环氧树脂以优异的力学性能和粘接强度被广泛应于混凝土裂缝修补中,环氧树脂虽然具有高强度、良好的附着性、凝固时间可控、耐化学性以及高渗透性,优于其他聚合物,但是固化后环氧树脂存在交联度大、质密、易脆、耐冲击性差、容易裂开等问题。
专利CN 113249071A(公开日:2021年8月13日)报道了一种高弹性环氧树脂灌浆材料的制备方法,该方法将环氧树脂E-51、苄基缩水甘油醚、C12-C14烷基缩水甘油醚、聚醚胺、改性胺固化剂一定比例复配制成环氧树脂修补材料,该发明实现了低粘度的同时拥有较高的强度,且韧性优异,但是该固化剂使得环氧树脂E-51的固化时间长达6-7h,修补时间较长,很难应用于抢修抢建工程中。
专利CN 109135584 A(公开日:2019年1月4日)报道了一种混凝土裂缝填补环氧树脂胶,该修补材料由聚偏氟乙烯纳米纤维、甲基丙烯酸缩水甘油酯、沉淀硫酸钡、环保成膜剂、水盐过滤填料、纳米银系抗菌剂、硅酸盐水泥、六氢苯酐、环保稀释剂、聚烯烃类弹性体组成,该修补材料粘度低,具有良好的流动性,凝结速度快,早期强度高,但是其添加的原料较多,制备过程繁杂,成本较高。
专利CN 114315290 A(公开日:2022年4月12日)报道了一种C60高强度树脂混凝土及其制备工艺,该混凝土由石子、砂子、水泥、矿渣粉、粉煤灰、纤维、减水剂、水、环氧树脂和固化剂组成,该混凝土具有良好的搅拌性能和抗开裂性能,但是其配方中环氧树脂不仅含有液态环氧树脂,还含有固态环氧树脂,所需外加剂种类繁多,工艺复杂。
以上专利中描述的环氧树脂修补材料很难做到在短时间内达到很高的强度,通车时间长,一定程度上会影响修补效果,在一些抢修抢建工程中很难大规模应用,同时,制备工艺复杂,耗费大量时间对于工业化生产也极为不利,因此,在制备环氧树脂修补材料的过程中不仅要保证固化快和强度高,还要兼顾到制备工艺简单等问题
发明内容
本发明要解决的技术问题是,克服现有技术的缺陷,提供一种快速抢修环氧树脂修补材料及其制备方法,制备工艺简单,固化快和强度高,能够在短时间内达到很高的强度。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种快速抢修环氧树脂修补材料制备方法,包括以下步骤:
步骤a,将双酚A型环氧树脂、稀释剂和增韧剂进行加热搅拌,然后冷却至室温得到组分1,其中增韧剂为剪切增稠液,包括二氧化硅与聚乙二醇;
步骤b,将固化剂和促进剂进行加热搅拌,然后冷却至室温得到组分2,其中固化剂为含胺基和巯基化合物;
步骤c,将骨料和填料在进行加热除去水分,然后冷却至室温并搅拌得到组分3;
步骤d,将组分1、组分2和组分3进行充分混合搅拌。
步骤a中,加热搅拌温度为25-40℃,时间为30-50min;步骤b中,加热搅拌温度为30-50℃,时间为30-50min;步骤c中,加热温度为100-110℃,时间为60-90min,搅拌时间为10-30min;步骤d中,混合搅拌时间为3-10min。
步骤a中,双酚A型环氧树脂为环氧树脂E-51或者环氧树脂E-44;稀释剂为丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚中的任意一种或多种,稀释剂与双酚A型环氧树脂的质量比为5-20:100;增韧剂中二氧化硅与聚乙二醇的质量比为7:3,增韧剂与双酚A型环氧树脂的质量比为3-10:100。
步骤b中,固化剂与步骤a中双酚A型环氧树脂的质量比为30-40:100;促进剂为壬基酚、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、双酚A和4-叔丁基苯酚中的任意一种或多种,促进剂与固化剂的质量比为10-20:100。
骨料为AC-13细粒式沥青混凝土、玄武岩和珊瑚礁骨料中的任意一种或多种,其粒径为0.15-15mm,平均粒径为9.5-15mm的骨料占比16-21%,平均粒径为4.75-9.5mm的骨料占比19-23%,平均粒径为2.36-4.75mm的骨料占比17-18%,平均粒径为1.18-2.36mm的骨料13-15%,平均粒径为0.6-1.18mm的骨料占比10-13%,平均粒径为0.3-0.6mm的骨料占比8-11%,平均粒径为0.15-0.3mm的骨料占比为6-10%,骨料与步骤a中双酚A型环氧树脂的质量比为500-600:100;填料为硅微粉、硅酸盐水泥和粉煤灰中的任意一种或多种,其粒径为1-100μm,填料与步骤a中双酚A型环氧树脂的质量比为60-80:100。
固化剂的结构式为:
其中R1为1,2亚乙基或1,3亚丙基;R2为氢或甲基;R3为亚甲基或1,2亚乙基;R4为亚甲基或1,2亚乙基;其中n为正整数,表示聚合物中各部分的重复单元数,n的范围为20-60。
固化剂的制备方法包括以下步骤:
步骤e,将胺类化合物和环己酮加入反应器中,搅拌并升温至30-40℃后分2-5次加入甲醛水溶液,继续搅拌升温至80-90℃,恒温反应2-5h,在100-115℃下减压蒸馏,即得接枝产物;
步骤f,将接枝产物、聚醚大单体和催化剂加入反应器中,搅拌并升温至50-80℃,恒温反应1-3h,即得迈克尔加成产物;
步骤g,将迈克尔加成产物和催化剂加入反应器中,搅拌并升温至20-40℃,通入氢气,在0.3MPa下反应3-6h,即得催化还原产物;
步骤h,将催化还原产物、巯基酸类物质和催化剂加入反应器中,搅拌并升温至70-90℃,恒温反应3-5h,在100-115℃下减压蒸馏,提纯,即得到固化剂。
步骤e中,胺类化合物为乙二胺或者1,3-丙二胺,胺类化合物、环己酮和甲醛的摩尔比为1-1.2:1:1-1.5,甲醛水溶液中甲醛含量为30%-40%;步骤f中,聚醚大单体为烯丙醇聚氧乙烯醚、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和异戊烯醇聚氧乙烯醚中的任意一种或多种,聚醚大单体与接枝产物的摩尔比为1-1.2:1;催化剂为乙醇钠,催化剂与接枝产物的质量比为0.05-0.1:1;步骤g中,催化剂为铂,催化剂与迈克尔加成产物的质量比为0.05-0.1:1;步骤h中,巯基酸类物质为巯基乙酸或者3-巯基丙酸,巯基酸类物质与催化还原产物的摩尔比为2-2.2:1;催化剂为对甲苯磺酸,用量与催化还原产物的质量比为0.05-0.1:1。
一种快速抢修环氧树脂修补材料,由上述快速抢修环氧树脂修补材料制备方法制备得到。
本发明的有益效果:
1.本发明基于无机粒子增韧原理,将二氧化硅与聚乙二醇制成的剪切增稠液,,对环氧树脂强韧化改性,有效改善环氧树脂固化后脆性大、韧性差等问题,通过无机粒子表面存在大量的不饱和残键和活性基团,表面活性高,能够与树脂基体产生物理和化学交联,使得环氧树脂在外界冲击下能够产生更多的微裂纹,吸收更多的冲击能,同时无机粒子在变形过程中产生应力集中,阻碍裂纹在树脂中的扩展,起到防止开裂的效果,通过聚乙二醇对二氧化硅表面改性,能够有效地提高二氧化硅的表面稳定性,防止其团聚,增加其与环氧树脂的相容性。
2.本发明基于分子结构设计理论,通过“接枝+加成”的方式在环己酮上引入胺基与巯基,丰富了环氧固化剂的种类。其中,胺基和巯基均能与环氧基反应,两种基团协同效应,,能够使得环氧树脂即使在低温下也能够快速固化,加快环氧树脂的固化进程,拓宽了环氧树脂固化温度范围,同时引入长碳链能够降低粘度,提升环氧树脂固化物的韧性,加快强度增长,缩短通车时间,同时还能保持优异的强度。
3.从合成工艺上来看,该方法的合成过程简单,反应原料简单常见,所用各反应为普通操作工艺手段,无需复杂步骤或特殊反应,丰富了合成新型固化剂的制备方法,具有高效便捷、经济节能的特点,易于实现工业化生产。该合成过程对设备无特殊要求,不依赖于专用催化剂,而且具有分子可设计能力强、分子量可控、分子量分布窄、聚合度高等优点,具有很好的推广价值。
4.从工程应用来看,与传统修补材料相比,本发明制备的环氧树脂快速修补材料具有高早强、快固化、耐老化等特点和性能优势,并且体系粘度低,有利于实际工况下在复杂施工位置和施工连接处作业,应用于混凝土裂缝中强度增长快,施工质量高,具有较强的市场竞争力和广阔的应用前景。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述,以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
具体实施例1
首先将270g环氧树脂E-51、13.5g丁基缩水甘油醚和8.10g剪切增稠液加入到搅拌锅中,丁基缩水甘油与环氧树脂E-51的质量比为5:100,剪切增稠液与环氧树脂E-51的质量比为3:100,在25℃的条件下搅拌60min,得到组分1;将81g固化剂和8.1g壬基酚在30℃的条件下搅拌30min,固化剂与环氧树脂E-51的质量比为30:100,壬基酚与固化剂的质量比为10:100,得到组分2;将1350gAC-13和162g硅微粉在100℃的条件下加热60min,然后搅拌10min,冷却至室温,得到组分3,AC-13与环氧树脂E-51的质量比为500:100,硅微粉与环氧树脂E-51的质量比为60:100;最后将组分1、组分2和组分3置于同一搅拌锅内,搅拌3min,得到环氧树脂快速修补材料。其中AC-13骨料的级配为:
本实施例的固化剂通过如下方法制备得到:
(1)曼尼希接枝:将60g乙二胺和90g环己酮加入到三口烧瓶中,水浴加热,期间边搅拌边加热,待温度达到30℃时,每半小时加入含量为30%的甲醛水溶液50g,总共2次,待甲醛水溶液全部加入后,继续升温至80℃,恒温2h,之后在100℃条件下减压蒸馏,除去水分,得到接枝产物溶液;
(2)迈克尔加成:将接枝产物溶液置于三口烧瓶中,加入分子量为1000的烯丙醇聚氧乙烯醚102g和乙醇钠8.1g,在50℃的条件下搅拌1h,得到迈克尔加成产物;
(3)催化还原:在反应后的溶液中,加入13.15g铂作为催化剂,通入氢气,在0.3MPa、20℃的条件下搅拌溶液,反应3h,得到催化还原产物;
(4)酯化反应:在反应后的溶液加入184.24g巯基乙酸,和对甲苯磺酸13.15g,在70℃的条件下边搅拌边加热,反应3h,最后在100℃条件下减压蒸馏,提纯,冷却至室温,得到固化剂。
具体实施例2
首先将245.5g环氧树脂E-51、24.5g苄基缩水甘油醚和12.28g剪切增稠液加入到搅拌锅中,苄基缩水甘油醚与环氧树脂E-51的质量比为10:100,剪切增稠液与环氧树脂E-51的质量比为5:100,在30℃的条件下搅拌80min,得到组分1;将85.75g固化剂和12.87g2,4,6-三(二甲氨基甲基)在40℃的条件下搅拌40min,得到组分2,2,4,6-三(二甲氨基甲基)与固化剂的质量比为15:100,固化剂与环氧树脂E-51的质量比为35:100;将1350g玄武岩和171.85g硅酸盐水泥在105℃的条件下加热75min,然后搅拌20min,冷却至室温,得到组分3,玄武岩与环氧树脂E-51的质量比为550:100,硅酸盐水泥与环氧树脂E-51的质量比为70:100;最后将组分1、组份2和组份3置于同一搅拌锅内,搅拌5min,得到环氧树脂快速修补材料。其中AC-13骨料的级配为:
本实施例的固化剂通过如下方法制备得到:
(1)曼尼希接枝:将81.4g1,3-丙二胺和90g环己酮加入到三口烧瓶中,水浴加热,期间边搅拌边加热,待温度达到35℃时,每半小时加入含量为35%的甲醛水溶液35.71g,总共3次,待甲醛水溶液全部加入后,继续升温至85℃,恒温3h,之后在110℃条件下减压蒸馏,除去水分,得到接枝产物溶液;
(2)迈克尔加成:将接枝产物溶液置于三口烧瓶中,加入分子量为1500的甲基烯丙醇聚氧乙烯醚127.6g和乙醇钠15.60g,在65℃的条件下搅拌2h,得到迈克尔加成产物;
(3)催化还原:在反应后的溶液中加入铂23.76g,作为催化剂,通入氢气,在0.3MPa、30℃的条件下搅拌溶液,反应4h,得到催化还原产物;
(4)酯化反应:在反应后的溶液加入197.4g巯基乙酸,和对甲苯磺酸23.77g,在80℃的条件下边搅拌边加热,反应4h,最后在110℃条件下减压蒸馏,提纯,冷却至室温,得到固化剂。
具体实施例3
首先将225g环氧树脂E-44、45g1,4-丁二醇二缩水甘油醚和22.5g剪切增稠液加入到搅拌锅中,在40℃的条件下搅拌90min,得到组分1,1,4-丁二醇二缩水甘油醚与环氧树脂E-44的质量比为20:100,剪切增稠液与环氧树脂E-44的质量比为10:100;将90g固化剂和18g4-叔丁基苯酚在50℃的条件下搅拌50min,得到组分2,4-叔丁基苯酚与固化剂的质量比为20:100,固化剂与环氧树脂E-44的质量比为40:100;将1350g珊瑚礁骨料和180g粉煤灰在110℃的条件下加热90min,然后搅拌30min,冷却至室温,得到组分3,珊瑚礁骨料与环氧树脂E-44的质量比为600:100,粉煤灰与环氧树脂E-44的质量比为80:100;最后将组分1、2、3置于同一搅拌锅内,搅拌10min,得到环氧树脂快速修补材料。其中AC-13骨料的级配为:
本实施例的固化剂通过如下方法制备得到:
(1)曼尼希接枝:将72g乙二胺和90g环己酮加入到三口烧瓶中,水浴加热,期间边搅拌边加热,待温度达到40℃时,每半小时加入含量为40%的甲醛水溶液22.5g,总共5次,待甲醛全部水溶液加入后,继续升温至90℃,恒温5h,之后在115℃条件下减压蒸馏,除去水分,得到接枝产物溶液;
(2)迈克尔加成:将接枝产物溶液置于三口烧瓶中,加入分子量为2000的异戊烯醇聚氧乙烯醚156g和乙醇钠18.9g,在80℃的条件下搅拌3h,得到迈克尔加成产物;
(3)催化还原:在反应后的溶液中加入铂33.8g,作为催化剂,通入氢气,在0.3MPa、40℃的条件下搅拌溶液,反应6h,得到催化还原产物;
(4)酯化反应:在反应后的溶液加入233.2g3-巯基丙酸,和对甲苯磺酸33.8g,在90℃的条件下边搅拌边加热,反应5h,最后在115℃条件下减压蒸馏,提纯,冷却至室温,得到固化剂。
实施效果:
1.新型固化剂对环氧树脂体系的固化速率
通过测定实施例1-3中对应的环氧树脂体系(未掺加骨料和填料)的固化度,表征制备的新型固化剂对环氧树脂固化速率的影响。将各实施例中所合成固化剂分别掺入到环氧树脂中,采用溶胀平衡法测量在不同时间下环氧树脂体系的固化度。比较例所用固化剂为传统乙二胺固化剂,比较例1-3中除了固化剂的种类不同,其他条件(原材料种类及掺量)分别对应实施例1-3,实验结果见表1。
为考察本发明制备的新型固化剂对环氧树脂体系粘度的影响,测定了各实施例中对应的环氧树脂体系的粘度。实验按照GB/T2314-2008《塑料环氧树脂粘度测定方法》进行。比较例所用固化剂为传统乙二胺固化剂,比较例1-3中除了固化剂的种类不同,其他条件(原材料种类及掺量)分别对应实施例1-3,实验结果见表2。
表1环氧树脂固化度随时间变化趋势
从表1中可以看出,本发明合成的新型固化剂能够大幅提高环氧树脂固化交联网络的形成速度,能够在短时间内快速提高环氧树脂的固化度,显著提升了固化效率。
表2环氧树脂体系粘度结果
序号 粘度(mPa·S)
比较例1 1854.6
比较例2 2004.7
比较例3 2198.4
实施例1 640.5
实施例2 513.4
实施例3 436.1
从表2中可以看出,本发明方法合成的环氧树脂快速修补材料在30%-40%的固化剂掺量,5%-20%稀释剂掺量的条件下均具有较低的粘度,符合抢修抢建工程的要求。
2.环氧树脂快速修补材料凝结时间和力学性能
为考察本发明制备的新型固化剂对环氧树脂快速修补材料凝结时间的影响,测定了各实施例中对应的环氧树脂快速修补材料的凝结时间。实验按照SL/T807-2021《水工建筑物环氧树脂灌浆材料技术规范》进行。比较例所用固化剂为传统乙二胺固化剂,比较例1-3中除了固化剂的种类不同,其他条件(原材料种类及掺量)分别对应实施例1-3,实验结果见表3。
表3环氧树脂快速修补材料凝结时间性能结果
序号 凝结时间(min)(25℃)
比较例1 87
比较例2 81
比较例3 78
实施例1 41
实施例2 46
实施例3 54
从表3中可以看出,本发明制备的新型固化剂能够使得环氧树脂快速固化,缩短凝结时间,幅度最大可达50%以上。
为了探究制备的环氧树脂快速修补材料及其所含新型固化剂对力学性能的贡献,测定了各实施例对应的环氧树脂快速修补材料的2h抗压、抗折和粘接强度。实验按照JT/T1211.2-2019《公路工程水泥混凝土用快速修补材料第二部分:聚合物树脂修补材料》进行,固化条件均为25℃×2h。比较例所用固化剂为传统乙二胺固化剂,比较例1-3中除了固化剂的种类不同,其他条件(原材料种类、掺量、骨料级配及搅拌时间)分别对应实施例1-3,实验结果见表4。
表4环氧树脂快速修补材料力学性能
序号 抗压强度(MPa) 抗折强度(MPa) 粘接强度(MPa)
比较例1 68.42 5.13 1.54
比较例2 70.24 5.86 2.07
比较例3 69.37 5.34 1.94
实施例1 88.24 9.65 3.12
实施例2 110.35 17.36 3.55
实施例3 95.61 14.54 3.11
从表4中可以看出,本发明制备的环氧树脂快速修补材料具有优异的力学强度,其抗压强度和抗折强度均快速增长,均大于各比较例,并且粘接强度高,能够与修补层形成优异的粘接力,具有优良的修补效果。
3.环氧树脂快速修补材料耐久性能
为了考察制备的环氧树脂快速修补材料及其所含新型固化剂对耐久性能的贡献,测定了其耐酸性、耐碱性、耐候性和耐老化性能。
耐酸性是在质量分数为5%的硫酸溶液中浸泡7d,耐碱性是在质量分数为5%的氢氧化钠溶液中浸泡7d,然后观察材料表面的变化,耐酸性和耐碱性的评价标准为:①优秀:几乎无剥落现象;②良好:轻微剥落且剥落率≤10%;③较差:剥落率>10%。
耐候性是在氙灯耐候试验箱中使用氙灯进行测试,测试时间为2000h,然后检测环氧树脂快速修补材料的表面光泽变化情况并进行评价,标准如下:①优秀:表面变化率≤5%;②良好:5%<表面变化率≤10%;③较差:表面变化率>10%。
比较例所用固化剂为传统乙二胺固化剂,比较例1-3中除了固化剂的种类不同,其他条件(原材料种类、掺量、骨料级配及搅拌时间)分别对应实施例1-3。实验结果见表5。
表5环氧树脂快速修补材料耐酸性、耐碱性和耐候性
比较例1 比较例2 比较例3 实施例1 实施例2 实施例3
耐酸性 良好 良好 良好 优秀 优秀 优秀
耐碱性 良好 较差 较差 优秀 优秀 优秀
耐候性 较差 较差 较差 优秀 优秀 优秀
耐老化性能是在紫外老化箱中测试,温度设置为50℃,通入空气,老化时间为14d,然后测试其力学性能,并与老化前的性能进行对比。
比较例所用固化剂为传统乙二胺固化剂,比较例1-3中除了固化剂的种类不同,其他条件(原材料种类、掺量、骨料级配及搅拌时间)分别对应实施例1-3。实验结果见表6。
表6环氧树脂快速修补材料耐老化性能
从表5中可以看出,采用新型固化剂制备的环氧树脂快速修补材料具有良好的耐酸性、耐碱性和耐候性,性能有了明显提升。从表6中可以看出,新型固化剂制备的环氧树脂快速修补材料在紫外老化后虽然各项性能有一定下降,但仍能保持较高的强度,强度保持率在90%以上,且下降程度均小于比较例,具有优异的工程应用性能。
以上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 (4)

1.一种快速抢修环氧树脂修补材料制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤a,将双酚A型环氧树脂、稀释剂和增韧剂进行加热搅拌,然后冷却至室温得到组分1,其中增韧剂为剪切增稠液,包括二氧化硅与聚乙二醇,加热搅拌温度为25-40℃,时间为30-50min;步骤b中,加热搅拌温度为30-50℃,时间为30-50min;步骤c中,加热温度为100-110℃,时间为60-90min,搅拌时间为10-30min;步骤d中,混合搅拌时间为3-10min,双酚A型环氧树脂为环氧树脂E-51或者环氧树脂E-44;稀释剂为丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚中的任意一种或多种,稀释剂与双酚A型环氧树脂的质量比为5-20:100;增韧剂中二氧化硅与聚乙二醇的质量比为7:3,增韧剂与双酚A型环氧树脂的质量比为3-10:100;
步骤b,将固化剂和促进剂进行加热搅拌,然后冷却至室温得到组分2,其中固化剂为含胺基和巯基化合物,固化剂与步骤a中双酚A型环氧树脂的质量比为30-40:100;促进剂为壬基酚、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、双酚A和4-叔丁基苯酚中的任意一种或多种,促进剂与固化剂的质量比为10-20:100,固化剂的结构式为:
其中R1为1,2亚乙基或1,3亚丙基;R2为氢或甲基;R3为亚甲基或1,2亚乙基;R4为亚甲基或1,2亚乙基;其中n为正整数,表示聚合物中各部分的重复单元数,n的范围为20-60;
步骤c,将骨料和填料在进行加热除去水分,然后冷却至室温并搅拌得到组分3,骨料为AC-13细粒式沥青混凝土、玄武岩和珊瑚礁骨料中的任意一种或多种,其粒径为0.15-15mm,平均粒径为9.5-15mm的骨料占比16-21%,平均粒径为4.75-9.5mm的骨料占比19-23%,平均粒径为2.36-4.75mm的骨料占比17-18%,平均粒径为1.18-2.36mm的骨料13-15%,平均粒径为0.6-1.18mm的骨料占比10-13%,平均粒径为0.3-0.6mm的骨料占比8-11%,平均粒径为0.15-0.3mm的骨料占比为6-10%,骨料与步骤a中双酚A型环氧树脂的质量比为500-600:100;填料为硅微粉、硅酸盐水泥和粉煤灰中的任意一种或多种,其粒径为1-100μm,填料与步骤a中双酚A型环氧树脂的质量比为60-80:100;
步骤d,将组分1、组分2和组分3进行充分混合搅拌。
2.根据权利要求1所述的一种快速抢修环氧树脂修补材料制备方法,其特征在于:固化剂的制备方法包括以下步骤:
步骤e,将胺类化合物和环己酮加入反应器中,搅拌并升温至30-40℃后分2-5次加入甲醛水溶液,继续搅拌升温至80-90℃,恒温反应2-5h,在100-115℃下减压蒸馏,即得接枝产物;
步骤f,将接枝产物、聚醚大单体和催化剂加入反应器中,搅拌并升温至50-80℃,恒温反应1-3h,即得迈克尔加成产物;
步骤g,将迈克尔加成产物和催化剂加入反应器中,搅拌并升温至20-40℃,通入氢气,在0.3MPa下反应3-6h,即得催化还原产物;
步骤h,将催化还原产物、巯基酸类物质和催化剂加入反应器中,搅拌并升温至70-90℃,恒温反应3-5h,在100-115℃下减压蒸馏,提纯,即得到固化剂。
3.根据权利要求2所述的一种快速抢修环氧树脂修补材料制备方法,其特征在于:步骤e中,胺类化合物为乙二胺或者1,3-丙二胺,胺类化合物、环己酮和甲醛的摩尔比为1-1.2:1:1-1.5,甲醛水溶液中甲醛含量为30%-40%;步骤f中,聚醚大单体为烯丙醇聚氧乙烯醚、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和异戊烯醇聚氧乙烯醚中的任意一种或多种,聚醚大单体与接枝产物的摩尔比为1-1.2:1;催化剂为乙醇钠,催化剂与接枝产物的质量比为0.05-0.1:1;步骤g中,催化剂为铂,催化剂与迈克尔加成产物的质量比为0.05-0.1:1;步骤h中,巯基酸类物质为巯基乙酸或者3-巯基丙酸,巯基酸类物质与催化还原产物的摩尔比为2-2.2:1;催化剂为对甲苯磺酸,用量与催化还原产物的质量比为0.05-0.1:1。
4.一种快速抢修环氧树脂修补材料,其特征在于:由权利要求1到3任一项所述快速抢修环氧树脂修补材料制备方法制备得到。
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