一种抗冲磨环氧树脂砂浆及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于水工建筑材料技术领域，特别设及一种抗冲磨环氧树脂砂浆及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 水电站大巧泄水建筑物长期经受高速水流、含沙水流、推移质水流的高强度冲刷 和冲磨，W此导致的泄水建筑物的冲磨破坏十分严重，极大的影响了水工建筑物的使用寿 命，难W保障水电站的安全运行。使用抗冲磨环氧树脂砂浆提高过流面混凝±的抗冲磨能 力是解决运一难题的重要途径。因此，提高环氧树脂砂浆的抗冲磨性能具有非常重要的意 义。
[0003] 中国发明专利200410031153. 9提供一种环氧树脂砂浆及其制备方法。该发明首 先将适量的稀释剂加入环氧树脂中揽拌均匀，制备过程中可W根据需要适当加热，再将适 量的中砂加入进去，并再次充分揽拌均匀，然后进行包装，形成A组分；将固化剂称量后单 独包装，形成B组分，施工时按照比例将A组分和B组分混合，形成砂浆。该发明的实施例 中未公开相应力学性能和抗冲磨性能的具体数据。
[0004] 中国发明专利201310256623. 0提供了一种抗冲磨环氧树脂砂浆及其制备方法。 该发明通过环氧树脂的固化将固体填料固定在Ξ维网络结构中，同时通过醒酬缩合与环氧 树脂形成互穿网络结构W及改性柔性固化剂来提高环氧砂浆的初性，从而提高环氧树脂砂 浆的抗冲耐磨性能和耐久性。该发明中制备的环氧砂浆需要使用甲醒、慷醒等原材料，最终 固化剂的制备需要完全脱水，能耗高，工艺路线不够环保和简洁。
[0005] 中国发明专利201310413242. 9提供了一种改性环氧砂浆抗冲磨修补材料。该发 明W低粘度的改性环氧树脂、低反应热的聚酸胺类固化剂为粘结基料，W橡胶弹性体为增 初体系，W-定级配的高耐磨性骨料为填充骨料，辅W多种助剂，得到了具有高抗压强度、 高粘结强度、高抗冲耐磨性、高弹性和初性、高抗冲击性能的改性环氧砂浆抗冲磨修补材 料。该发明中使用的聚酸胺固化剂固化反应速度较慢，环氧树脂固化的初凝时间较长，导致 环氧树脂砂浆的强度发展较慢；并且在昼夜溫差变化较大的地区容易导致固化速度非常不 均匀，造成应力集中，导致砂浆涂层剥落。
[0006] 超高分子量聚乙締纤维是分子量在100万~500万的聚乙締所纺出的纤维，是目 前世界上比强度和比模量最高的纤维，主要用于防弹衣、防弹头盎、军用设施和设备的防弹 装甲、航空航天等军事领域。较高的断裂吸收能和冲击吸收能使其具有突出的抗冲击性和 抗切割性，并且具有耐磨性好，摩擦系数小，抗冲磨性能较高的特点。超高分子量聚乙締纤 维增强型抗冲磨环氧树脂砂浆结合了环氧树脂砂浆的高强度的力学性能和超高分子量聚 乙締纤维的抗冲磨性能，在水工建筑材料技术领域仍处于空白产业，是能够大幅度提高环 氧树脂抗冲磨性能的先进技术途径之一。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术中抗冲磨环氧树脂砂浆初性不足及生产工艺路线不够环保和简洁 的缺点，本发明提供了一种构思不同的技术方案，提供一种超高分子量聚乙締纤维增强型 的抗冲磨环氧树脂砂浆。本发明通过环氧树脂的固化将超高分子量聚乙締纤维固定在Ξ维 网络结构中，不仅保留了环氧树脂本身优异的力学性能，而且大大提高了环氧树脂砂浆的 初性和抗冲磨性能。
[0008] 本发明的另一目的在于提供一种抗冲磨环氧树脂砂浆的制备方法。
[0009] 本发明的目的可W通过W下技术方案实现：
[0010] 一种抗冲磨环氧树脂砂浆，由W下按重量份计算的成分组成：
[0011] 环氧树脂： 100份 活性稀释剂： UT30份 超高分子量聚乙締纤维： 目~巧份 石英砂: 540~990份 固化剂： 25~;巧份；
[0012] 所述超高分子量聚乙締纤维的分子量在100万~500万之间。
[0013] 为了克服冬季施工的粘度较大，需要加热的缺点，所述环氧树脂选自粘度较低的 双酪A型环氧树脂E-51，从南亚昆山树脂生产厂购得。
[0014] 为了进一步增强稀释效果，同时提高产品的施工性能，所述活性稀释剂选自正下 基缩水甘油酸、苄基缩水甘油酸、C12~14烷基缩水甘油酸中的至少一种。
[0015] 为了大幅度提升环氧树脂砂浆的抗冲磨性能，所述超高分子量聚乙締纤维选自分 线密度为1. 21化ex,长度为l-6mm规格中的至少一种，从中国石化仪征化纤股份有限公司 购得。
[0016] 为了进一步提高环氧树脂砂浆的抗冲磨性能，所述的石英砂为级配石英砂，所述 各级配石英砂所占质量百分比为：
[0017] 10 ~50 目：5 ~10%，
[001 引 50 ~100 目：10 ~40%，
[0019] 100 ~200 目：20 ~60%，
[0020] 大于 200 目：7. 5 ~30%。
[0021] 为了提高环氧树脂砂浆的强度，同时保证产品的施工性能，所述的固化剂选自粘 度较低，具有一定初性和耐化学腐蚀性的二乙締=胺与下基缩水甘油酸的加成物，是已知 物质，可W从长沙市化工研究所购得，牌号为593。
[0022] 本发明所述的一种抗冲磨环氧树脂砂浆的制备方法，包括如下步骤：
[0023] (1)将环氧树脂、活性稀释剂、超高分子量聚乙締纤维和石英砂揽拌均匀，然后进 行包装得组分A;
[0024] 似将固化剂称量后单独包装，形成组分B;
[00巧](3)在施工的时候，将组分A和组分B混合均匀，得所述抗冲磨环氧树脂砂浆。
[0026] 与现有技术相比，本发明具有如下的优点和效果：
[0027] (1)本发明提供一种构思不同的技术方案制备的抗冲磨环氧树脂砂浆具有优异的 抗冲磨性能，抗冲磨强度> 2化/(kg/m2)，比不含超高分子量聚乙締纤维的环氧树脂砂浆提 高了 15~20倍；
[0028] (2)本发明所述的抗冲磨环氧树脂砂浆具有超高的初性，折压比> 0. 5,克服了环 氧树脂砂浆比较脆的缺点；
[0029] (3)本发明所述的抗冲磨环氧树脂砂浆制备方法简单，生产环保安全。
【具体实施方式】
[0030] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0031] 超高分子量聚乙締纤维增强型抗冲磨环氧树脂砂浆的性能测试按照化/ T5193-2004《氧树脂砂浆技术规程》中相关规定执行。试样成型与养护溫度为23 + 2Γ，相 对湿度50 + 5%。
[0032] 各实施例中所述抗冲磨环氧树脂砂浆的制备方法，包括如下步骤：
[0033] (1)将环氧树脂、活性稀释剂、超高分子量聚乙締纤维和石英砂揽拌均匀，然后进 行包装得组分A;
[0034] 似将固化剂称量后单独包装，形成组分B;
[003引做在施工的时候，将组分A和组分B混合均匀，得超高分子量聚乙締纤维增强型 抗冲磨环氧树脂砂浆。
[0036] 各实施例和对比例的配方比例与性能数据如表1和表2所示。
[0037] 表1各实施例及对比例的原材料配方
[0038]
[0039]
[0042]
[0043] 注：[1]材料的初性可W使用折压比来进行比较，折压比二抗折强度/抗压强度， 折压比越大，材料初性越好。
[0044] 其中对比例1~3给出了在分别没有超高分子量聚乙締纤维的条件下抗冲磨环氧 树脂砂浆的配方，与实施例1~3对比发现，超高分子量聚乙締纤维增强型抗冲磨环氧树脂 砂浆折压比大幅度提高，初性很高，同时28天抗冲磨强度提升了 15~20倍。从实施例1~ 8可W看出，7天抗压强度基本达到了 28天的抗压强度的95%W上，表明该环氧树脂砂浆的 强度发展较快，缩短了养护时间。发明人认为，超高分子量聚乙締纤维能够大幅度提升环氧 树脂砂浆初性和抗冲磨强度的原因是环氧树脂的固化把超高分子量聚乙締纤维固定在Ξ 维网络结构中，不仅保留了环氧树脂本身优异的力学性能，而且把超高分子量聚乙締纤维 优异的抗冲击和抗冲磨性能引入进去，大大提高了环氧树脂砂浆的初性和抗冲磨性能。
【主权项】
1. 一种抗冲磨环氧树脂砂浆，其特征在于，由以下按重量份计算的成分组成： 环氧树脂： 100份 活性稀释剂： 10~30份 超高分子量聚乙烯纤维：5~15份 石英砂： 540~990份 固化剂： 25~35份； 所述超高分子量聚乙稀纤维的分子量在100万~500万之间。2. 根据权利要求1所述的一种抗冲磨环氧树脂砂浆，其特征在于，所述环氧树脂为双 酚A型环氧树脂E-51，从南亚昆山树脂生产厂购得。3. 根据权利要求1所述的一种抗冲磨环氧树脂砂浆，其特征在于，所述活性稀释剂选 自正丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、C12~14烷基缩水甘油醚中的至少一种。4. 根据权利要求1所述的一种抗冲磨环氧树脂砂浆，其特征在于，所述超高分子量聚 乙烯纤维选自线密度为1. 21dtex，长度为1-6_规格中的至少一种，从中国石化仪征化纤 股份有限公司购得。5. 根据权利要求1所述的一种抗冲磨环氧树脂砂浆，其特征在于，所述的石英砂为级 配石英砂，所述各级配石英砂所占质量百分比为： 10~50 目：5~10%， 50~100 目：10~40%， 100~200 目：20~60%， 大于200目：7· 5~30%。6. 根据权利要求1所述的一种抗冲磨环氧树脂砂浆，其特征在于，所述固化剂选自二 乙烯三胺与丁基缩水甘油醚的加成物，可以从长沙市化工研究所购得，牌号为593。7. 权利要求1至6任一项所述的一种抗冲磨环氧树脂砂浆的制备方法，其特征在于，包 括如下步骤： (1) 将环氧树脂、活性稀释剂、超高分子量聚乙烯纤维和石英砂搅拌均匀，然后进行包 装得组分A; (2) 将固化剂称量后单独包装，形成组分B; (3) 在施工的时候，将组分A和组分B混合均匀，得所述抗冲磨环氧树脂砂浆。
【专利摘要】本发明公开了一种抗冲磨环氧树脂砂浆及其制备方法。所述抗冲磨环氧树脂砂浆由以下按重量份计算的成分组成：环氧树脂：100份；活性稀释剂：10~30份；超高分子量聚乙烯纤维：5~15份；石英砂：540~990份；固化剂：25~35份；所述超高分子量聚乙烯纤维的分子量在100万～500万之间。本发明所述抗冲磨环氧树脂砂浆具有优异的抗冲磨性能，抗冲磨强度比不含超高分子量聚乙烯纤维的环氧树脂砂浆提高了15~20倍，克服了环氧树脂砂浆比较脆的缺点，且制备方法简单，生产环保安全。
【IPC分类】C04B111/20, C04B26/14
【公开号】CN105366994
【申请号】CN201510744425
【发明人】尹浩, 孙德文, 冉千平, 李波, 李玉亭, 万赟
【申请人】江苏苏博特新材料股份有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年11月5日