一种高强速凝型环氧树脂砂浆及其制备方法

文档序号:10526602阅读:585来源:国知局
一种高强速凝型环氧树脂砂浆及其制备方法
【专利摘要】一种高强速凝型环氧树脂砂浆及其制备方法,属于建筑材料技术领域,其特征在于是一种高强度、抗冲击、耐磨损和高粘结力的固结体密封填堵材料及其制备方法。该环氧树脂砂浆由树脂组分A、固化剂组分B和骨料组分C混合而成的建筑材料。该材料的制备方法为,首先将环氧树脂和环氧稀释剂搅拌均匀,再加入脱泡剂和偶联剂混合均匀之后,加入固化剂组分B搅拌均匀成改性环氧树脂浆液;接着把由石英砂和重质碳酸钙组成的骨料组分C搅拌均匀;最后,将改性环氧树脂浆液与搅拌均匀的由石英砂和重质碳酸钙组成的骨料C再继续进行搅拌均匀,常温下即得到高强速凝型环氧树脂砂浆材料,制备工艺简单、施工方便,固化速度快,具有优良的抗压强度。
【专利说明】
一种高强速凝型环氧树脂砂浆及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明一种高强速凝型环氧树脂砂浆及其制备方法,属于建筑材料技术领域,具 体涉及一种高强速凝型环氧树脂砂浆及制备方法,是一种高强度、抗冲击、耐磨损和高粘结 力的固结体密封填堵材料及其制备方法的技术方案,广泛适用于混凝土建筑及缺陷部分的 修补加固领域。
【背景技术】
[0002] 环氧树脂是一种在许多领域中广泛应用的合成树脂,含有极性高且不易水解的脂 肪族羟基和醚键,其漆膜具有附着力好、粘结性能高、耐化学腐蚀、耐磨和抗冻等优点,因而 被广泛用于建筑工程,但由于价格昂贵建筑工程上一般用作修补材料和各种涂料。环氧树 脂砂浆是以聚合物代替部分水泥和水,常辅以其他树脂及固化剂制备而成。环氧树脂砂浆 是一种高强度、抗冲击、耐磨损、高粘结力的固结体密封封堵材料,广泛应用于建筑物表面 及表面破坏后的修复,建筑物梁、柱、粧部分的裂缝、建筑物表面的蜂窝、漏洞和漏筋等缺陷 修补。与环氧树脂砂浆相比,水泥砂浆在使用中存在以下不足:第一、施工工期较长;第二、 水泥砂浆的早期强度较低。环氧树脂砂浆可以克服上述不足。
[0003] 目前,环氧树脂砂浆作为一种凝固快、黏度高的混有砂浆的灌浆料已经越来越受 到重视。我国环氧树脂砂浆的研究和应用发展较快,在某些领域取得了很大进展。比如中国 专利CN2010503971.X给出了环氧树脂砂浆的规范配比,一般为环氧树脂100质量份、固化剂 20-30质量份、稀释剂10-20质量份、耐酸粉料(石英粉)200质量份、细骨料(石英砂)300质量 份。这个配比给出了较大的固化剂用量范围,这样大的范围难以指导具体施工(固化剂用量 过大,则环氧树脂砂浆固化时间过短,影响继续施工;固化剂用量过小,则会长时间无法固 化,也会影响施工进度)。中国专利CN201210375635.0提供了一种环氧树脂砂浆及其制备方 法,但该专利提供的环氧树脂砂浆的环氧树脂及其填料所占比重高,砂浆黏度大,和易性不 好,不便于施工。综上所述,一种具有适宜固化时间和强度的环氧树脂砂浆亟待研制。

【发明内容】

[0004] 本发明一种高强速凝型环氧树脂砂浆及其制备方法,目的在于针对上述环氧树脂 砂浆的不足之处,解决上述现有技术中难以解决的问题,从而提供一种具有适宜的固化时 间,同时具有优良强度的环氧树脂砂浆及其制备方法。
[0005] 本发明一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料,其特征在于是一种抗压强度90MPa以 上,凝结时间控制在480-500min范围内的高强速凝型环氧树脂砂衆材料,该材料由树脂组 分A组分、固化剂组分B组分和骨料组分C混合而成,其中树脂组分A由100份环氧树脂、0.5~ 1.5份脱泡剂、1~5份偶联剂和20~25份环氧稀释剂组成;固化剂组分B由25~35份固化剂 和5~10份促进剂组成;石料组分C由300~450份石英砂和50~200份重质碳酸|丐组成。
[0006] 上述一种高强速凝型环氧树脂砂浆的制备方法,其特征在于该方法首先将环氧树 脂和环氧稀释剂搅拌均匀,之后再加入脱泡剂和偶联剂混合均匀;加入固化剂组分B搅拌均 匀成改性环氧树脂浆液;接着把由石英砂和重质碳酸钙组成的骨料组分C搅拌均匀;最后, 将改性环氧树脂浆液与搅拌均匀的由石英砂和重质碳酸钙组成的骨料C再继续进行搅拌均 匀,常温下即得到高强速凝型环氧树脂砂浆材料,具体的工艺方法步骤为:
[0007] 1)将环氧树脂和环氧稀释剂搅拌5~lOmin,之后再加入脱泡剂和偶联剂搅拌5~ lOmin,得到树脂组分A密封保存;
[0008] 2)将胺类固化剂和促进剂搅拌5~lOmin,所得固化剂组分B密封保存;
[0009] 3)将石英砂和重质碳酸钙拌合均匀,即得石料组分C;
[0010] 4)将树脂组分A、固化剂组分B和石料组分C按照环氧树脂、脱泡剂、偶联剂、环氧稀 释剂、固化剂、促进剂、石英砂和重质碳酸钙的质量比为100:(0.5~1.5):(1~5): (20~ 25): (25~35): (5~10): (300~450): (50~200)混合均匀,组分A、B混合后总质量与组分C 之比为1:4~1:2。
[0011] 上述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所述的树脂组分 A由100份环氧树脂、0.5~1.5份脱泡剂、1~5份偶联剂和20~25份环氧稀释剂组成;固化剂 组分B由25~35份固化剂和5~10份促进剂组成;石料组分C由300~450份石英砂和50~200 份重质碳酸钙组成,组分A、B混合后总质量与组分C之比为1:4~1:2。
[0012] 上述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所述的树脂组分 A配料的先后顺序是环氧树脂、环氧稀释剂、脱泡剂和偶联剂。
[0013] 上述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所述的环氧树脂 优先选用环氧当量为180~250的双酸A型环氧树脂(E51和E44)。
[0014] 上述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所述的环氧稀释 剂优先选用活性稀释剂,包括丁基缩水甘油醚、环氧丙烷丁基醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、 乙二醇二缩水甘油醚或丁二醇二缩水甘油醚。
[0015] 上述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所述的脱泡剂选 用有机硅类脱泡剂。
[0016] 上述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所述的偶联剂优 先选用硅烷类、锆铝酸酯、铝酸酯或钛酸酯类偶联剂,最好选用硅烷类偶联剂。
[0017] 上述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所述的胺类固化 剂为脂肪族胺类和改性脂肪族胺类化合物,包括三乙烯四胺、四乙烯五胺和聚酰胺中的一 种或多种组合。
[0018] 上述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所述的促进剂为 咪唑、酸酐类促进剂,其添加量为胺类固化剂质量组分的15%~30%。
[0019] 上述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所述的天然砂或 人工砂的平均粒径为300~800μπι。
[0020] 上述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所述的重质碳酸 钙的平均粒径为8~35μπι。
[0021] 上述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所述石英砂含水 率不高于1.5%。
[0022] 本发明一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料及其制备方法,优点在于:(1)原材料基 本无毒、制备简单;(2)固化温度适中,常温即可固化(见实施例),无需加热辅助,制备的材 料初凝时间可控性好(20分钟到数小时);(3)砂浆流动性好,施工方便;(4)固化温度范围较 宽(15°C~80°C),可以在较高的温度范围内使用;(5)试样强度高(见表1),封闭时间可大大 缩短。
【具体实施方式】
[0023]本发明通过大量的试验研究和反复验证,终于找到了一种高强速凝型环氧树脂砂 浆材料的最佳制备方法。下面结合几个有代表性的实施例来具体说明本发明的实施情况, 但下述实施例并不构成对本发明的限制。
[0024]实施方式1:
[0025]组分A:将100质量份环氧树脂、20质量份环氧稀释剂搅拌5min,之后再加入0.5质 量份脱泡剂和1质量份偶联剂搅拌l〇min,得到树脂组分A密封保存;
[0026]组分B:将25质量份固化剂和5质量份咪唑促进剂搅拌5min,所得固化剂组分B密封 保存;
[0027] 组分C:将300质量份、平均粒径为800μπι石英砂,50质量份、平均粒径为8μπι重质碳 酸钙拌合均匀,即得骨料组分C。
[0028]将树脂组分Α、固化剂组分Β和骨料组分C搅拌均匀,常温下即得到高强速凝型环氧 树脂砂浆材料,其相应性能见表1。
[0029]实施方式2:
[0030]组分A:将100质量份环氧树脂、25质量份环氧稀释剂搅拌5min,之后再加入1.5质 量份脱泡剂和5质量份偶联剂搅拌lOmin,得到树脂组分A密封保存;
[0031]组分B:将35质量份固化剂和10质量份咪唑促进剂搅拌5min,所得固化剂组分B密 封保存;
[0032] 组分C:将450质量份、平均粒径为300μπι石英砂,200质量份、平均粒径为35μπι重质 碳酸钙拌合均匀,即得骨料组分C。
[0033]将树脂组分Α、固化剂组分Β和石料组分C搅拌均匀,常温下即得到高强速凝型环氧 树脂砂浆材料,其相应性能见表1。
[0034]实施方式3:
[0035]组分Α:将100质量份环氧树脂、23质量份环氧稀释剂搅拌5min,之后再加入1质量 份脱泡剂和5质量份偶联剂搅拌lOmin,得到树脂组分A密封保存;
[0036]组分B:将30质量份固化剂和8质量份咪唑促进剂搅拌5min,所得固化剂组分B密封 保存;
[0037] 组分C:将350质量份石英砂、平均粒径为500μπι石英砂,150质量份、平均粒径为20μ m重质碳酸钙拌合均匀,即得骨料组分C。
[0038]将树脂组分A、固化剂组分B和石料组分C搅拌均匀,常温下即得到高强速凝型环氧 树脂砂浆材料,其相应性能见表1。
[0039]比较例1:
[0040] 组分A:将100质量份环氧树脂、25质量份环氧稀释剂搅拌5min,之后再加入1.5质 量份脱泡剂和5质量份偶联剂搅拌lOmin,得到树脂组分A密封保存;
[0041] 组分B:将25质量份固化剂和5质量份咪唑促进剂搅拌5min,所得固化剂组分B密封 保存;
[0042] 组分C:将300质量份、平均粒径为ΙΟΟΟμπι石英砂,50质量份、平均粒径为8μπι重质碳 酸钙拌合均匀,即得骨料组分C
[0043] 将树脂组分Α、固化剂组分Β和石料组分C搅拌均匀,常温下环氧树脂砂浆材料的性 能见表1。
[0044] 比较例2:
[0045] 组分Α:将100质量份环氧树脂、35质量份环氧稀释剂搅拌5min,之后再加入1.5质 量份脱泡剂和5质量份偶联剂搅拌lOmin,得到树脂组分A密封保存;
[0046] 组分B:将35质量份固化剂和10质量份咪唑促进剂搅拌5min,所得固化剂组分B密 封保存;
[0047] 组分C:将450质量份、平均粒径为300μπι石英砂,200质量份、平均粒径为35μπι重质 碳酸钙拌合均匀,即得骨料组分C。
[0048] 将树脂组分Α、固化剂组分Β和石料组分C搅拌均匀,常温下环氧树脂砂浆材料的性 能见表1。
[0049] 比较例3:
[0050] 组分Α:将100质量份环氧树脂、23质量份环氧稀释剂搅拌5min,之后再加入1质量 份脱泡剂和5质量份偶联剂搅拌lOmin,得到树脂组分A密封保存;
[0051] 组分B:将30质量份固化剂和8质量份咪唑促进剂搅拌5min,所得固化剂组分B密封 保存;
[0052] 组分C:将350质量份石英砂、平均粒径为500μπι石英砂,150质量份、平均粒径为0.5 μπι重质碳酸钙拌合均匀,即得骨料组分C。
[0053]将树脂组分Α、固化剂组分Β和石料组分C搅拌匀,常温下环氧树脂砂浆材料的性能 见表1。
[0054 ]参考有关国家标准和行业标准,对以上实施例及比较例进行力学性能检测,得到 固化物的性能见表1。
[0055]表1环氧树脂砂浆材料的性能
[0057]由表1可知,本发明的环氧树脂砂浆材料具有优良的抗压强度和适宜的凝结时间, 而比较例中环氧树脂砂浆材料的抗压强度较低,且材料的凝结时间不容易控制。
【主权项】
1. 一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料,其特征在于是一种抗压强度90 MPa以上,凝结 时间控制在480-500min范围内的高强速凝型环氧树脂砂衆材料,该材料由树脂组分A组分、 固化剂组分B组分和骨料组分C混合而成,其中树脂组分A由100份环氧树脂、0.5~1.5份脱泡 剂、1~5份偶联剂和20~25份环氧稀释剂组成;固化剂组分B由25~35份固化剂和5~10份促进 剂组成;石料组分C由300~450份石英砂和50~200份重质碳酸|丐组成。2. 权利要求1所述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于该方法 首先将环氧树脂和环氧稀释剂搅拌均匀,之后再加入脱泡剂和偶联剂混合均匀;加入固化 剂组分B搅拌均匀成改性环氧树脂浆液;接着把由石英砂和重质碳酸钙组成的骨料组分C搅 拌均匀;最后,将改性环氧树脂浆液与搅拌均匀的由石英砂和重质碳酸钙组成的骨料C再继 续进行搅拌均匀,常温下即得到高强速凝型环氧树脂砂浆材料,具体的工艺方法步骤为: 1) 将环氧树脂和环氧稀释剂搅拌5~IOmin,之后再加入脱泡剂和偶联剂搅拌5~IOmin, 得到树脂组分A密封保存; 2) 将胺类固化剂和促进剂搅拌5~lOmin,所得固化剂组分B密封保存; 3) 将石英砂和重质碳酸钙拌合均匀,即得石料组分C; 4) 将树脂组分A、固化剂组分B和石料组分C按照环氧树脂、脱泡剂、偶联剂、环氧稀释 剂、固化剂、促进剂、石英砂和重质碳酸钙的质量比为100:(0.5~1.5):(1~5): (20~25): (25~ 35) : (5~10) : (300~450) : (50~200)混合均匀,组分A、B混合后总质量与组分C之比为1:4~1: 2〇3. 按照权利要求2所述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所 述的树脂组分A配料的先后顺序是环氧树脂、环氧稀释剂、脱泡剂和偶联剂。4. 按照权利要求2所述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所 述的环氧树脂优先选用环氧当量为180~250的双酸A型环氧树脂:E51和E44。5. 按照权利要求2所述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所 述的环氧稀释剂优先选用活性稀释剂,包括丁基缩水甘油醚、环氧丙烷丁基醚、聚丙二醇二 缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚或丁二醇二缩水甘油醚。6. 按照权利要求2所述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所 述的脱泡剂选用有机硅类脱泡剂。7. 按照权利要求2所述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所 述的偶联剂优先选用硅烷类、锆铝酸酯、铝酸酯或钛酸酯类偶联剂,最好选用硅烷类偶联 剂。8. 按照权利要求2所述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所 述的胺类固化剂为脂肪族胺类和改性脂肪族胺类化合物,包括三乙烯四胺、四乙烯五胺和 聚酰胺中的一种或多种组合。9. 按照权利要求2所述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所 述的促进剂为咪唑、酸酐类促进剂,其添加量为胺类固化剂质量组分的15%~30%。10. 按照权利要求2所述一种高强速凝型环氧树脂砂浆材料的制备方法,其特征在于所 述的天然砂或人工砂的平均粒径为300~800μπι,含水率小于1.5%,重质碳酸钙的平均粒径为 8 ~35μπι〇
【文档编号】C04B26/14GK105884257SQ201610227375
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】何宏伟, 轩海成, 李雨泽, 高峰
【申请人】太原理工大学
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