一种耐热性能好固化时间18个月的预应力钢绞线缓粘结剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种耐热性能好固化时间18个月的预应力钢绞线缓粘结剂，其组分及重量份数如下：环氧树脂100；稀释剂5～15；胺类固化剂7～8；填料50～80。本缓粘结剂使用固化温度较高的改性芳香胺作为固化剂的成分之一，保证了本缓粘结剂的高耐热性，同时为了克服芳香胺活性低、韧性低的缺点，在固化剂中添加酚醛胺提高活性及耐热性、添加聚醚胺提高韧性，三种胺类按一定比例混合均匀制成耐热性能好、韧性高的固化剂。
【专利说明】一种耐热性能好固化时间18个月的预应力钢绞线缓粘结 剂
【技术领域】
[0001] 本发明属于预应力领域，涉及预应力钢绞线用的缓粘结剂，尤其是一种耐热性能 好固化时间18个月的预应力钢绞线缓粘结剂。
【背景技术】
[0002] 缓粘结预应力技术是对传统预应力技术的又一次重大革新，是预应力技术不断 发展，不断进步的创新产物。缓粘结预应力技术秉承无粘结预应力技术简便宜行的施工优 点，克服有粘结预应力技术施工工艺复杂、节点使用条件受限的弊端，其简单的施工工艺、 优良的力学指标，使结构的抗震性能得到显著改善。
[0003] 缓粘结预应力技术研究大约持续了 20年，日本在1987年开始研制缓粘结预应力 钢筋，并于1996年开始应用于桥梁的横向预应力部位，2001年应用在桥梁的纵向预应力 部位。我国于1995年左右开始研究缓粘结预应力技术，主要的材料形式为缓凝砂浆，采 用手工涂抹和缠绕的方法现场制作，没有开展大批量的生产和工程应用。21世纪初，我国 开始研制以树脂为缓粘介质的缓粘结预应力钢筋，并在天津某工程项目中试点应用，掀开 了缓粘结预应力技术创新、研究及应用崭新的一页。
[0004] 缓粘结预应力的核心技术是缓凝材料的研制。缓粘结预应力钢筋采用的专用缓凝 材料，完全有别于无粘结预应力钢筋的专用润滑油脂，也与有粘结钢筋的后注灌浆料不尽 相同，其独到的缓凝作用机理保证了缓粘结预应力钢筋在张拉前不凝结，张拉后逐渐凝结 硬化达到与有粘结预应力钢筋相似的力学效果。目前缓凝材料主要有两类：一类为缓凝砂 浆，另一类为缓凝胶粘剂。
[0005] 缓凝砂浆是由水泥、水、砂和复合缓凝添加剂按照一定比例搅拌而成。其缓凝机理 是通过阻碍正常水化作用和钙钒石结晶的快速生成而达到缓凝效果。
[0006] 以缓凝胶粘剂为介质的缓粘结预应力的作用机理是在预应力钢筋的外侧周围、高 密度聚乙烯护套的内部涂装一定厚度的缓凝材料，其前期具有一定的流动性及对钢材良 好的附着性，随时间推移缓凝胶粘剂逐渐固化，与预应力钢筋、外包护套之间产生粘结力。 外包裹的高强度护套材料表面压有波纹，与有粘结预应力钢筋的波纹管接近，从而与混凝 土良好粘结，形成与有粘结预应力钢筋相同的力学效果。
[0007] 通过检索，发现如下两篇公开的专利文献：
[0008] 1、一种缓粘结预应力筋用的胶粘剂（CN1425731A)，提供一种缓粘结预应力筋用的 胶粘剂，胶粘剂所用的材料由环氧树脂、增塑剂、固化剂和填料几部分组成，其重量比为环 氧树脂：100、增塑剂：6?12、固化剂：4?26、填料：150?350。
[0009] 该发明中所用的固化剂为双氰胺，双氰胺属于高温型的环氧树脂固化剂，固化温 度比较高，通常为（160?180°C V(6?20min)，而目前缓粘结剂的标准要求为：在室温条 件下固化，固化时间为180?720天。显然，上述胶黏结无法满足标准要求。
[0010] 2、一种缓粘结预应力筋用的胶粘剂（CN1775889A)涉及一种缓粘结预应力筋用的 胶粘剂，它由双酚一 A型环氧树脂、活性稀释剂双酚A二甘油醚、非活性稀释剂邻苯二甲酸 二丁脂、固化剂聚酰胺树脂、活性增韧剂热塑性聚氨酯及填料水泥组成。
[0011] 该发明中使用的固化剂为聚酰胺树脂，聚酞胺类属于传统固化剂，在温度在15? 25°C固化很慢，配胶量也大，但当温度高于35°C时适用期迅速缩短，不便操作，加上粘度 太高，无法容纳更多填充料而制约了其在建筑胶的推广。
【发明内容】
[0012] 本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种符合国家标准要求，而且 突出具有显著耐高温性能的固化时间18个月的预应力钢绞线缓粘结剂。
[0013] 本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
[0014] 一种耐热性能好固化时间18个月的预应力钢绞线缓粘结剂，其组分及重量份数 如下：
[0015] 环氧树脂，100
[0016] 稀释剂，5?15
[0017] 胺类固化剂，7?8
[0018] 填料，50 ?80。
[0019] 而且，所述的环氧树脂为双酚A环氧树脂或二苯基硅二醇改性双酚A型环氧树脂。
[0020] 而且，所述的稀释剂为活性稀释剂或非活性稀释剂或活性稀释剂与非活性稀释剂 的组合。
[0021] 而且，所述的活性稀释剂为单环氧稀释剂或双环氧稀释剂或单环氧稀释剂与双环 氧稀释剂按比例复配的混合物。
[0022] 而且，所述的非活性稀释剂为脂类或脂类混合物。
[0023] 而且，所述的胺类固化剂为改性芳香胺、酚醛胺、聚醚胺的两种或三种的混合物。
[0024] 而且，所述改性芳香胺：酚醛胺：聚醚胺的质量比为1?2 :1?3 :0?3。
[0025] 而且，所述的芳香胺为DDM或DDS或DETD。
[0026] 而且，所述的填料为纳米碳酸钙或石英粉。
[0027] 而且，在本缓粘结剂组分中还包含有增韧剂，所述的增韧剂为丁腈橡胶，其重量份 数为10。
[0028] 本发明的优点和积极效果是：
[0029] 1、本缓粘结剂采用混合胺作为固化剂，芳香胺分子结构中，胺基上的N与苯环直 接相连，因此其反应活性较差，多数需要中、高温固化，由于分子中含有刚性苯环结构，固化 产物的耐热性能较好，经过改性的芳香胺反应活性有所提高，可在室温下固化环氧树脂，但 是固化时间较长，反应程度较低；酚醛胺是以某种初级胺与苯酚、甲醛等进行Mannich缩合 反应而成的一类改性固化剂，它具有如下优点：降低了初级胺的挥发性、刺激性和毒性，配 合比范围不像初级胺那么严格，分子内引入了酚醛骨架结构，提高了化合物的热变形温度， 分子内引入酚羟基，使固化反应活性大大增加；酚醛胺与芳香胺混合使用提高了固化剂的 活性，耐热性增强，同时添加聚醚胺，增强体系的韧性。
[0030] 2、本缓粘结剂使用固化温度较高的改性芳香胺作为固化剂的成分之一，保证了本 缓粘结剂的高耐热性，同时为了克服芳香胺活性低、韧性低的缺点，在固化剂中添加酚醛胺 提高活性及耐热性、添加聚醚胺提高韧性，三种胺类按一定比例混合均匀制成耐热性能好、 韧性高的固化剂。
[0031] 3、本缓粘结剂的固化之间设计为540天，实际固化时间的误差不超过10天，固化 时间受温度影响小，保证了本粘结剂施工的稳定性，可控性。
[0032] 4、本缓粘结剂使用二苯基硅二醇（DSPD)改性双酚A型环氧树脂，由于引入Si-O 键，使双酚A型环氧树脂的耐热性和韧性均有所提高，与同样耐热性、韧性好的固化剂配合 使用，使配置的缓粘结剂韧性高、耐热性好。
[0033] 5、本缓粘结剂使用丁腈橡胶作为增韧剂，丁腈橡胶并不完全相容与环氧树脂胶 液，它能在环氧树脂固化过程中出现分相，形成"海岛结构"，即增韧剂聚集成球形颗粒分散 在环氧树脂交联网络构成的连续相中，分散相颗粒直径通常在几微米以下。"海岛结构"一 经形成，一方面，分散的丁腈橡胶弹性体颗粒通过诱发环氧树脂基体屈服和塑性变形，从而 大幅提高固化物的冲击韧性；另一方面，环氧固化物连续相整体结构未被柔化，因而耐热性 能损失较小。大大加强了反应活性，提高了氨基与环氧基团的固化反应速度。
[0034] 6、本缓粘结剂将单环氧稀释剂与双环氧稀释剂复配使用，单环氧稀释剂稀释效果 好，但对热变形温度影响很大；环氧官能度较高的稀释剂对热变形温度和抗压强度影响较 小，但稀释效果较差；单环氧稀释剂与双环氧稀释剂复配可以较好地解决这一矛盾。
【具体实施方式】
[0035] 下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限 定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0036] -种耐热性能好固化时间18个月的预应力钢绞线缓粘结剂，其组分及重量份数 如下：
[0037] 环氧树脂：双酚A环氧树脂（E51)或二苯基硅二醇（DSPD)改性双酚A型环氧树 月旨，100
[0038] 活性稀释剂：单环氧稀释剂或双环氧稀释剂或单环氧稀释剂与双环氧稀释剂复 配，0?15
[0039] 非活性稀释剂：酯类或脂类混合物（乙酸乙酯、醋酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯）， 0?15
[0040] 固化剂：胺类混合物（改性芳香胺、酚醛胺、聚醚胺的两种或三种的混合物），7? 8
[0041] 增韧剂：丁腈橡胶，0?10
[0042] 填料：纳米碳酸钙或石英粉，50?80
[0043] 所述的芳香胺为：DDM或DDS或DETD
[0044] 芳香胺的改性方法为：
[0045] 在装有温度计和搅拌器的三口烧瓶中加芳香胺。封闭好烧瓶的各个口，开始加 热。待固体原料全部熔融后开动搅拌器，观察液体变为棕色透明液体时将称好的水杨酸加 入，温度调整到140?150°C并保持1小时。温度调整到90°C，在搅拌下依次加入聚乙二 醇、壬基酚和邻苯二甲酸二丁醋，温度调整到80°C并保持2小时。将做好的固化剂用密闭 的容器包装好备用。
[0046] 本缓粘结剂的制备方法为：
[0047] 将缓粘结剂的各组分依次放入反应釜中，在30?40°C搅拌约10?20min，混合均 匀即可。
[0048] 实施例1 :
[0049] 双酚A环氧树脂（E51) 100KG、非活性稀释剂乙酸乙酯5KG、固化剂（改性DDM与酚 醛胺按质量比2:3混合）7KG、填料为纳米碳酸钙50KG。
[0050] 实施例2 :
[0051] 双酚A环氧树脂（E51)100KG、非活性稀释剂（醋酸丁酯与邻苯二甲酸二丁酯按质 量比1:2混合）10KG、固化剂（改性DDS、酚醛胺及聚醚胺按质量比2:3:1混合）8KG、填料为 纳米碳酸钙50KG。
[0052] 实施例3 :
[0053] 二苯基硅二醇（DSPD)改性双酚A型环氧树脂100KG、活性稀释剂为单环氧稀释剂 与双环氧稀释剂的复配（邻甲酚缩水甘油醚与三羟甲基丙按质量比1:1混合）15KG、非活 性稀释剂乙酸乙酯15KG、固化剂（改性芳香胺：酚醛胺的质量比为1:2)8KG、填料为石英粉 40KG。
[0054] 实施例4 :
[0055] 二苯基硅二醇（DSPD)改性双酚A型环氧树脂100KG、活性稀释剂为单环氧稀释剂 (苯基缩水甘油醚）5KG、固化剂（改性DDM、酚醛胺及聚醚胺按质量比1: 1:1混合）7KG、填 料为纳米碳酸钙30KG、增韧剂丁腈橡胶10KG。
[0056] 实施例5 :
[0057] 双酚A环氧树脂（E51)100KG、非活性稀释剂（乙酸乙酯与邻苯二甲酸二丁酯按质 量比1:1混合）15KG、固化剂（改性DETD与聚醚胺按质量比2:3混合）8KG、填料为纳米碳 酸钙80KG。
[0058] 实施例6 :
[0059] 二苯基硅二醇（DSPD)改性双酚A型环氧树脂100KG、活性稀释剂为双环氧稀释 剂（二乙二醇缩水甘油醚）l〇KG、固化剂（改性DETD、酚醛胺及聚醚胺按质量比1:1:1混 合）8KG、填料为纳米碳酸钙70KG。
[0060] 依据上述实施例所配缓粘结剂的检测结果如表1所示，均符合建筑工业行业标准 JG/T370-2012 要求。
[0061]
【权利要求】
1. 一种耐热性能好固化时间18个月的预应力钢绞线缓粘结剂，其组分及重量份数如 下： 环氧树脂，100 稀释剂，5?15 胺类固化剂，7?8 填料，50?80。
2. 根据权利要求1所述的预应力钢绞线缓粘结剂，其特征在于：所述的环氧树脂为双 酚A环氧树脂或二苯基硅二醇改性双酚A型环氧树脂。
3. 根据权利要求1所述的预应力钢绞线缓粘结剂，其特征在于：所述的稀释剂为活性 稀释剂或非活性稀释剂或活性稀释剂与非活性稀释剂的组合。
4. 根据权利要求3所述的预应力钢绞线缓粘结剂，其特征在于：所述的活性稀释剂为 单环氧稀释剂或双环氧稀释剂或单环氧稀释剂与双环氧稀释剂按比例复配的混合物。
5. 根据权利要求3所述的预应力钢绞线缓粘结剂，其特征在于：所述的非活性稀释剂 为脂类或脂类混合物。
6. 根据权利要求1所述的预应力钢绞线缓粘结剂，其特征在于：所述的胺类固化剂为 改性芳香胺、酚醛胺、聚醚胺的两种或三种的混合物。
7. 根据权利要求6所述的预应力钢绞线缓粘结剂，其特征在于：所述改性芳香胺：酚醛 胺：聚醚胺的质量比为1?2 :1?3 :0?3。
8. 根据权利要求7所述的预应力钢绞线缓粘结剂，其特征在于：所述的芳香胺为DDM 或 DDS 或 DETD。
9. 根据权利要求1所述的预应力钢绞线缓粘结剂，其特征在于：所述的填料为纳米碳 酸钙或石英粉。
10. 根据权利要求1所述的预应力钢绞线缓粘结剂，其特征在于：在本缓粘结剂组分中 还包含有增韧剂，所述的增韧剂为丁腈橡胶，其重量份数为10。
【文档编号】C09J11/08GK104388033SQ201410778380
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】牛坡 申请人:天津鑫坤泰预应力专业技术有限公司