一种用于非开挖内衬修复技术的胶黏剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于非开挖内衬修复技术的胶黏剂，由A料和B料组成；所述A料包括以下重量份的组分：环氧活性稀释剂4.0-13.0份，分散剂1.0-3.0份，碳纳米纤维1.0-5.0份，硅氧烷偶联剂1.0-5.0份，环氧树脂40.0-88.0份；所述B料为18.0-25.0重量份的封端异氰酸酯。制备方法为：(1)在低速分散状态下，将分散剂加入环氧活性稀释剂中，然后加入碳纳米纤维分散(2)依次加入硅氧烷偶联剂、环氧树脂，继续分散；(3)最后加入B料，分散搅拌均匀后灌装。该胶黏剂具有良好的力学性能、耐久性能优异。
【专利说明】一种用于非开挖内衬修复技术的胶黏剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料及非开挖管道修复【技术领域】，特别是一种用于非开挖内衬修复技 术的胶黏剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，由于开挖方式修复破旧管道易受到交通阻碍以及邻近管道、光缆和建筑物 等诸多限制，逐渐被非开挖修复技术取代。非开挖管道修复技术能直接穿越地面建筑物、铁 路、河道及公路，施工时不影响道路交通运输、不破坏环境建筑物、施工周期短，节省工程投 资。非开挖技术具有更好好的经济和社会效益。近年来非开挖管道修复即使在我国发展迅 速，先后在石油、天然气行业，市政工程给排水管道的修复和更新改造中应用。
[0003] 非开挖管道修复技术分为多种，例如上世纪80、90年代发展起来的翻衬法修复， 就是一种典型的非开挖修复技术，其原理是采用纺织纤维材料制作管状织物，对其进行防 渗膜涂层和树脂浸渍处理，然后采用翻转法利用气压使之紧贴在旧管道内壁上，树脂固化 成型后形成内壁光滑的管状纺织复合材料，从而形成对旧管道的防护与修复。现有的各类 环氧树脂胶黏剂韧性差、抗压抗裂性不强、耐久性也不理想，已经逐渐无法满足非开挖管道 内衬修复技术发展的需要。
【发明内容】
[0004] 针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种用于非开挖内衬修复技术的 胶黏剂及其制备方法，该胶黏剂具有良好的力学性能、耐久性能优异。
[0005] 本发明提供的一种用于非开挖内衬修复技术的胶黏剂，由A料和B料组成；
[0006] 所述A料包括以下重量份的组分：环氧活性稀释剂4. 0-13.0份，分散剂1.0-3. 0 份，碳纳米纤维1. 〇_5. 0份，娃氧烧偶联剂1. 0-5. 0份，环氧树脂40. 0-88. 0份；
[0007] 所述B料为18. 0-25. 0重量份的封端异氰酸酯。
[0008] 优选地，所述A料由以下重量份的组分组成：环氧活性稀释剂4. 0份，分散剂1. 5 份，碳纳米纤维2. 0份，硅氧烷偶联剂1. 5份，环氧树脂88. 0份；
[0009] 所述B料为25. 0重量份的封端异氰酸酯。
[0010] 优选地，所述环氧树脂为环氧树脂E-20和环氧树脂E-44的混合物。
[0011] 优选地，环氧树脂E-20和环氧树脂E-44的重量份均为30份。
[0012] 优选地，所述环氧活性稀释剂为环氧活性稀释剂SM-90(购自江苏三木集团有限 公司）。
[0013] 优选地，所述分散剂为油酸、十八醇、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种的组合 物。
[0014] 优选地，所述硅氧烷偶联剂为KH550或KH560。
[0015] 优选地，所述封端异氰酸酯为封端异氰酸酯YG-75F(购自东海县依高树脂生产有 限公司）。
[0016] 本发明中的各个组分均可由市售直接购得。
[0017] 上述用于非开挖内衬修复技术的胶黏剂的制备方法，依次包括如下步骤：
[0018] (1)在低速分散状态下，将分散剂加入环氧活性稀释剂中，然后加入碳纳米纤维和 硅氧烷偶联剂，待碳纳米纤维表面润湿之后，用超声分散分散设备，在35-45KHZ频率下分 散30分钟；所述低速分散状态的转速为300-500rpm/分；
[0019] (2)将碳纳米纤维分散液放置在分散设备中，在中速分散状态下依次加入、环氧树 月旨，继续分散10分钟；所述中速分散状态的转速为500-800rpm/分；
[0020] (3)最后加入B料，分散搅拌均匀后灌装即得到用于非开挖内衬修复技术的胶黏 剂。
[0021] 本发明提供的用于非开挖内衬修复技术的胶黏剂中，使用的碳纳米纤维是一类依 靠高速高压剪切将植物纤维素分离成以单根微纤丝和微纤丝束为主的纳米纤维材料。本 发明利用偶联剂分子中存在的亲有机和亲无机的功能基团，具有独特的连接有机与无机材 料两相界面的功能，将纳米纤维与环氧树脂两相混合，并交织成空间网状结构，增强了复合 材料整体强度。此外，环氧树脂羟基数量高于环氧基团数量，所以利用异氰酸酯固化环氧树 脂可以获得的交联密度比聚酰胺更高。利用高分子量环氧树脂的羟基与封端的异氰酸酯反 应，在低温固化条件下（90°C，30分钟），封端异氰酸酯解封，与环氧树脂中羟基反应，生成 聚氨基甲酸酯，从而使环氧胶黏剂产生高交联密度、高强度、高耐腐蚀性的粘结修补作用。 综上所述，本发明各组分配伍和配比科学合理，相互协同配合地使胶黏剂得到了优异的力 学性能，生产过程方便快捷，环保无污染。
【具体实施方式】
[0022] 为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合【具体实施方式】 对本发明作进一步的详细说明。
[0023] 实施例1
[0024] 按如下重量份的组分备料：
[0025] A 料：
[0026] 环氧活性稀释剂SM-90 12.0份 油酸 2.0份 碳纳米纤维 2.0份 硅氧烷偶联剂KH550 2.0份 环氧树脂E-20 48.0份 环氧树脂E-44 40.0份
[0027] B 料：
[0028] 封端异氰酸酯YG-75F 25. 0份
[0029] 制备方法按如下步骤进行：
[0030] L在低速分散（300rpm/分）状态下，将油酸加入环氧活性稀释剂SM-90中，然后 加入碳纳米纤维和硅氧烷偶联剂，待碳纳米纤维表面润湿之后，利用超声分散分散设备，在 35KHz频率下分散30分钟。
[0031] 2.将碳纳米纤维分散液放置在分散设备中，中速分散状态下（500rpm/分）加入环 氧树脂。然后继续分散10分钟。
[0032] 3.加入B料，分散搅拌均匀后灌装即得到成品。
[0033] 实施例2
[0034] 按如下重量份的组分备料：
[0035] A 料：
[0036] 环氧活性稀释剂SM-90 9.0份 十八醇 1.0份 碳纳米纤维 1.0份 硅氧烷偶联剂KH550 1.0份 环氧树脂E-20 48.0份 环氧树脂E-44 40.0份
[0037] B 料：
[0038] 封端异氰酸酯YG-75F 25. 0份
[0039] 制备方法按如下步骤进行：
[0040] 1.在低速分散（500rpm/分）状态下，将十八醇加入环氧活性稀释剂SM-90中，然 后加入碳纳米纤维和硅氧烷偶联剂，待碳纳米纤维表面润湿之后，利用超声分散分散设备， 在45KHz频率下分散30分钟。
[0041] 2.将碳纳米纤维分散液放置在分散设备中，中速分散状态下（800rpm/分）加入环 氧树脂。然后继续分散10分钟。
[0042] 3.加入B料，分散搅拌均匀后灌装即得到成品。
[0043] 实施例3
[0044] 按如下重量份的组分备料：
[0045] A 料：
[0046] 环氧活性稀释剂SM-90 7.0份 十二炕基苯横酸钠 1.5份 碳纳米纤维 2.0份 硅氧烷偶联剂KH560 1.5份 环氧树脂E-20 48.0份 环氧树脂E-44 40.0份
[0047] B 料：
[0048] 封端异氰酸酯YG-75F 25. 0份
[0049] 制备方法按如下步骤进行：
[0050] 1.在低速分散（400rpm/分）状态下，将十二烷基苯磺酸钠加入环氧活性稀释剂 SM-90中，然后加入碳纳米纤维和硅氧烷偶联剂，待碳纳米纤维表面润湿之后，利用超声分 散分散设备，在35_45KHz频率下分散30分钟。
[0051] 2.将碳纳米纤维分散液放置在分散设备中，中速分散状态下（700rpm/分）加入环 氧树脂。然后继续分散10分钟。
[0052] 3.加入B料，分散搅拌均匀后灌装即得到成品。
[0053] 实施例4
[0054] 按如下重量份的组分备料：
[0055] A 料：
[0056] 环氧活性稀释剂SM-90 5.0份 十二烷基苯磺酸钠 3.0份 碳纳米纤维 1.0份 硅氧烷偶联剂KH560 5.0份 环氧树脂E-20 20.0份 环氧树脂E-44 20.0份
[0057] B 料：
[0058] 封端异氰酸酯YG-75F 18.0份
[0059] 制备方法同实施例3。
[0060] 实施例5
[0061] 按如下重量份的组分备料：
[0062] A 料：
[0063] 环氧活性稀释剂SM-90 12.0份 十二烷基苯磺酸钠 1.0份 碳纳米纤维 5.0份 硅氧烷偶联剂KH560 1.0份
[0064] 环氧树脂E-20 30.0份 环氧树脂E-44 30.0份
[0065] B 料：
[0066] 封端异氰酸酯YG-75F 22. 0份
[0067] 制备方法同实施例3。
[0068] 试验例1
[0069] 胶黏剂性能检测：力学性能测试采用万能试验机（CMT-6105)和JB-30A冲击试验 机。拉伸剪切强度测试以l〇±2mm/min的恒定速度加载，记录试样剪切破坏时的最高负荷。 冲击弯曲强度测试采用圆柱试样（OlOmmX52mm)对粘，在冲击试验机上进行冲击韧度试 验。
[0070] 试验结果见下表：
[0071]
【权利要求】
1. 一种用于非开挖内衬修复技术的胶黏剂，其特征在于，由A料和B料组成； 所述A料包括以下重量份的组分：环氧活性稀释剂4. 0-13. 0份，分散剂1. 0-3. 0份，碳 纳米纤维1. 0-5. 0份，娃氧烧偶联剂1. 0_5. 0份，环氧树脂40. 0-88. 0份； 所述B料为18. 0-25. 0重量份的封端异氰酸酯。
2. 根据权利要求1所述的用于非开挖内衬修复技术的胶黏剂，其特征在于，所述A料由 以下重量份的组分组成：环氧活性稀释剂7. 0份，分散剂1. 5份，碳纳米纤维2. 0份，硅氧烷 偶联剂1. 5份，环氧树脂88. 0份； 所述B料为25. 0重量份的封端异氰酸酯。
3. 根据权利要求1或2所述的用于非开挖内衬修复技术的胶黏剂，其特征在于，所述环 氧树脂为环氧树脂E-20和环氧树脂E-44的混合物。
4. 根据权利要求1或2所述的用于非开挖内衬修复技术的胶黏剂，其特征在于，所述环 氧活性稀释剂为环氧活性稀释剂SM-90。
5. 根据权利要求1或2所述的用于非开挖内衬修复技术的胶黏剂，其特征在于，所述分 散剂为油酸、十八醇、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种的组合物。
6. 根据权利要求1或2所述的用于非开挖内衬修复技术的胶黏剂，其特征在于，所述硅 氧烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550或KH560。
7. 根据权利要求1或2所述的用于非开挖内衬修复技术的胶黏剂，其特征在于，所述封 端异氰酸酯为封端异氰酸酯YG-75F。
8. -种权利要求1所述用于非开挖内衬修复技术的胶黏剂的制备方法，其特征在于， 依次包括如下步骤： (1) 在低速分散状态下，将分散剂加入环氧活性稀释剂中，然后加入碳纳米纤维，待碳 纳米纤维表面润湿之后，用超声分散分散设备，在35-45KHZ频率下分散30分钟；所述低速 分散状态的转速为300-500rpm/分； (2) 将碳纳米纤维分散液放置在分散设备中，在中速分散状态下依次加入硅氧烷偶联 齐U、环氧树脂，继续分散1〇分钟；所述中速分散状态的转速为500-800rpm/分； (3) 最后加入B料，分散搅拌均匀后灌装即得到用于非开挖内衬修复技术的胶黏剂。
【文档编号】C09J11/06GK104449512SQ201410799789
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月19日 优先权日:2014年12月19日
【发明者】郭宇, 李雪妮, 胡宏, 倪正发 申请人:北京京能恒基新材料有限公司