乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆的制作方法

本发明涉及一种聚合物水泥砂浆，尤其是一种乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆。

背景技术：

在上个世纪末就有相关研究将聚合物乳液加入水泥砂浆里面，水性聚合物乳液即提供了水泥水化所需要的水，同时当水被反应完后，留下的聚合物也能在水泥砂浆内部形成网状膜，改变水泥浇铸件的絮凝结构，经聚合物乳液改性后的水泥砂浆在抗渗、抗裂、抗冻、耐腐蚀、耐老化等方面具有优异性能，常被用于浸水混凝土结构表面处理、混凝土裂缝修补、钢筋结构保护层等工程当中。

80年代美国研发出了一种聚酯水泥，用于水泥路面的快速修补或者路面铺设，3～24小时后能承受43mpa的强压，因此，这种聚酯水泥砂浆，相比聚合物乳液改性的水泥砂浆有更高的抗压强度、高断裂能和低脆性等特点，而且固化速度快。

环氧树脂改性水泥砂浆`相比一般的聚合物乳液改性砂浆又有了新的变化，因为环氧树脂或者乳液型环氧树脂能够在水泥内部形成交联的网状结构，同时环氧树脂的仲羟基对无机填料和水泥部分的粘接能力强，因此环氧树脂水泥砂浆的强度、韧性、抗渗耐腐蚀性能有了更大程度的提高。

但是，聚合物乳液增强的水泥砂浆也存在着明显的不足，它用的聚合物乳液通常都是丁苯胶乳、羧基丁苯、氯丁胶乳、丙烯酸酯共聚乳液等，这些乳液添加到水泥砂浆当中最终只是凝固为热塑性树脂，并没有交联成三维网状结构，这样虽然增加了浇铸件的韧性，却明显降低了其刚性和强度。同时未交联的树脂耐化学腐蚀和耐热性也较差。

不饱和聚酯水泥砂浆中不饱和聚酯对无机物的粘接强度相对较弱，对素砂浆浇铸件的粘接效果不甚理想，通常需要对素砂浆浇铸件进行表面处理才能很好的修补，而且不饱和聚酯的固化收缩率比较大，浇铸件容易产生微裂纹。

而环氧树脂砂浆的固化相对比较慢，不能够实现浇铸件的快速生产，更加不能对混凝土浇注体在运营状态下的修补。

因此，亟待开发一种强度高、韧性好、抗渗、耐腐蚀、固化性能等各项性能都很优秀且低成本的水泥砂浆。

技术实现要素：

鉴于上述状况，有必要提供一种可以结合不饱和聚酯树脂和环氧树脂两款树脂的乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆。

一种乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆组合物，其包括：

100重量份的液态乙烯基酯树脂；

1～1.5重量份的固化剂；

0.2～0.8重量份的促进剂；

1～2重量份的偶联剂；

0～1重量份的液态石蜡；

60～240重量份的硅酸盐水泥；

300～1200重量份的石英砂；

18～72重量份的水；

25～60重量份的蒙脱土；

0～20重量份的气相二氧化硅/沉淀二氧化硅。

优选的，液态乙烯基酯树脂含有含乙烯基的活性稀释剂，含乙烯基的活性稀释剂包括而不局限于如下物质之一或如下物质的混合物：重量份为液态乙烯基酯树脂的8％～40％的苯乙烯、重量份为液态乙烯基酯树脂的8％～40％的α-甲基苯乙烯。

优选的，液态乙烯基酯树脂含有含乙烯基的活性稀释剂，含乙烯基的活性稀释剂或为重量份为液态乙烯基酯树脂的8％～40％的苯乙烯与重量份为液态乙烯基酯树脂的8％～30％的邻苯二甲酸二烯丙基酯的混合物，或含乙烯基的活性稀释剂为重量份为液态乙烯基酯树脂的8％～40％的α-甲基苯乙烯与重量份为液态乙烯基酯树脂的8％～30％的邻苯二甲酸二烯丙基酯的混合物。

优选的，液态乙烯基酯树脂中含有60％～80％环氧乙烯基酯树脂或液态乙烯基酯树脂中含有30％～40％环氧乙烯基酯树脂与30％～40％邻苯型不饱和聚酯的混合物。

优选的，石英砂的目数为10～20目。

优选的，固化剂包括而不局限于如下物质之一或其若干种物质的混合物：

重量份为1～2的过氧化甲乙酮邻苯二甲酸二甲酯溶液；

重量份为1～2的过氧化环己酮邻苯二甲酸二甲酯溶液。

优选的，促进剂有机金属化合物，包括而不局限于如下物质之一或其若干种物质的混合物：

重量份为0.2～1的环烷酸钴；

重量份为0.2～1的异辛酸钴。

优选的，乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆或还包括阻聚剂，阻聚剂为叔丁基邻苯酚的10％苯乙烯溶液，即阻聚剂中含10％的叔丁基邻苯酚和90％的苯乙烯，阻聚剂重量份为0.01～0.05。

优选的，偶联剂包括而不局限于如下物质之一：重量份为1～2的有机硅类偶联剂、重量份为1～2的钛酸酯偶联剂、重量份为1～2的铝酸酯偶联剂。

优选的，水的重量份为硅酸盐水泥重量份的30％。

本发明乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆相比于素砂浆，乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆的韧性有非常明显的提高，抗冲击性能优越，其对气体和液体腐蚀物的阻隔性明显增强，大大提高了水泥浇铸件的抗碳化粉化的能力，提高了使用寿命。

相较于聚合物乳液对水泥砂浆的改性，乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆的交联三维网状结构，其浇铸件的强度和耐化学品性都远远强于聚合物乳液水泥砂浆。

相比于一般的不饱和聚酯水泥砂浆，乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆的固化收缩率较小，固化后的内应力小，不容易产生缺陷和应力集中，而且乙烯基酯树脂聚合物的仲羟基大大提高了树脂对无机部分的粘接力，这样乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆本身的强度比一般不饱和聚酯水泥更高，而且对水泥混凝土的粘接效果良好，可以应用于路桥、化工管道、容器等混凝土浇注体在运营状态下的修补。

因乙烯基酯树脂的活性基团是甲基丙烯酸提供的碳碳双键，能够在过氧化物引发剂和促进剂的作用下快速固化，同时还可以通过阻聚剂的作用增加诱导期，延缓反应时间，或者添加加速剂增加固化速率，因此乙烯基酯树脂改性的水泥砂浆可操作性好。

乙烯基酯树脂有跟环氧树脂一样的仲羟基，对无机填料或普通混凝土界面的粘接能力较强，不容易出现开裂和脱粘现象。

乙烯基酯树脂的酯基是通过甲基丙烯酸引入的，其酯基的含量远少于不饱和聚酯，而且酯基的旁边有一个具有疏水性的甲基提供空间位阻，因此乙烯基酯树脂的耐水解性能远好于不饱和聚酯。

普通的硅酸盐水泥水化过程一般会持续5小时以上，如果正常硬化，需要等待5小时以上，在此期间，其会占用模具、场地，尤其是应急工程，很难实现快速建设和使用。

使用乙烯基酯树脂聚合物水泥的浇铸件不需要特殊养护，且硬化速度很快，在常温下，约0.5小时即可以凝胶硬化、脱模，极大的提高的乙烯基酯树脂聚合物水泥浇铸件的生产效率，尤其是在应急工程领域，可以实现几何级数的提升。

因为乙烯基酯树脂聚合物水泥中的树脂和助剂反应并与硅酸盐水泥和石英砂粘连，尤其是偶联剂会使树脂、水泥和石英砂能够牢固的锚固在一起，整体上，在乙烯基树脂、固化剂和偶联剂等聚合物的共同作用下，从而实现快速凝胶硬化。

普通的硅酸盐水泥浇铸件其内部是多孔性结构，空气中的二氧化碳很容易渗入硅酸盐水泥浇铸件内部，从而与硅酸盐水泥混凝土发生碳化反应，即混凝土碳化，进一步的“粉化”、剥落。乙烯基酯树脂聚合物水泥中的树脂和助剂反应使乙烯基酯树脂聚合物水泥浇铸件整体结构致密，空气中的二氧化碳很难渗入乙烯基酯树脂聚合物水泥浇铸件内部，极大的延缓了乙烯基酯树脂聚合物水泥浇铸件的碳化腐蚀进程，从而延长了乙烯基酯树脂聚合物水泥浇铸件的使用寿命。

乙烯基酯树脂聚合物水泥中的树脂和助剂反应生成的聚合物具有韧性，乙烯基酯树脂聚合物水泥浇铸件的韧性远远超出普通硅酸盐水泥浇铸件，抗冲击性能也远远超出。

附图说明

图1是本发明乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆浇铸件横截面显微镜放大影像示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆作进一步的详细说明。

一种乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆组合物，其包括：

100重量份的液态乙烯基酯树脂；

1～1.5重量份的固化剂；

0.2～0.8重量份的促进剂；

1～2重量份的偶联剂；

0～1重量份的液态石蜡；

60～240重量份的硅酸盐水泥；

300～1200重量份的石英砂；

18～72重量份的水；

25～60重量份的蒙脱土；

0～20重量份的气相二氧化硅/沉淀二氧化硅。

优选的，液态乙烯基酯树脂含有含乙烯基的活性稀释剂，含乙烯基的活性稀释剂包括而不局限于如下物质之一或如下物质的混合物：重量份为液态乙烯基酯树脂的8％～40％的苯乙烯、重量份为液态乙烯基酯树脂的8％～40％的α-甲基苯乙烯。

优选的，液态乙烯基酯树脂含有含乙烯基的活性稀释剂，含乙烯基的活性稀释剂或为重量份为液态乙烯基酯树脂的8％～40％的苯乙烯与重量份为液态乙烯基酯树脂的8％～30％的邻苯二甲酸二烯丙基酯的混合物，或含乙烯基的活性稀释剂为重量份为液态乙烯基酯树脂的8％～40％的α-甲基苯乙烯与重量份为液态乙烯基酯树脂的8％～30％的邻苯二甲酸二烯丙基酯的混合物。

优选的，液态乙烯基酯树脂中含有60％～80％环氧乙烯基酯树脂或液态乙烯基酯树脂中含有30％～40％环氧乙烯基酯树脂与30％～40％邻苯型不饱和聚酯的混合物。

优选的，石英砂的目数为10～20目。

优选的，固化剂包括而不局限于如下物质之一或其若干种物质的混合物：

重量份为1～2的过氧化甲乙酮邻苯二甲酸二甲酯溶液；

重量份为1～2的过氧化环己酮邻苯二甲酸二甲酯溶液。

优选的，促进剂有机金属化合物，包括而不局限于如下物质之一或其若干种物质的混合物：

重量份为0.2～1的环烷酸钴；

重量份为0.2～1的异辛酸钴。

优选的，乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆或还包括阻聚剂，阻聚剂为叔丁基邻苯酚的10％苯乙烯溶液，即阻聚剂中含10％的叔丁基邻苯酚和90％的苯乙烯，阻聚剂重量份为0.01～0.05。

优选的，偶联剂包括而不局限于如下物质之一：重量份为1～2的有机硅类偶联剂、重量份为1～2的钛酸酯类偶联剂、重量份为1～2的铝酸酯类偶联剂。

优选的，水的重量份为硅酸盐水泥重量份的30％。

其制备方式为先制备改性树脂，一方面，即将乙烯基酯树脂、固化剂、促进剂、液态石蜡、偶联剂按上述配比比例配置，另一方面，将石英砂，硅酸盐水泥，二氧化硅、膨润土、水混合按上述配比比例制备水泥砂浆，再将改性树脂和水泥砂浆按上述配比比例制备改性树脂水泥砂浆，即乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆。

其采用的制备设备主要为搅拌机，各种组分按重量分配置搅拌即完成。

实施例一，请参见图1。

一种乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆组合物，其包括：

100重量份的液态乙烯基酯树脂；

11重量份的固化剂；

0.2重量份的促进剂；

1.0重量份的偶联剂；

1重量份的液态石蜡；

240重量份的硅酸盐白水泥；

1200重量份的石英砂；

73重量份的水；

60重量份的蒙脱土；

液态乙烯基酯树脂组分比例如下：

60％环氧乙烯基酯树脂、40％苯乙烯，苯乙烯为含乙烯基的活性稀释剂。

或者，液态乙烯基酯树脂的组分也可以按如下比例配制：

80％环氧乙烯基酯树脂、20％苯乙烯。

石英砂的目数为10目。

固化剂包括重量份为1.5的50％过氧化甲乙酮邻苯二甲酸二甲酯溶液。

促进剂有机金属化合物，重量份为0.5的1％环烷酸钴苯乙烯溶液；

偶联剂为重量份为1.0的γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

将上述物质按上述重量份配置后进行搅拌，即完成乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆的制备。

实施例二。

一种乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆组合物，其包括：

100重量份的液态乙烯基酯树脂；

1.5重量份的固化剂；

0.5重量份的促进剂；

2.0重量份的偶联剂；

1重量份的液态石蜡；

60重量份的硅酸盐水泥；

300重量份的石英砂；

18重量份的水；

25重量份的蒙脱土；

颜料氧化铁红，重量份为10。

10重量份的气相二氧化硅；

液态乙烯基酯树脂的组分如下：

62％环氧乙烯基酯树脂、38％α-甲基苯乙烯，α-甲基苯乙烯为含乙烯基的活性稀释剂；

或者，液态乙烯基酯树脂的组分也可以按如下比例配制：

78％环氧乙烯基酯树脂、22％α-甲基苯乙烯；

石英砂的目数为20目。

固化剂包括重量份为1.5的50％过氧化甲乙酮邻苯二甲酸二甲酯溶液。

促进剂有机金属化合物，重量份为0.5的1％环烷酸钴苯乙烯溶液；

偶联剂为有机硅类偶联剂，重量份为2.0的γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。

将上述物质按上述重量份配置后进行搅拌，即完成乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆的制备。

实施例三。

一种乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆组合物，其包括：

100重量份的液态乙烯基酯树脂；

1.5重量份的固化剂；

0.5重量份的促进剂；

1.0重量份的偶联剂；

2.0重量份的液态石蜡；

200重量份的硅酸盐水泥；

600量份的石英砂；

61重量份的水。

50重量份的蒙脱土

20重量份的气相二氧化硅

0.05重量份的阻聚剂

液态乙烯基酯树脂组分如下：

65％环氧乙烯基酯树脂，35％苯乙烯；

或者，液态乙烯基酯树脂的组分也可以按如下比例配制：

80％环氧乙烯基酯树脂，20％苯乙烯；石英砂的目数为15目。

固化剂包括重量份为1.5的50％过氧化环己酮邻苯二甲酸二甲酯溶液。

促进剂有机金属化合物，重量份为0.5的1％异辛酸钴苯乙烯溶液。

阻聚剂为叔丁基邻苯酚的10％苯乙烯溶液，重量份为0.05。

偶联剂为钛酸酯偶联剂，重量份为1.0的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯。

将上述物质按上述重量份配置后进行搅拌，即完成乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆的制备。

实施例四。

一种乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆组合物，其包括：

100重量份的液态乙烯基酯树脂；

1.5重量份的固化剂；

0.5重量份的促进剂；

2.0重量份的偶联剂；

133重量份的硅酸盐水泥；

400重量份的石英砂；

50重量份的蒙脱土

20重量份的气相二氧化硅

41重量份的水。

液态乙烯基树脂的组分比例为：30％环氧乙烯基酯树脂、40％邻苯型不饱和聚酯、30％苯乙烯；

或者，液态乙烯基酯树脂的组分也可以按如下比例配制：

40％环氧乙烯基酯树脂、30％邻苯型不饱和聚酯、30％苯乙烯。

5％～10％邻苯二甲酸二烯丙基酯石英砂的目数为10目。

固化剂包括重量份为1.5的异丙苯过氧化氢50％的邻苯二甲酸二甲酯溶液。

促进剂为有机金属化合物，重量份为0.5的1％异辛酸钴苯乙烯溶液。

偶联剂为铝酸酯类偶联剂，重量份为2的异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯。

将上述物质按上述重量份配置后进行搅拌，即完成乙烯基酯树脂聚合物水泥砂浆的制备。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。