一种非开挖修复CIPP热固树脂体系及其制备方法与流程

一种非开挖修复cipp热固树脂体系及其制备方法
技术领域
1.本发明设及cipp修复材料技术领域，特别是一种非开挖修复cipp热固树脂体系及其制备方法。


背景技术：

2.近几年来，随着城市快速发展，地下管线建设规模不足、管理水平不高等问题凸显，一些城市相继发生大雨内涝，路面塌陷等事件。
3.在城市的基础设施的建设和维护的过程中，发现有较多的地下管网破裂，地下水渗漏等现象。给生活带来了很多的不便利。采用传统方法不但施工时间长且影响交通，施工的质量和安全也得不到保证。常见的热固化管存在存放时间短，热固化时慢，固化时间长，导致热固树脂管使用少的缺陷。


技术实现要素：

4.本发明的目的是解决热固化管存放时间短，固化时间长的问题。采用了将双酚f型环氧树脂单体加入到邻甲苯基缩水甘油醚中，并添加硬化剂体系、改质剂体系、填充剂体系，通过热引发剂引发，完全实现热固化管存放时间长，固化时间短，完全满足cipp非开挖修复管的施工和使用要求。
5.为了实现以上的特性，本发明一方面提供了一种非开挖修复cipp热固树脂体系，包括以下重量份的组分：双酚f型环氧树脂单体50-60份，苯乙烯单体30份，邻甲苯基缩水甘油醚 36-40份，硬化剂体系3-8份，改质剂体系3-6份，增稠体系7-19份，热引发体系1.2-2.0 份，消泡剂0.2份。
6.优选的，所述硬化剂体系为邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、四氢化邻苯二甲酸酐、甲基四氢化邻苯二甲酸酐中的的至少一种。
7.优选的，所述改质剂体系包括：2-甲基咪唑-六亚甲基二异氰酸酯，2-甲基咪唑，小分子醇。
8.优选的，所述小分子醇为异辛醇、异丙醇、异丁醇、异戊醇中的至少一种。
9.优选的，所述增稠体系包括：富马酸醇酯、小分子醇、碳酸钙镁、氧化镁、二氧化硅。
10.优选的，所述富马酸醇酯为富马酸丙二醇酯、富马酸二异辛酯、富马酸单甲酯、富马酸二甲酯中的至少一种。
11.优选的，所述小分子醇为异辛醇、异丙醇、异丁醇、异戊醇中的至少一种。
12.优选的，所述热引发体系为偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二环己基甲腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯中的至少一种。
13.优选的，所述消泡剂为改性聚硅氧烷。
14.本发明另一方面提供了一种非开挖修复cipp热固树脂体系的制备方法，包括：
15.步骤一：将预先称量的双酚f型环氧树脂单体、邻甲苯基缩水甘油醚混合搅拌留
用；
16.步骤二：在常温遮光条件下在树脂中加入硬化剂和改质剂体系混合物共聚，6h后加入热引发剂体系、消泡体系；
17.步骤三：在使用前称取树脂体系和增稠体系，在常温遮光条件下，按质量比为100:5-7，搅拌20min后使用。
18.本发明具有以下优势特点：
19.1、在硬化剂里边添加改质剂使树脂在低于48℃时几乎不反应，能在常温时保存很长时间。
20.2、在树脂里引入填充体系既能较好的改善树脂的施工性能，又能较好的提高树脂强度。
21.3、树脂在高温时反应迅速，能较大的缩短施工的时间。
22.4、固化后树脂具有较好的耐酸碱性。
具体实施方式
23.下面将结合本技术实施例，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
24.本技术实施例提供一种非开挖修复cipp热固树脂体系，包括以下重量份的组分：包括以下重量份的组分：双酚f型环氧树脂单体50-60份，苯乙烯单体30份，邻甲苯基缩水甘油醚 36-40份，硬化剂体系3-8份，改质剂体系3-6份，增稠体系7-19份，热引发体系1.2-2.0 份，消泡剂0.2份。
25.一种可实现方式中，所述硬化剂体系包括邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、四氢化邻苯二甲酸酐、甲基四氢化邻苯二甲酸酐中的的至少二者组成。本技术对此不进行限定。
26.一种可实现方式中，所述改质剂体系包括以下重量份的组分：2-甲基咪唑-六亚甲基二异氰酸酯，2-甲基咪唑，小分子醇。
27.一种可实现方式中，所述小分子醇为异辛醇、异丙醇、异丁醇、异戊醇中的至少一种。
28.本技术对此不进行限定。
29.一种可实现方式中，所述增稠体系包括以下重量份的组分：富马酸醇酯、小分子醇、碳酸钙镁、氧化镁、二氧化硅。
30.一种可实现方式中，所述富马酸醇酯为富马酸丙二醇酯、富马酸二异辛酯、富马酸单甲酯、富马酸二甲酯中的至少一种。本技术对此不进行限定。
31.一种可实现方式中，所述小分子醇为异辛醇、异丙醇、异丁醇、异戊醇中的至少二种。本技术对此不进行限定。
32.一种可实现方式中，所述热引发体系包括偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二环己基甲腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯中的至少一种。本技术对此不进行限定。
33.一种可实现方式中，所述消泡剂为改性聚硅氧烷。
34.本实施例还提供了一种非开挖修复cipp热固树脂体系的制备方法，包括：
35.步骤一：将预先称量的双酚f型环氧树脂单体、邻甲苯基缩水甘油醚混合搅拌留用；
36.步骤二：在常温遮光条件下在树脂中加入硬化剂和改质剂体系混合物共聚，6h后加入热引发剂体系、消泡体系；其中常温为25℃。
37.步骤三：在使用前称取树脂体系和增稠体系，在常温遮光条件下，按质量比为100:5-7，搅拌20min后使用。
38.以下通过试验数据对本技术实施例提供的效果进行说明。
39.实例1
40.一种非开挖修复cipp热固树脂体系，以重量份数计：双酚f型环氧树脂单体50份、苯乙烯单体30份、邻甲苯基缩水甘油醚36份、邻苯二甲酸酐1.9份、四氢化邻苯二甲酸酐2.2 份、2-甲基咪唑-六亚甲基二异氰酸酯1.7份、2-甲基咪唑1.7份、异丁醇0.57份、富马酸丙二醇酯1.2份、富马酸单甲酯2份、异辛醇0.1份、异丙醇0.3份、碳酸钙镁1.8份、氧化镁2.1份、二氧化硅0.7份、偶氮二异戊腈热引发剂0.5份、过氧化二碳酸二异丙酯0.8 份、改性聚硅氧烷0.2份。
41.将称量的双酚f型环氧树脂单体、邻甲苯基缩水甘油醚混合搅拌，在常温遮光条件下在树脂中加入硬化剂和改质剂体系混合物共聚，6h后加入热引发剂体系、消泡体系。在使用前称取树脂体系和增稠体系，在常温遮光条件下，按质量比为100:5-7，搅拌20min。将树脂浸透在外层为聚亚胺酯，内曾为聚酯纤维毛毡的内衬管上，固化。记录树脂在半年内48固化情况以及在60℃下固化时间，并记录固化后试块的短时e模量/mpa、短时弯曲强度/mpa、短时抗拉强度/mpa检测结果如表1所示。树脂常温固化变化如表2所示。
42.表1实施例1的产物检测结果
43.序号检测项目检测数据检测方法1短时e模量/mpa20594gb/t1449-20052短时弯曲强度/mpa249gb/t1449-20053短时抗拉强度/mpa171gb/t1040.4-20064固化时间min28min/
44.表2固化情况随时间变化
45.序号时间固化情况11d无固化现象210d无固化现象330d无固化现象460d无固化现象590d无固化现象6180d无固化现象
46.实例2
47.一种非开挖修复cipp热固树脂体系，以重量份数计：双酚f型环氧树脂单体54份、苯乙烯单体30份、邻甲苯基缩水甘油醚40份、顺丁烯二酸酐1.6份、甲基四氢化邻苯二甲酸酐2.4份、2-甲基咪唑-六亚甲基二异氰酸酯1.7份、2-甲基咪唑1.7份、异丁醇0.57份、富马
酸二异辛酯1.4份、富马酸二甲酯2.1份、异辛醇、0.1份、异丙醇0.3份、碳酸钙镁 1.8份、氧化镁2.1份、二氧化硅0.7份、偶氮二异庚腈热引发剂0.7份、过氧化二碳酸二环己酯1.1份、改性聚硅氧烷0.2份。
48.将称量的双酚f型环氧树脂单体、邻甲苯基缩水甘油醚混合搅拌，在常温遮光条件下在树脂中加入硬化剂和改质剂体系混合物共聚，6h后加入热引发剂体系、消泡体系。在使用前称取树脂体系和增稠体系，在常温遮光条件下，按质量比为100:5-7，搅拌20min。将树脂浸透在外层为聚亚胺酯，内曾为聚酯纤维毛毡的内衬管上，固化。记录树脂在半年内48固化情况以及在60℃下固化时间，并记录固化后试块的短时e模量/mpa、短时弯曲强度/mpa、短时抗拉强度/mpa检测结果如表3所示。剩下的树脂遮光保留观察树脂稠度的变化如表4所示。
49.表3实施例2的产物检测结果
50.序号检测项目检测数据检测方法1短时e模量/mpa22219gb/t1449-20052短时弯曲强度/mpa282gb/t1449-20053短时抗拉强度/mpa179gb/t1040.4-20064完全固化时间min31min/
51.表4固化情况随时间变化
52.序号时间固化情况11d无固化现象210d无固化现象330d无固化现象460d无固化现象590d无固化现象6180d无固化现象
53.实例3
54.一种非开挖修复cipp热固树脂体系，以重量份数计：双酚f型环氧树脂单体51份、苯乙烯单体30份、邻甲苯基缩水甘油醚38份、顺丁烯二酸酐1.8份、四氢化邻苯二甲酸酐2.3 份、2-甲基咪唑-六亚甲基二异氰酸酯1.7份、2-甲基咪唑1.7份、异丁醇0.57份、富马酸单甲酯1.3份、富马酸单甲酯1.8份、异辛醇0.1份、异丙醇0.3份、碳酸钙镁1.8份、氧化镁2.1份、二氧化硅0.7份、偶氮二异庚氰热引发剂0.9份、过氧化二碳酸二异丙酯0.5 份、改性聚硅氧烷0.2份。
55.将称量的双酚f型环氧树脂单体、邻甲苯基缩水甘油醚混合搅拌，在常温遮光条件下在树脂中加入硬化剂和改质剂体系混合物共聚，6h后加入热引发剂体系、消泡体系。在使用前称取树脂体系和增稠体系，在常温遮光条件下，按质量比为100:5-7，搅拌20min。将树脂浸透在外层为聚亚胺酯，内曾为聚酯纤维毛毡的内衬管上，固化。记录树脂在半年内常温固化情况以及在60℃下固化时间，并记录固化后试块的短时e模量/mpa、短时弯曲强度/mpa、短时抗拉强度/mpa检测结果如表5所示。树脂常温固化变化如表6所示。
56.表5实施例3的产物检测结果
57.序号检测项目检测数据检测方法1短时e模量/mpa20754gb/t1449-20052短时弯曲强度/mpa252gb/t1449-20053短时抗拉强度/mpa176gb/t1040.4-20064固化时间min35min/
58.表6固化情况随时间变化
[0059][0060][0061]
实例4
[0062]
一种非开挖修复cipp热固树脂体系，以重量份数计：双酚f型环氧树脂单体53份、苯乙烯单体30份、邻甲苯基缩水甘油醚38份、邻苯二甲酸酐1.8份、甲基四氢化邻苯二甲酸酐2.1份、2-甲基咪唑-六亚甲基二异氰酸酯1.7份、2-甲基咪唑1.7份、异丁醇0.57份、富马酸丙二醇酯1.6份、富马酸二甲酯1.8份、异辛醇0.1份、异丙醇0.3份、碳酸钙镁1.8 份、氧化镁2.1份、二氧化硅0.7份、偶氮二异戊腈热引发剂0.8份、过氧化二碳酸二环己酯0.9份、改性聚硅氧烷0.2份。
[0063]
将称量的双酚f型环氧树脂单体、邻甲苯基缩水甘油醚混合搅拌，在常温遮光条件下在树脂中加入硬化剂和改质剂体系混合物共聚，6h后加入热引发剂体系、消泡体系。在使用前称取树脂体系和增稠体系，在常温遮光条件下，按质量比为100:5-7，搅拌20min。将树脂浸透在外层为聚亚胺酯，内曾为聚酯纤维毛毡的内衬管上，固化。记录树脂在半年内常温固化情况以及在60℃下固化时间，并记录固化后试块的短时e模量/mpa、短时弯曲强度/mpa、短时抗拉强度/mpa检测结果如表7所示。树脂常温固化变化如表8所示。
[0064]
表7实施例4的产物检测结果
[0065]
序号检测项目检测数据检测方法1短时e模量/mpa24308gb/t1449-20052短时弯曲强度/mpa244gb/t1449-20053短时抗拉强度/mpa172gb/t1040.4-20064固化时间min29min/
[0066]
表8固化情况随时间变化
[0067]
序号时间固化情况11d无固化现象210d无固化现象330d无固化现象460d无固化现象
590d无固化现象6180d无固化现象
[0068]
在前面举的配方基础上进行特定性调整。设置对比试验，通过对树脂的的性能、稠度随时间变化及固化结果的比较。突出本发明的必要性以及优势性。
[0069]
对比实例1
[0070]
一种非开挖修复cipp热固树脂体系，以重量份数计：双酚f型环氧树脂单体50份、苯乙烯单体30份、邻甲苯基缩水甘油醚36份、邻苯二甲酸酐1.9份、四氢化邻苯二甲酸酐2.2 份、2-甲基咪唑-六亚甲基二异氰酸酯0.6份、2-甲基咪唑0.6份、异丁醇0.2份、富马酸丙二醇酯1.2份、富马酸单甲酯2份、异辛醇0.1份、异丙醇0.3份、碳酸钙镁1.8份、氧化镁2.1份、二氧化硅0.7份、偶氮二异戊腈热引发剂0.5份、过氧化二碳酸二异丙酯0.8份、改性聚硅氧烷0.2份、
[0071]
将称量的双酚f型环氧树脂单体、邻甲苯基缩水甘油醚混合搅拌，在常温遮光条件下在树脂中加入硬化剂和改质剂体系混合物共聚，6h后加入热引发剂体系、消泡体系。在使用前称取树脂体系和增稠体系，在常温遮光条件下，按质量比为100:5-7，搅拌20min。将树脂浸透在外层为聚亚胺酯，内曾为聚酯纤维毛毡的内衬管上，固化。记录树脂在半年内常温固化情况以及在60℃下固化时间，并记录固化后试块的短时e模量/mpa、短时弯曲强度/mpa、短时抗拉强度/mpa检测结果如表9所示。树脂常温固化变化如表10所示。
[0072]
表9对比实例1的产物检测结果
[0073]
序号检测项目检测数据检测方法1短时e模量/mpa20861gb/t1449-20052短时弯曲强度/mpa252gb/t1449-20053短时抗拉强度/mpa168gb/t1040.4-20064固化时间min35min/
[0074]
表10固化情况随时间变化
[0075]
序号时间固化情况11d无固化现象210d出现少量固化现象330d有明显固化现象460d有明显固化现象590d大部分固化6180d固化
[0076]
由上表可知，在缺少改质剂的前提下，产品性能无明显变化，但是固化时间加长，且在常温下慢慢开始出现固化现象，不利于热固树脂管的存放。
[0077]
对比实例2
[0078]
一种非开挖修复cipp热固树脂体系，以重量份数计：双酚f型环氧树脂单体54份、苯乙烯单体30份、邻甲苯基缩水甘油醚40份、顺丁烯二酸酐0.2份、甲基四氢化邻苯二甲酸酐0.4份、2-甲基咪唑-六亚甲基二异氰酸酯1.7份、2-甲基咪唑1.7份、异丁醇0.57份、富马酸二异辛酯1.4份、富马酸二甲酯2.1份、异辛醇0.1份、异丙醇0.3份、碳酸钙镁1.8 份、氧化镁2.1份、二氧化硅0.7份、偶氮二异庚腈热引发剂0.7份、偶氮二异丁酸二甲酯 1.1份、改性
聚硅氧烷0.2份。
[0079]
将称量的双酚f型环氧树脂单体、邻甲苯基缩水甘油醚混合搅拌，在常温遮光条件下在树脂中加入硬化剂和改质剂体系混合物共聚，6h后加入热引发剂体系、消泡体系。在使用前称取树脂体系和增稠体系，在常温遮光条件下，按质量比为100:5-7，搅拌20min。将树脂浸透在外层为聚亚胺酯，内曾为聚酯纤维毛毡的内衬管上，固化。记录树脂在半年内48固化情况以及在60℃下固化时间，并记录固化后试块的短时e模量/mpa、短时弯曲强度/mpa、短时抗拉强度/mpa检测结果如表11所示。剩下的树脂遮光保留观察树脂稠度的变化如表12所示。
[0080]
表11对比实例2的产物检测结果
[0081][0082][0083]
表12固化情况随时间变化
[0084]
序号时间固化情况11d无固化现象210d无固化现象330d无固化现象460d无固化现象590d无固化现象6180d无固化现象
[0085]
由上表可知硬化剂的使用量，对树脂的性能影响不大，但是会导致树脂无法彻底固化。导致热固化管无法使用。
[0086]
对比实例3
[0087]
一种非开挖修复cipp热固树脂体系，以重量份数计双酚f型环氧树脂单体51份、苯乙烯单体30份、邻甲苯基缩水甘油醚38份、顺丁烯二酸酐1.8份、四氢化邻苯二甲酸酐2.3 份、2-甲基咪唑-六亚甲基二异氰酸酯1.7份、2-甲基咪唑1.7份、异丁醇0.57份、富马酸单甲酯1.3份、富马酸单甲酯1.8份、异辛醇0.1份、异丙醇0.3份、碳酸钙镁1.8份、氧化镁2.1份、二氧化硅0.7份、偶氮异丁氰基甲酰胺热引发剂0.2份、偶氮二异丁酸二甲酯 0.3份、改性聚硅氧烷0.2份。
[0088]
将称量的双酚f型环氧树脂单体、邻甲苯基缩水甘油醚混合搅拌，在常温遮光条件下在树脂中加入硬化剂和改质剂体系混合物共聚，6h后加入热引发剂体系、消泡体系。在使用前称取树脂体系和增稠体系，在常温遮光条件下，按质量比为100:5-7，搅拌20min。将树脂浸透在外层为聚亚胺酯，内曾为聚酯纤维毛毡的内衬管上，固化。记录树脂在半年内常温固化情况以及在60℃下固化时间，并记录固化后试块的短时e模量/mpa、短时弯曲强度/mpa、短时抗拉强度/mpa检测结果如表13所示。树脂常温固化变化如表14所示。
[0089]
表13对比实例3的产物检测结果
[0090]
序号检测项目检测数据检测方法1短时e模量/mpa20765gb/t1449-20052短时弯曲强度/mpa257gb/t1449-20053短时抗拉强度/mpa181gb/t1040.4-20064固化时间min255min/
[0091]
表14固化情况随时间变化
[0092]
序号时间固化情况11d无固化现象210d无固化现象330d无固化现象460d无固化现象590d无固化现象6180d无固化现象
[0093]
由上表可知减少热固化剂的使用量会导致热固化时间增长，对树脂性能影响不大。
[0094]
对比实例4
[0095]
一种非开挖修复cipp热固树脂体系，以重量份数计：双酚f型环氧树脂单体53份、苯乙烯单体30份、邻甲苯基缩水甘油醚38份、邻苯二甲酸酐1.8份、甲基四氢化邻苯二甲酸酐2.1份、2-甲基咪唑-六亚甲基二异氰酸酯1.7份、2-甲基咪唑1.7份、异丁醇0.57份、富马酸丙二醇酯1.6份、富马酸二甲酯1.8份、异辛醇0.1份、异丙醇0.3份、碳酸钙镁1.8 份、氧化镁2.1份、二氧化硅0.7份、偶氮二环己基甲腈热引发剂0.8份、过氧化二碳酸二异丙酯0.9份、改性聚硅氧烷0.2份。
[0096]
将称量的双酚f型环氧树脂单体、邻甲苯基缩水甘油醚混合搅拌，在常温遮光条件下在树脂中加入硬化剂和改质剂体系混合物共聚，6h后加入热引发剂体系、消泡体系。在使用前称取树脂体系和增稠体系，在常温遮光条件下，按质量比为100:5-7，搅拌20min。将树脂浸透在外层为聚亚胺酯，内曾为聚酯纤维毛毡的内衬管上，固化。记录树脂在半年内常温固化情况以及在60℃下固化时间，并记录固化后试块的短时e模量/mpa、短时弯曲强度/mpa、短时抗拉强度/mpa检测结果如表15所示。树脂常温固化变化如表16所示。
[0097]
表15对比实例4的产物检测结果
[0098]
序号检测项目检测数据检测方法1短时e模量/mpa12654gb/t1449-20052短时弯曲强度/mpa154gb/t1449-20053短时抗拉强度/mpa94gb/t1040.4-20064固化时间min29min/
[0099]
表16固化情况随时间变化
[0100]
序号时间固化情况11d无固化现象210d无固化现象
330d无固化现象460d无固化现象590d无固化现象6180d无固化现象
[0101]
由上表可知减少消泡剂的使用量，会影响树脂性能，导致制备的热固化管力学性能下降，是因为树脂中有气泡使材料的力学性能下降。
[0102]
以上结合具体实施方式和范例性实例对本技术进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本技术的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本技术精神和范围的情况下，可以对本技术技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本技术的范围内。本技术的保护范围以所附权利要求为准。