一种低温环境下桥梁加固用结构胶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于土木工程技术领域，具体来说，涉及到一种低温环境下桥梁加固用结 构胶。
【背景技术】
[0002] 环氧树脂是一种性能优异的材料，但在未与固化剂反应前，只是一种黏性液体或 者脆性固体，没有任何实用价值。固化剂的引入与环氧树脂形成的三维交联网络结构，赋予 了环氧树脂丰富的使用价值和广阔的应用领域。在桥梁加固工程领域中，环氧树脂结构胶 占有较大的市场份额。现有的环氧树脂结构胶主要为常温固化。当加固工程所处环境温度 较低时，尤其是我国北方地区冬季温度较低时，该类结构胶固化速度较慢，甚至不能固化。 原因为结构胶中所用到的固化剂多为一般脂肪胺或聚酰胺等，这些固化剂在常温下可以固 化，但是温度低于15°C时，固化速度缓慢，导致其力学性能的发展较慢。科研工作者进行了 大量的试验工作，对低温固化剂进行研发。研究方向主要为硫脲-多元胺缩合物、多硫醇化 合物等，这一类固化剂可以实现低温下的快速固化，但是由于硫脲与硫醇类化合物本身具 有较强的刺激性，臭味大，不利于施工人员的身体健康与环境保护。
【发明内容】
[0003] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种低温环境下桥梁加固用结构胶及其制备 方法。
[0004] 本发明所述的一种低温环境下桥梁加固用结构胶，所述结构胶由质量比为1:1的 A体系和B体系组成；按质量份计，A体系包括环氧树脂100份、增韧剂8-10份、消泡剂 1-1. 5份、醚类稀释剂1. 8-2. 2份和填料100-150份，B体系包括低温固化剂40-60份、促进 剂1. 0-2. 0份、短切纤维6-8份、偶联剂1-2份和填料50-75份；所述环氧树脂为纳米橡胶 颗粒改性环氧树脂或/和双酸F型树脂，其中纳米橡胶颗粒的粒径为40-100nm。
[0005] 所述环氧树脂为纳米橡胶颗粒改性环氧树脂和双酚F型树脂，双酚F型树脂占环 氧树脂总质量的10-20%。
[0006] 本发明所述的一种低温环境下桥梁加固用结构胶，所述醚类稀释剂为丁基缩水甘 油醚、苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚或腰果酚缩水甘油醚。
[0007] 本发明所述的一种低温环境下桥梁加固用结构胶，所述填料为玻璃粉，经气流粉 碎机粉碎得到，目数为200目；所述短切纤维为碳纤维，长度5-15mm，直径7ym。
[0008] 本发明所述的一种低温环境下桥梁加固用结构胶，所述低温固化剂为胺类化合物 及酚类化合物经曼尼希反应合成的酚醛胺。
[0009] 本发明所述的一种低温环境下桥梁加固用结构胶，所述胺类化合物为脂肪胺，酚 类化合物为腰果酚或/和苯酚。
[0010] 本发明所述的一种低温环境下桥梁加固用结构胶，所述脂肪胺为含芳香环的脂肪 胺。
[0011] 本发明所述的一种低温环境下桥梁加固用结构胶，所述腰果酚经过提纯及抗氧 化处理，具体步骤为：取腰果酚原料，减压蒸馏，控制真空度在0. 08-0. 09MPa，油浴温度 220±5°C，取其馏分；将质量比为10000: (1-3)的馏分与抗氧化剂混合均匀，通入N2封口， 静置15d以上，即得；所述抗氧化剂为对苯二酚或苯环上含有取代基的对苯二酚衍生物。
[0012] 本发明所述的一种低温环境下桥梁加固用结构胶，所述酚醛胺的合成工艺为： 取摩尔比为1: (1-3. 0) : (1-3. 0)的胺类化合物、酚类化合物及甲醛；保温在60-80°C，将 酚类化合物和37wt%的甲醛溶液混合反应0. 5h后，逐滴加入胺类化合物，滴加时间为 0. 5-1.Oh;保温80°C，反应3-10h;减压蒸馏，温度为80°C，真空度0. 085MPa以上，直至无冷 凝水出现；所述的胺类化合物为不含芳香环的脂肪胺，所述的酚类化合物为腰果酚。
[0013] 本发明所述的一种低温环境下桥梁加固用结构胶，所述酚醛胺的合成工艺为：取 摩尔比为1:1:1的胺类化合物、酚类化合物及甲醛；在40°C保温，根据摩尔比取胺类化合 物、酚类化合物，反应0. 5h后，37wt%的甲醛溶液分3次加入，每次滴加间隔15min，滴加完 毕后，升高温度至80°C，并保温3-10h;减压蒸馏，温度为80°C，真空度0. 085MPa以上，直至 无冷凝水出现；所述的胺类化合物为含芳香环的脂肪胺，所述的酚类化合物为苯酚与腰果 酚的混合物，其中苯酚所占摩尔比例为30-50 %。
[0014] 与现有技术相比，发明所述的低温环境下桥梁加固用结构胶采用毒性较小的腰果 酚全部或部分代替苯酚，大大降低了产品的V0C。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合具体的实施例对本发明所述的低温环境下桥梁加固用结构胶做进一步 说明，但是本发明的保护范围并不限于此。
[0016] 实施例1
[0017] 取腰果酚进行提纯及抗氧化处理，具体步骤为：取腰果酚原料，减压蒸馏，控制真 空度在0. 09MPa，油浴温度220°C，取其馏分；将质量比为10000:1的馏分与对苯二酚混合均 匀，通入N2封口，静置15d以上，即得。
[0018] 在一个500ml的三口烧瓶上，需配置搅拌器、冷凝器、恒压滴定漏斗；将水浴加热 至80°C，并恒温。在烧瓶中加入160g腰果酸，15g甲醛配成浓度37wt%溶液，搅拌0. 5h。 称取73g三乙烯四胺加入恒压滴液漏斗中，逐滴加入，并通入冷凝水，待滴加完毕后，保 持该水浴温度，并保温3h。反应完毕后，进行减压蒸馏，蒸馏时水浴温度为80°C，压强为 0.085MPa，直至无液体蒸出为止。将上述合成的低温固化剂冷却放置24h后，进行结构胶配 置，结构胶配方见下表1。
[0019] 表1实施例1结构胶配方
[0020]
[0021] 按照上述配方分别将A、B组分分散剪切均匀后，等质量搅拌后，注入到相应模具 中，待试件稳定后，将试件置于户外环境中进行养护，并记录户外养护的温度变化。
[0022] 实施例2
[0023] 在一个500ml的三口烧瓶上，需配置搅拌器、冷凝器、恒压滴定漏斗；将水浴加热 至60°C，并恒温。在烧瓶中加入180g腰果酸，15g甲醛配成浓度37wt%溶液，搅拌0. 5h。 称取73g三乙烯四胺加入恒压滴液漏斗中，逐滴加入，并通入冷凝水，待滴加完毕后，保持 该水浴温度，并保温l〇h。反应完毕后，进行减压蒸馏，蒸馏时水浴温度为80°C，压强为 0.085MPa，直至无液体蒸出为止。将上述合成的低温固化剂冷却放置24h后，进行结构胶配 置，结构胶配方见下表2。
[0024] 表2实施例2结构胶配方
[0025]
[0026] 按照上述配方分别将A、B组分分散剪切均匀后，等质量搅拌后，注入到相应模具 中，待试件稳定后，将试件置于户外环境中进行养护，并记录户外养护的温度变化。
[0027] 实施例3
[0028] 取腰果酚进行提纯及抗氧化处理，具体步骤为：取腰果酚原料，减压蒸馏，控制真 空度在0. 09MP