CN104449514A - 路桥用常温固化环氧树脂粘结剂及其制法 - Google Patents
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Abstract
一种路桥用常温固化环氧树脂粘结剂，它包括A组分和B组分，A和B各组分的质量份数为：A组分：环氧树脂100份；柔性环氧树脂30-40份；稀释剂5-15份；B组分：固化剂60-70份；增韧剂3-5份；促进剂1-3份；消泡剂0.2-0.5份；其中，A组分和B组分比例为100∶80-100∶100。本发明是在常用环氧树脂中加入柔性环氧树脂，其与固化剂反应后形成热固性立体交联结构，具有很好的柔性的同时，还具有较好的粘结能力和耐水能力。以腰果壳油改性胺为固化剂，可以有效地增加粘结剂的耐水和耐低温性能。此外，以新型多醇衍生物为环氧树脂的增韧剂，可以有效地提高环氧树脂的韧性，以适应钢桥面或水泥混凝土桥面等振动时产生的形变，达到提高路桥用常温固化环氧树脂粘结剂耐久性的目的。本发明适用于钢桥面、城市高架桥、水泥混凝土桥面、隧道、高速公路等路面的粘结与防水。本发明公开了其制法。
Description
技术领域
本发明涉及一种环氧树脂粘结剂，具体涉及一种路桥用常温固化环氧树脂粘结剂及其制备方法。
背景技术
桥面铺装工程中，为了防止水分渗入桥面混凝土结构，腐蚀钢筋，威胁桥梁安全；将铺装层与桥面板粘结成一个整体，充分发挥铺装层与桥面板的复合作用，改善桥面板与铺装层的受力情况，需要在钢桥面或水泥混凝土桥面与沥青铺装层之间设置防水粘结层。防水粘结层一般采用变形能力大的弹性材料，当桥面板在温度变化或行车荷载作用下发生水平向变形时，防水粘结层可以吸收铺装层和桥面板之间部分相对位移，从而减小铺装层内的应力。随着我国交通事业的不断发展，对桥面铺装的质量要求越来越高。但长期以来，桥面铺装早期破损严重，试验和力学分析表明，相当多的桥面铺装早期损坏都与防水粘结层的功能过早丧失有关。目前，防水粘结层使用的材料主要有水乳性氯丁胶乳沥青防水涂料、APP防水卷材、SBS乳化改性沥青、SBS改性沥青和高性能环氧沥青。虽然以上这些材料已经在桥梁防水粘结层中大量使用，但是对于重载交通、长大纵坡等特殊场合，铺装层常发生破坏，其根本原因在于目前粘结层材料除环氧树脂粘结剂外均为热塑性材料，在温度较高情况下容易发生较大塑性变形，甚至流淌，而且这种材料与桥面混凝土之间为物理层面的粘结，强度较低，无法抵抗车辆与环境等作用。因此，开发新型常温固化环氧树脂粘结剂用于路桥的防水与粘结具有重要的经济价值和应用价值。
发明内容
本发明的目的是提出一种路桥用室温固化环氧树脂粘结剂及其制备方法。
本发明的技术方案为：
一种路桥用室温固化环氧树脂粘结剂，它包括A组分和B组分，A组分主要由环氧树脂和增韧剂组成，B组分主要由固化剂、增韧剂、促进剂和消泡剂组成，各组分的质量份数为：
A组分：
环氧树脂 100份
柔性环氧树脂 30-40份；
稀释剂 5-15份
B组分：
其中，A组分和B组分比例为100:80-100:100。
所述的环氧树脂选用液体双酚A型缩水甘油醚环氧树脂(DGEBA)，其结构式如下：
所述的柔性环氧树脂选用的是缩水甘油醚型柔性环氧树脂。
所述的稀释剂选用的是非活性环氧树脂稀释剂，如邻苯二甲酸二丁酯(DBP)或壬基酚(NP)，其结构化分别如下：
邻苯二甲酸二丁酯(DBP)
壬基酚(NP)
所述的固化剂选用腰果壳油改性胺。
所述的增韧剂选用多醇衍生物。
所述的促进剂选用的是咪唑类促进剂，如1-甲基咪唑或2-乙基-4-甲基咪唑，其结构式如下：
1-甲基咪唑
2-乙基-4-甲基咪唑
所述的消泡剂选用的是聚硅氧烷消泡剂。
一种制备上述的路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的方法，它包括下列步骤：
A组分的制备方法是：将环氧树脂和柔性环氧树脂按各组分的质量比混合，加热到60℃，搅拌2h，冷却至室温后加入活性稀释剂，搅拌均匀后，得到路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的A组分；
B组分制备方法是：将固化剂、增韧剂、促进剂和消泡剂按各组分的质量比混合，加热到80℃，混合均匀，冷却至室温后，得到路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的B组分。
上述路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的具体应用方法是将A组分与B组分分别加热到30℃，按比例混合均匀，然后将未固化的混合物直接涂抹或喷洒于钢板或水泥混凝土桥的表面，再在上面铺装沥青、改性沥青或环氧沥青混合料，常温固化1-2天后即可起到粘结和防水作用。
本发明的特点是在常用环氧树脂中加入柔性环氧树脂，其与固化剂反应后形成热固性立体交联结构，具有很好的柔性的同时，还具有较好的粘结能力和耐水能力。以腰果壳油改性胺为固化剂，可以有效地增加粘结剂的耐水和耐低温性能。此外，以新型多醇衍生物为环氧树脂的增韧剂，可以有效地提高环氧树脂的韧性，以适应钢桥面或水泥混凝土桥面等振动时产生的形变，达到提高路桥用常温固化环氧树脂粘结剂耐久性的目的。本发明适用于钢桥面、城市高架桥、水泥混凝土桥面、隧道、高速公路等路面的粘结与防水。
具体实施方式
下面通过实施例详述本发明,在以下各实施例中，各组分的份数均为质量份数。
路桥用常温固化环氧树脂粘结剂A组分制备方法如下：
实施例1：称取100份(质量份，下同)双酚A型缩水甘油醚环氧树脂(E51，无锡蓝星石油化工有限公司提供)，加入30份缩水甘油醚型柔性环氧树脂(JEF-0211，常熟常熟佳发化学有限责任公司提供)，开始搅拌，并将温度升高至60℃，反应2h后冷却至室温，加入10份邻苯二甲酸二丁酯(DBP)(山东齐鲁增塑剂股份有限公司提供)，得到路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的A组分。
实施例2：称取100份双酚A型缩水甘油醚环氧树脂(E51)，加入40份缩水甘油醚型柔性环氧树脂(JEF-0211)，开始搅拌，并将温度升高至60℃，反应2h后冷却至室温，加入15份壬基酚(NP)(江苏凌飞科技股份有限公司提供)，得到路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的A组分。
实施例3：称取100份双酚A型缩水甘油醚环氧树脂(E51)，加入35份缩水甘油醚型柔性环氧树脂(JEF-0211)，开始搅拌，并将温度升高至60℃，反应2h后冷却至室温，加入5份邻苯二甲酸二丁酯(DBP)，得到路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的A组分。
路桥用常温固化环氧树脂粘结剂B组分制备方法如下：
实施例4：分别称取70份腰果壳油改性胺(NC-541，卡德莱化工珠海有限公司提供)、3份多醇衍生物(FORTEGRA 100，美国陶氏化学公司提供)，3份1-甲基-咪唑(无锡振日化工产品有限公司提供)和0.2份聚硅氧烷消泡剂(BYK-A530，厦门康迪隆贸易有限公司提供)，加热到80℃，混合均匀，冷却至室温后，得到路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的B组分。
实施例5：分别称取65份腰果壳油改性胺(NX-6070，卡德莱化工珠海有限公司提供)、4份多醇衍生物(FORTEGRA 100)，1份2-乙基4-甲基-咪唑(无锡振日化工产品有限公司提供)和0.3份聚硅氧烷消泡剂(BYK-A530)，加热到80℃，混合均匀，冷却至室温后，得到路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的B组分。
实施例6：分别称取60份腰果壳油改性胺(NC-541)、5份多醇衍生物(FORTEGRA 200，美国陶氏化学公司提供)，2份2-乙基4-甲基-咪唑和0.5份聚硅氧烷消泡剂(BYK-A530)，加热到80℃，混合均匀，冷却至室温后，得到路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的B组分。
下面给出以本发明提供的路桥用常温固化环氧树脂粘结剂A组分和B组分制备得到路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的实施例和测试结果：
实施例7：将100份实施例1中得到的路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的A组分和100份实施例4中得到的路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的B组分分别加热到30℃，然后混合均匀，将未反应的路桥用常温固化环氧树脂粘结剂A组分和B组分混合物涂抹在100mm×25mm×2mm的不锈钢钢片上进行粘结强度测试，两片钢片的搭接长度是12.5mm，将涂抹好的钢片放入60℃烘箱固化2d，冷却后放置1d后，在23℃以5mm/min的拉伸速度进行测试。此外，取少量路桥用常温固化环氧树脂粘结剂A组分和B组分混合物倒入聚四氟乙烯模具中，60℃固化2d，放置1d，得到固化后路桥用常温固化环氧树脂粘结剂，将其冲裁成拉伸试样条作拉伸实验测试，测试条件为23℃，拉伸速度为500mm/min，上述测试结果见附表1。
实施例8：将100份实施例2中得到的路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的A组分和90份实施例5中得到的路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的B组分分别加热到30℃，然后混合均匀，将未反应的路桥用常温固化环氧树脂粘结剂A组分和B组分混合物涂抹在100mm×25mm×2mm的不锈钢钢片上进行粘结强度测试，两片钢片的搭接长度是12.5mm，将涂抹好的钢片放入60℃烘箱固化2d，冷却后放置1d后，在23℃以5mm/min的拉伸速度进行测试。此外，取少量路桥用常温固化环氧热固性树脂粘结剂A组分和B组分混合物倒入聚四氟乙烯模具中，60℃固化2d，放置1d，得到固化后路桥用常温固化环氧树脂粘结剂，将其冲裁成拉伸试样条作拉伸实验测试，测试条件为23℃，拉伸速度为500mm/min，上述测试结果见附表1。
实施例9：将100份实施例3中得到的路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的A组分和80份实施例6中得到的路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的B组分分别加热到30℃，然后混合均匀，将未反应的路桥用常温固化环氧树脂粘结剂A组分和B组分混合物涂抹在100mm×25mm×2mm的不锈钢钢片上进行粘结强度测试，两片钢片的搭接长度是12.5mm，将涂抹好的钢片放入60℃烘箱固化3d，冷却后放置1d后，在23℃以5mm/min的拉伸速度进行测试。此外，取少量路桥用常温固化环氧树脂粘结剂A组分和B组分混合物倒入聚四氟乙烯模具中，60℃固化3d，放置1d，得到固化后路桥用常温固化环氧树脂粘结剂，将其冲裁成拉伸试样条作拉伸实验测试，测试条件为23℃，拉伸速度为500mm/min，上述测试结果见附表1。
上述实施例中，将未固化的路桥用常温固化环氧树脂A组分和B组分的混合物直接涂抹或喷洒于钢桥面或水泥混凝土桥面等的表面，常温固化1-2天后即可发生粘结和防水作用。
表1.路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的粘结实验和拉伸实验结果
Claims (4)
1.一种路桥用常温固化环氧树脂粘结剂，其特征是：它包括A组分和B组分，A组分主要由环氧树脂、柔性环氧树脂和稀释剂组成，，B组分主要由固化剂、增韧剂、促进剂和消泡剂组成，各组分的质量份数为：
A组分：
环氧树脂 100份
柔性环氧树脂 30-40份；
稀释剂 5-15份
B组分：
其中，A组分和B组分比例为100:80-100:100。
所述的环氧树脂选用液体双酚A型缩水甘油醚环氧树脂；
所述的柔性环氧树脂选用的是缩水甘油醚型柔性环氧树脂；
所述的稀释剂选用非活性环氧树脂稀释剂；
所述的固化剂选用腰果壳油改性胺；
所述的增韧剂选用多醇衍生物；
所述的促进剂选用的是咪唑类促进剂；
所述的消泡剂选用的是聚硅氧烷消泡剂。
2.根据权利要求1所述的路桥用常温固化环氧树脂粘结剂，其特征是：非活性环氧树脂稀释剂是邻苯二甲酸二丁酯(DBP)或壬基酚(NP)。
3.根据权利要求1所述的路桥用常温固化环氧树脂粘结剂，其特征是：所述的咪唑类促进剂是1-甲基咪唑或2-乙基-4-甲基咪唑。
4.一种制备权利要求1-3所述的任一的路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的方法，其特征是它包括如下步骤：
A组分的制备：将环氧树脂和柔性环氧树脂按各组分的质量比混合，加热到60℃，搅拌2h，冷却至室温后加入活性稀释剂，搅拌均匀后，得到路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的A组分；
B组分的制备：将固化剂、增韧剂、促进剂和消泡剂按各组分的质量比混合，加热到80℃，混合均匀，冷却至室温后，得到路桥用常温固化环氧树脂粘结剂的B组分；
将A组分与B组分分别加热到30℃，按比例混合均匀，然后将未固化的混合物直接涂抹或喷洒于钢板或水泥混凝土桥的表面，再在上面铺装沥青、改性沥青或环氧沥青混合料，常温固化1-2天后即可起到粘结和防水作用。
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