CN108219372A - 高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料及其制备方法，包括A组份和B组份；A组份包括双酚A环氧树脂50～100份，酚醛环氧树脂10～50份，联苯型环氧树脂10～20份，超支化环氧树脂10～50份，活性稀释剂5～50份；B组份包括酚醛胺20～120份，固化促进剂0～3份，硅烷偶联剂0～3份。本发明通过向油性环氧树脂堵漏材料中，引入联苯型环氧树脂和超支化环氧树脂，使其与双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂互相作用，形成四种环氧树脂并存的特定配方，该配方具备高强度优势，在采用酚醛胺固化体系的情况下也能够相对于传统油性环氧树脂堵漏材料实现至少1倍的强度提升。

Description

高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，特别是涉及一种高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料及其制备方法。

背景技术

近年来国家对基础设施大力投入，建筑、轨道交通、公路、隧道的建设也有了飞跃式的发展，这必然伴随着基础设施建设对标的物标准的不断提升，对技术要求的不断提升，同时对相应建设材料、维保材料技术标准的不断提升。

目前建筑、轨道交通、公路、隧道等出现渗漏水时，大多采用聚合物水泥、丙烯酸盐、丙凝、聚氨酯等作为防水堵漏材料，这些材料的堵漏原理为材料本身具有一定的吸水溶胀功能，在裂缝中吸水固化后，固结体反复膨胀，达到堵漏的目的。但是，这些材料存在强度不足，固结体太脆，耐化学腐蚀差，抗渗压力达不到要求以及耐久性不足等问题，在建筑、轨道交通等的堵漏中容易出现反复渗漏，只能治标不能治本的问题，并不是理想的防水堵漏材料。

环氧树脂分子中具有苯环、醚键、羟基、环氧基等基团，苯环赋予环氧树脂非常好的机械强度与耐热性，醚键赋予其良好的耐化学性，羟基使环氧与混凝土、金属等界面具有很好的粘结性，环氧基让其具有很好的反应性，选用合适的固化剂可以让材料在常温下就可以反应固化，固结体具有非常好的化学性能、物理性能，而且反应一个环氧基团就会释放出一个羟基，使环氧树脂的粘结力进一步提升。环氧树脂优良的耐化学腐蚀性，良好的粘接性，以及非常高的机械强度，被广泛应用于防水防腐涂料、建筑工程中的环氧地坪漆、电子灌封材料、胶粘剂等工业领域。

在防水堵漏领域中，因需要考虑水中反应，并保持较好的物理化学性能，以及针对缺陷需要高压灌浆存在的操作时间等问题，并没有得到广泛的推广应用。在仅存的少数含有环氧树脂灌浆材料产品种类中，油性体系的灌浆材料相对于水性环氧树脂灌浆材料存在较多的优势。但是，传统的油性体系的环氧树脂堵漏材料都采用酚醛胺固化的体系，导致固结体强度低，无法在堵漏的同时起到缓冲缺陷部位因地质因素、热胀冷缩原因引起的裂缝扩大、位移等，达不到理想的堵漏效果。尽管目前也存在一些对油性体系的环氧树脂堵漏材料进行配方改进的技术方案，但这些传统改进方案对产品强度的改善非常有限，依然存在强度不足的缺陷，不能够很好的满足实际需求。

因此，有必要开发一种高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料。

具体技术方案如下：

一种高强度堵漏用环氧树脂灌浆材料，包括A组份和B组份；

所述A组份主要由以下质量份数的原料制备得到：双酚A环氧树脂50～100份，酚醛环氧树脂10～50份，联苯型环氧树脂10～20份，超支化聚合物10～50份，活性稀释剂5～50份；所述B组份主要由以下质量份数的原料制备得到：胺类固化剂20～120份，固化促进剂0～3份，硅烷偶联剂0～3份。

在其中一些实施例中，所述A组份主要由以下质量份数的原料制备得到：双酚A环氧树脂50～100份，酚醛环氧树脂10～20份，联苯型环氧树脂10～20份，超支化聚合物10～50份，活性稀释剂5～50份；所述B组份主要由以下质量份数的原料制备得到：胺类固化剂20～120份，固化促进剂1～3份，硅烷偶联剂1～3份。

在其中一些实施例中，所述A组份主要由以下质量份数的原料制备得到：双酚A环氧树脂90～100份，酚醛环氧树脂10～15份，联苯型环氧树脂10～15份，超支化聚合物10～50份，活性稀释剂10～50份；所述B组份主要由以下质量份数的原料制备得到：胺类固化剂50～60份，固化促进剂2～3份，硅烷偶联剂1～2份。

在其中一些实施例中，所述A组份主要由以下质量份数的原料制备得到：双酚A环氧树脂100份，酚醛环氧树脂10份，联苯型环氧树脂10份，超支化聚合物50份，活性稀释剂20份；所述B组份主要由以下质量份数的原料制备得到：胺类固化剂60份，固化促进剂2份，硅烷偶联剂1份。

在其中一些实施例中，所述超支化聚合物选自超支化环氧树脂、有机硅超支化环氧树脂、松香基超支化环氧树脂中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述双酚A环氧树脂为E51型双酚A环氧树脂、E44型双酚A环氧树脂中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述酚醛环氧树脂为苯酚型酚醛环氧树脂、邻甲酚型酚醛环氧树脂中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述硅烷偶联剂为双(三乙氧基硅)乙烷、3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、三甲氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷、三乙氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷中至少一种。

在其中一些实施例中，所述活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、邻甲苯基缩水甘油醚、对叔丁基苯基缩水甘油醚、C12-C14烷基缩水甘油醚、C8-C10烷基基缩水甘油醚中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述胺类固化剂为酚醛胺、腰果酚改性酚醛胺、松节油改性酚醛胺、桐酸甲酯改性酚醛胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、异佛尔酮二胺、间苯二甲胺中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述固化促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑及三-(二甲胺基甲基)苯酚中的至少一种。

本发明的目的还在于提供一种高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的制备方法。

一种高强度堵漏用环氧树脂灌浆材料的制备方法，包括如下步骤：

根据上述的原料备料；

取双酚A环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂、联苯环氧树脂、超支化聚合物、活性稀释剂，混合，搅拌均匀，得A组份；

取酚醛胺、固化促进剂、硅烷偶联剂，混合，搅拌均匀，得B组份。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过向双组份环氧树脂堵漏材料(特别是针对含有双酚A环氧树脂和酚醛环氧树脂的油性环氧树脂堵漏材料)的A组份中引入联苯型环氧树脂和超支化聚合物，尤其是超支化聚合物选自超支化环氧树脂、有机硅超支化环氧树脂、松香基超支化环氧树脂中的一种时，使其与双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂互相作用，得到特定配方的A组份，该特定配方的A组份中联苯环氧树脂一个分子中含有两个苯环，一个酚醛环氧树脂分子相对于一个双酚A环氧树脂分子多了1个环氧基，超支化聚合物中含有大量的刚性苯环和空穴，刚性苯环提升了材料的强度，空穴则有利于材料收到冲击时吸收冲击能量，提高树脂的韧性，这使得A组份能够与含有酚醛胺固化剂的B组份混合后形成交联密度更高且刚性结构数量、空穴数量较好的固结体，这使得固结体的强度得到显著提升，特别是当二者以(2～5)：1质量份数配比混合时，固结体的强度得到突破性提升，相对于传统环氧树脂堵漏材料实现至少1～2倍的强度提高。

本申请在B组分而非A组份中加入硅烷偶联剂，这样的硅烷偶联剂分配关系也能够增加环氧树脂灌浆材料的强度。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明实施例采用原料如下：

双酚A环氧树脂：无锡蓝星石油化工有限责任公司，E51、E44；

苯酚型酚醛环氧树脂：无锡蓝星石油化工有限责任公司，F51、F44；

邻甲酚型酚醛环氧树脂：台湾南亚塑胶工业股份有限公司，NPCN-704；

联苯环氧树脂：化药化工(无锡)有限公司，NC-3000；

超支化环氧树脂：武汉超支化树脂科技有限公司，HyPer E102；

有机硅超支化环氧树脂：武汉超支化树脂科技有限公司，HyPer HPS601；

松香基超支化环氧树脂:武汉超支化树脂科技有限公司，试验品。

实施例1

本实施例提供一种高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料及其制备方法。

高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的原料配方见表1。

高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的制备方法包括如下步骤：

根据表1，取双酚A环氧树脂E51、苯酚型酚醛环氧树脂、联苯环氧树脂、超支化环氧树脂、苄基缩水甘油醚、双(三乙氧基硅)乙烷，混合，搅拌均匀，得A组份；

根据表1，取腰果酚改性酚醛胺、2-苯基咪唑及三-(二甲胺基甲基)苯酚，混合，搅拌均匀，得B组份；

在进行建筑缺陷堵漏时，将A组份与B组份按照质量分数比为3：1的比例混合，搅拌均匀即可得强度很好也兼顾韧性的固结体，能够缓冲缺陷部位因地质因素、热胀冷缩原因引起的裂缝扩大、位移等，堵漏效果非常理想。

实施例2

本实施例提供一种高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料及其制备方法。

高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的原料配方见表1。

高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的制备方法包括如下步骤：

根据表1，取双酚A环氧树脂E51、苯酚型酚醛环氧树脂、联苯环氧树脂、超支化环氧树脂、苄基缩水甘油醚，混合，搅拌均匀，得A组份；

根据表1，取腰果酚改性酚醛胺、双(三乙氧基硅)乙烷混合，搅拌均匀，得B组份；

在进行建筑缺陷堵漏时，将A组份与B组份按照质量分数比为3：1的比例混合，搅拌均匀即可得强度很好也兼顾韧性的固结体，能够缓冲缺陷部位因地质因素、热胀冷缩原因引起的裂缝扩大、位移等，堵漏效果非常理想。

实施例3

本实施例提供一种高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料及其制备方法。

高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的原料配方见表1。

高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的制备方法包括如下步骤：

根据表1，取双酚A环氧树脂E51、邻甲酚型酚醛环氧树脂、联苯环氧树脂、超支化环氧树脂、苄基缩水甘油醚、双(三乙氧基硅)乙烷，混合，搅拌均匀，得A组份；

根据表1，取果酚改性酚醛胺、2-苯基咪唑及三-(二甲胺基甲基)苯酚、混合，搅拌均匀，得B组份。

在进行建筑缺陷堵漏时，将A组份与B组份按照质量分数比为3：1的比例混合，搅拌均匀即可得强度很好也兼顾韧性的固结体，能够缓冲缺陷部位因地质因素、热胀冷缩原因引起的裂缝扩大、位移等，堵漏效果非常理想。

实施例4

本实施例提供一种高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料及其制备方法。

高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的原料配方见表1。

高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的制备方法包括如下步骤：

根据表1，取双酚A环氧树脂E51、邻甲酚型酚醛环氧树脂、联苯环氧树脂、超支化环氧树脂、苄基缩水甘油醚，混合，搅拌均匀，得A组分；

根据表1，取腰果酚改性酚醛胺、双(三乙氧基硅)乙烷2-苯基咪唑及三-(二甲胺基甲基)苯酚，混合，搅拌均匀，得B组份。

将A组份、B组份按质量份数比为3：1混合，搅拌均匀，即可得到高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料。

在进行建筑缺陷堵漏时，将A组份与B组份按照质量分数比为3：1的比例混合，搅拌均匀即可得强度很好也兼顾韧性的固结体，能够缓冲缺陷部位因地质因素、热胀冷缩原因引起的裂缝扩大、位移等，堵漏效果非常理想。

表1实施例1至实施例4的原料配方

实施例5、实施例6

实施例5、实施例6分别是实施例1的变化例，变化之处仅在于高强度堵漏用改性环氧树脂灌浆材料的原料配方，具体见表2。制备方法同实施例1。

表2实施例5、实施例6的原料配方

对比例1

本对比例是实施例1的对比例，对比之处在于，本对比例的原料配方中不含联苯型环氧树脂、超支化聚合物，具体配方见表3。

对比例2

本对比例是实施例1的对比例，对比之处在于，本对比例的原料配方中联苯型环氧树脂、超支化聚合物的含量超出本申请限定的范围，具体配方见表3。

对比例3

本对比例是实施例1的对比例，对比之处在于，本对比例的原料配方中联苯型环氧树脂、超支化聚合物的种类不同于本申请，具体配方见表3。

对比例4

本对比例是实施例1的对比例，对比之处在于，本对比例的原料配方中硅烷偶联剂不属于B组份而属于A组份，具体配方见表3。

表3对比例1至对比例4的原料配方

性能测试

拉伸强度测试：依据ASTM D638-82a进行测试；

弯曲强度测试：依据ASTMD790M-92标准进行测试；

冲击强度：依据ASTM D256-81标准进行测试；

断裂韧性：依据ASTM D5045-91a标准进行测试。

或者，表中所列性能均依据JC/T 1041-2007进行测试

表4各实施例、对比例的性能测试结果

综上所述，本发明通过向油性环氧树脂堵漏材料中，特别是针对含有双酚A环氧树脂(尤其是E51、E44)和酚醛环氧树脂(尤其是苯酚型酚醛环氧树脂、邻甲酚型酚醛环氧树脂)的环氧树脂堵漏材料，引入联苯型环氧树脂和超支化聚合物，使其与双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂互相作用，形成四种环氧树脂并存的特定配方，该配方在强度性能上得到突破性提升，在采用酚醛胺固化体系的情况下也能够相对于传统油性双酚A环氧树脂堵漏材料实现至少1～2倍的强度提升。同时，本发明高强度堵漏用环氧树脂灌浆材料基于超支化聚合物的引入，韧性还得到一定程度的改善。本申请在A组份而非B组分中加入硅烷偶联剂，这样的硅烷偶联剂分配关系也能够增加环氧树脂灌浆材料的强度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高强度堵漏用环氧树脂灌浆材料，其特征在于，包括A组份和B组份；

所述A组份主要由以下质量份数的原料制备得到：双酚A环氧树脂50～100份，酚醛环氧树脂10～50份，联苯型环氧树脂10～20份，超支化聚合物10～50份，活性稀释剂5～50份；所述B组份主要由以下质量份数的原料制备得到：胺类固化剂20～120份，固化促进剂0～3份,硅烷偶联剂0～3份。

2.根据权利要求1所述的高强度堵漏用环氧树脂灌浆材料，其特征在于，所述A组份主要由以下质量份数的原料制备得到：双酚A环氧树脂50～100份，酚醛环氧树脂10～20份，联苯型环氧树脂10～20份，超支化聚合物10～50份，活性稀释剂5～50份；所述B组份主要由以下质量份数的原料制备得到：胺类固化剂20～120份，固化促进剂1～3份,硅烷偶联剂1～3份。

3.根据权利要求2所述的高强度堵漏用环氧树脂灌浆材料，其特征在于，所述A组份主要由以下质量份数的原料制备得到：双酚A环氧树脂90～100份，酚醛环氧树脂10～15份，联苯型环氧树脂10～15份，超支化聚合物10～50份，活性稀释剂10～50份；所述B组份主要由以下质量份数的原料制备得到：胺类固化剂50～60份，固化促进剂2～3份，硅烷偶联剂1～2份。

4.根据权利要求3所述的高强度堵漏用环氧树脂灌浆材料，其特征在于，所述A组份主要由以下质量份数的原料制备得到：双酚A环氧树脂100份，酚醛环氧树脂10份，联苯型环氧树脂10份，超支化聚合物50份，活性稀释剂20份；所述B组份主要由以下质量份数的原料制备得到：胺类固化剂60份，固化促进剂2份，硅烷偶联剂1份。

5.根据权利要求1至4任一项所述的高强度堵漏用环氧树脂灌浆材料，其特征在于，所述超支化聚合物选自超支化环氧树脂、有机硅超支化环氧树脂、松香基超支化环氧树脂中的至少一种。

6.根据权利要求1至4任一项所述的高强度堵漏用环氧树脂灌浆材料，其特征在于，所述双酚A环氧树脂为E51型双酚A环氧树脂、E44型双酚A环氧树脂中的至少一种；所述酚醛环氧树脂为苯酚型酚醛环氧树脂、邻甲酚型酚醛环氧树脂中的至少一种。

7.根据权利要求1至4任一项所述的高强度堵漏用环氧树脂灌浆材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为双(三乙氧基硅)乙烷、3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、三甲氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷、三乙氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷中至少一种。

8.根据权利要求1至4任一项所述的高强度堵漏用环氧树脂灌浆材料，其特征在于，所述活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、邻甲苯基缩水甘油醚、对叔丁基苯基缩水甘油醚、C12-C14烷基缩水甘油醚、C8-C10烷基基缩水甘油醚中的至少一种。

9.根据权利要求1至4任一项所述的高强度堵漏用环氧树脂灌浆材料，其特征在于，所述胺类固化剂为酚醛胺、腰果酚改性酚醛胺、松节油改性酚醛胺、桐酸甲酯改性酚醛胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、异佛尔酮二胺、间苯二甲胺中的至少一种；所述固化促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑及三-(二甲胺基甲基)苯酚中的至少一种。

10.一种高强度堵漏用环氧树脂灌浆材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据权利要求1至9任一项所述的原料备料；

取双酚A环氧树脂、苯酚酚醛环氧树脂、联苯环氧树脂、超支化聚合物、活性稀释剂，混合，搅拌均匀，得A组份；

取酚醛胺、固化促进剂、硅烷偶联剂，混合，搅拌均匀，得B组份。