CN111960726B - 一种巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆及其制备方法 - Google Patents
一种巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111960726B CN111960726B CN202010797805.9A CN202010797805A CN111960726B CN 111960726 B CN111960726 B CN 111960726B CN 202010797805 A CN202010797805 A CN 202010797805A CN 111960726 B CN111960726 B CN 111960726B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mercapto
- terminated polyurethane
- epoxy resin
- mortar
- epoxy mortar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
- C04B26/02—Macromolecular compounds
- C04B26/10—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B26/16—Polyurethanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4825—Polyethers containing two hydroxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
- C08G18/75—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic
- C08G18/751—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring
- C08G18/752—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group
- C08G18/753—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group containing one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group having a primary carbon atom next to the isocyanate or isothiocyanate group
- C08G18/755—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group containing one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group having a primary carbon atom next to the isocyanate or isothiocyanate group and at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to a secondary carbon atom of the cycloaliphatic ring, e.g. isophorone diisocyanate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/76—Use at unusual temperatures, e.g. sub-zero
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/10—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the viscosity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
本发明涉及建筑材料领域,具体涉及一种巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆及其制备方法。所述环氧砂浆由巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和骨料制成,巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和骨料的质量比1:(0.4~1):(0~0.02):(6~8)。其制备方法为:向巯基封端聚氨酯中依次加入环氧树脂、促进剂和骨料,边加边搅拌,加料完毕后高速搅拌至分散均匀,即得巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆。本发明制备的巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆在‑10~5℃的低温潮湿环境下,20min内能够完全固化,固化速度快,施工性能好;而且,固化后强度高,韧性好,与基面粘结性好,耐久性优良,不起泡。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域,具体涉及一种巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆及其制备方法。
背景技术
普通砂浆因拉压比低,干缩变形大,抗渗性、抗裂性、耐腐蚀性差,密度大,其使用范围受到很大的限制。随着工业的发展,要进一步提高砂浆的性能,就要改进胶结材料的性能,因此出现了聚合物砂浆。
目前应用比较多的聚合物砂浆主要有两种:一种是环氧树脂砂浆;另一种是聚氨酯砂浆;然而采用单一环氧树脂砂浆其韧性较差,采用单一的聚氨酯砂浆其强度又不够。所以目前通过二者复合改性的研究成为了热点。环氧树脂具有优异的化学稳定性,耐腐蚀,收缩率低等优点,但是单独使用时由于其固化后交联密度高,呈三维网状结构,因此也存在内应力大,质脆,耐冲击性差,容易开裂等缺点。聚氨酯是一类性能优良的的高分子,由于其高分子内部独具的软硬段交替的结构,具有高耐冲击强度和优异的耐低温性能,因此用聚氨酯改性环氧树脂可以使两者优势互补。
但是二者复合改性经常会出现固化周期较长,低温潮湿环境很难完全固化以及易起泡的问题。尤其是在桥梁伸缩缝快速修补的时候,更需要快速固化,为了不影响车流量,甚至需要夜间施工。因此,基于此种背景就需要一种固化时间可调,低温潮湿环境下能快速固化,且施工性好,不起泡,韧性佳,强度高,与基面粘接性好,耐久性优良的砂浆品种。
发明内容
针对现有技术中存在的问题和不足,本发明的目的旨在提供一种巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆及其制备方法。
为实现发明目的,本发明采用的技术方案如下:
一种巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,所述环氧砂浆由巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和骨料制成,巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和骨料的质量比1:(0.4~1):(0~0.02):(6~8)。
根据上述的巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,优选地,所述巯基封端聚氨酯的制备方法如下:
a、将二异氰酸酯、聚醚二元醇和催化剂加入反应容器中,在70~90℃反应3.5~6h;再加入扩链剂,在70~90℃条件下反应3.5~6h;二异氰酸酯与聚醚二元醇、催化剂、扩链剂的质量比为1:(1~1.2):(0.005~0.01):(0.16~0.21);
b、向步骤a的反应体系中加入巯基化合物,70~90℃条件下恒温反应2~4h,反应结束后降温至50~60℃,再加入pH中和剂,调整反应体系的pH为7.0~8.5,然后进行消泡处理,即得巯基封端聚氨酯,所述二异氰酸酯与巯基化合物与的质量比为1:(1.47~1.53)。
根据上述的巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,优选地,步骤a中二异氰酸酯与聚醚二元醇、催化剂、扩链剂的质量比为1:1.1:0.008:0.16。
根据上述的巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,优选地,所述巯基化合物为三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸)酯、双巯乙基硫醚中的一种或两种。
根据上述的巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,优选地,所述扩链剂为二羟甲基丙酸溶液,所述二羟甲基丙酸溶液的浓度为30%。所述二羟甲基丙酸溶液的溶剂为N-甲基吡咯烷酮。
根据上述的巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,优选地,所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯;所述聚醚二元醇为聚醚N-210;所述催化剂为有机锡;所述中和剂为三乙胺。更加优选地,所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
以异佛尔酮二异氰酸酯和聚醚N-210反应为例,本发明制备巯基封端聚氨酯的反应机理如下所示:
根据上述的巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,优选地,所述环氧树脂是由双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的至少一种与二缩水甘油醚按质量比(3~5):1混合而成。
根据上述的巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,优选地,所述促进剂为叔胺类促进剂。
根据上述的巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,优选地,所述叔胺类促进剂三乙胺、1,8-二氮杂二环[5,4,0]十一碳-7-烯、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚、苄基二甲胺中至少一种。
根据上述的巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,优选地,所述骨料为粒径70~140目的石英砂。
上述巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆的制备方法,具体为:向巯基封端聚氨酯中依次加入环氧树脂、促进剂和骨料,边加边搅拌,加料完毕后高速搅拌至分散均匀,即得巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆。
本发明制备的巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆应现配现用,制备完成后应尽快使用。
与现有技术相比,本发明取得的积极有益效果如下:
(1)本发明采用巯基化合物——三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸)酯作为封端剂对聚氨酯链段进行封端,制备得到巯基封端聚氨酯,并采用巯基封端聚氨酯对环氧砂浆进行改性,巯基封端聚氨酯在促进剂的作用下,其巯基上的活泼氢易被夺走,极易与环氧基团发生亲核加成反应,能够实现环氧砂浆在低温潮湿环境下快速固化,解决了现有聚氨酯改性环氧砂浆在施工过程中固化时间长,低温潮湿环境很难固化完全的问题;而且,采用巯基封端聚氨酯对环氧砂浆进行改性,聚氨酯的柔性链段能结合到环氧树脂的刚性环氧链上,提高其链段的柔性,使得改性后的环氧砂浆在保证强度的基础上,其韧性得到了极大的提高,抗折强度高;解决了传统单一环氧砂浆韧性较差,单一的聚氨酯砂浆强度低且易起泡的技术问题。
(2)本发明制备的巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆在-10~5℃的低温潮湿环境下,20min内能够完全固化,固化速度快,施工性能好;而且,固化后强度高,韧性好,与基面粘结性好,耐久性优良,不起泡;可在低温、潮湿等条件下施工,尤其适用于低温、环境下建筑、桥梁伸缩缝等的快速修补。
(3)本发明通过调整环氧砂浆中各组分的用量配比,能够实现环氧砂浆固化时间根据实际需要进行调整。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明作进一步详细说明,但并不限制本发明的范围。
(一)扩链剂用量的探讨实验
在二异氰酸酯、聚醚二元醇、封端剂用量及反应温度、反应时间相同的反应条件下,巯基封端聚氨酯分子量大小主要取决于巯基封端聚氨酯合成过程中扩链剂用量的多少,扩链剂添加的越多,巯基封端聚氨酯的分子量越大。因此,通过改变巯基封端聚氨酯制备过程扩链剂的用量可以控制巯基封端聚氨酯的分子量,制备不同分子量的巯基封端聚氨酯。
为了探讨不同扩链剂用量制备的巯基封端聚氨酯对环氧砂浆固化及性能的影响,本发明进行了实施例1~实施例5实验。实施例1~实施例5实验的具体内容如下。
实施例1:
一种巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,由巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和石英砂制成,巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和石英砂的质量比为1:0.8:0.02:7;其中,所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E44与二缩水甘油醚按质量比4:1混合而成,所述促进剂为1,8-二氮杂二环[5,4,0]十一碳-7-烯,所述石英砂的粒径为70~140目。
所述巯基封端聚氨酯的制备方法为:
a、将异佛尔酮二异氰酸酯(19.03g)、聚醚N-210(21.11g)和二月桂酸二丁基锡(0.15g)加入反应容器中,在80℃反应5h;再加入二羟甲基丙酸溶液(3.02g)在80℃条件下反应5h;其中,异佛尔酮二异氰酸酯与聚醚N-210、二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸溶液的质量比为1:1.1:0.008:0.16,二羟甲基丙酸溶液是以N-甲基吡络烷酮为溶剂配制而成,其浓度为30%。
b、向步骤a反应后的反应体系中加入三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸)酯(28.31g),80℃下恒温反应3h,反应结束后降温至55℃,再加入三乙胺(1.76g)调节反应体系的pH为7.0~8.5,然后进行消泡处理,即得巯基封端聚氨酯。
上述巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆的制备方法为:将巯基封端聚氨酯加入容器中,然后向巯基封端聚氨酯中依次加入环氧树脂、促进剂和石英砂,边加边搅拌,加料完毕后继续搅拌至分散均匀,即得巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆。
实施例2:
实施例2的内容与实施例1基本相同,其不同之处在于:
所述巯基封端聚氨酯的制备方法中:异佛尔酮二异氰酸酯与聚醚N-210、二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸溶液的质量比为1:1.1:0.008:0,即扩链剂——二羟甲基丙酸溶液的用量为0g。
实施例3:
实施例3的内容与实施例1基本相同,其不同之处在于:
所述巯基封端聚氨酯的制备方法中:异佛尔酮二异氰酸酯与聚醚N-210、二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸溶液的质量比为1:1.1:0.008:0.08,即扩链剂——二羟甲基丙酸溶液的用量为1.52g,二羟甲基丙酸溶液是以N-甲基吡络烷酮为溶剂配制而成,其浓度为30%。
实施例4:
实施例4的内容与实施例1基本相同,其不同之处在于:
所述巯基封端聚氨酯的制备方法中:异佛尔酮二异氰酸酯与聚醚N-210、二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸溶液的质量比为1:1.1:0.008:0.24,即扩链剂——二羟甲基丙酸溶液的用量为4.57g,二羟甲基丙酸溶液是以N-甲基吡络烷酮为溶剂配制而成,其浓度为30%。
实施例5:
实施例5的内容与实施例1基本相同,其不同之处在于:
所述巯基封端聚氨酯的制备方法中:异佛尔酮二异氰酸酯与聚醚N-210、二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸溶液的质量比为1:1.1:0.008:0.32,即扩链剂——二羟甲基丙酸溶液的用量为6.09g,二羟甲基丙酸溶液是以N-甲基吡络烷酮为溶剂配制而成,其浓度为30%。
测定实施例1~实施例5制备的环氧砂浆在不同温度下的固化时间,固化后根据国家标准GB50728-2011采用万能实验机检测实施例1~实施例5制备的环氧砂浆力学性能。结果如表1所示。
表1扩链剂用量对制备的环氧砂浆力学性能的影响
由表1可知,扩链剂的用量环氧砂浆的力学性能有显著影响,但对环氧砂浆的固化时间影响不大。随着扩链剂用量的增加,环氧砂浆固化后7d抗折强度逐渐增大,这是因为在其它反应条件均相同时,巯基封端聚氨酯分子量大小主要取决于巯基封端聚氨酯合成过程中扩链剂用量的多少,扩链剂用量越大,巯基封端聚氨酯的分子量越大,采用巯基封端聚氨酯对环氧砂浆进行改性时,环氧的砂浆中的柔性链段增加,使得环氧砂浆的韧性增加,7d抗折强度增大。随着扩链剂用量的增加,环氧砂浆固化后7d抗压强度和粘结强度逐渐减小。
因此,综合考虑制备的环氧砂浆的力学性能,巯基封端聚氨酯制备方法中异佛尔酮二异氰酸酯与聚醚N-210、二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸溶液的质量比为1:1.1:0.008:0.16。
(二)巯基封端聚氨酯、环氧树脂的用量探讨实验
为了探讨巯基封端聚氨酯、环氧树脂的用量对制备的环氧砂浆固化及性能的影响,本发明进行了实施例6~实施例10实验。实施例6~实施例10的具体内容如下。
实施例6:
一种巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,由巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和石英砂制成,巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和石英砂的质量比为1:0.2:0.02:7;其中,所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E44与二缩水甘油醚按质量比4:1混合而成,所述促进剂为1,8-二氮杂二环[5,4,0]十一碳-7-烯,所述石英砂的粒径为70~140目。
所述巯基封端聚氨酯的制备方法与实施例1相同。
上述巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆的制备方法与实施例1相同。
实施例7:
实施例7的内容与实施例1基本相同,其不同之处在于:巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和石英砂的质量比为1:0.4:0.02:7。
实施例8:
实施例8的内容与实施例1基本相同,其不同之处在于:巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和石英砂的质量比为1:0.6:0.02:7。
实施例9:
实施例9的内容与实施例1基本相同,其不同之处在于:巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和石英砂的质量比为1:1.0:0.02:7。
实施例10:
实施例10的内容与实施例1基本相同,其不同之处在于:巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和石英砂的质量比为1:1.2:0.02:7。
测试实施例6~实施例10制备的环氧砂浆在不同温度下的固化时间。固化后根据国家标准GB50728-2011采用万能实验机检测实施例6~实施例10制备的环氧砂浆的力学性能。结果如表2所示。
表2巯基封端聚氨酯、环氧树脂的用量对制备的环氧砂浆固化及性能的影响
由表2可知,当巯基封端聚氨酯与环氧树脂的质量比大于1:0.6时,环氧砂浆不能完全固化,只有部分固化,导致环氧树脂固化不彻底,力学性能不达标而无法使用。随着巯基封端聚氨酯与环氧树脂质量比的减小(即随着环氧树脂用量的增加),环氧砂浆的7d抗折强度逐渐降低,而7d抗压强度和粘结强度都逐渐增大,当巯基封端聚氨酯与环氧树脂质量比为1:0.8时,制备的环氧砂浆不仅能保证在低温下快速固化,其7d抗折强度、抗压强度,以及粘结强度均达较优水平。因此,巯基封端聚氨酯与环氧树脂的质量比优选为1:0.8。
(三)促进剂的用量探讨实验
为了探讨促进剂的用量对制备的环氧砂浆固化及性能的影响,本发明进行了实施例11~实施例15实验。实施例11~实施例15的具体内容如下。
实施例11:
一种巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,由巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和石英砂制成,巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和石英砂的质量比为1:0.8:0:7;其中,所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E44与二缩水甘油醚按质量比4:1混合而成,所述石英砂的粒径为70~140。
所述巯基封端聚氨酯的制备方法与实施例1相同。
上述巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆的制备方法与实施例1相同。
实施例12:
一种巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,由巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和石英砂制成,巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和石英砂的质量比1:0.8:0.005:7;环氧树脂为双酚A型环氧树脂E44与二缩水甘油醚按质量比4:1混合而成,促进剂为1,8-二氮杂二环[5,4,0]十一碳-7-烯,石英砂粒径为70~140目。
巯基封端聚氨酯的方法与实施例1相同。
上述巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆的制备方法与实施例1相同。
实施例13:
实施例13的内容与实施例12基本相同其不同之处在于:巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和石英砂的质量比为1:0.8:0.01:7。
实施例14:
实施例14的内容与实施例12基本相同其不同之处在于:巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和石英砂的质量比为1:0.8:0.03:7。
实施例15:
实施例15的内容与实施例12基本相同其不同之处在于:巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和石英砂的质量比为1:0.8:0.04:7。
测试实施例11~实施例15制备的环氧砂浆在不同温度下的固化时间。固化后根据国家标准GB 50728-2011采用万能实验机检测实施例11~实施例15制备的环氧砂浆的力学性能。结果如表3所示。
表3促进剂的用量对制备的环氧砂浆固化及性能的影响
由表3可知,促进剂用量对环氧砂浆的固化时间有较大的影响,但对其力学性能影响不大。随着促进剂用量的增加,环氧树脂的固化时间逐渐缩短,但是当促进剂用量超过配比超过0.02后,固化时间无明显变化。因此,促进剂的用量配比优选为0.02,即巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和石英砂的质量比优选为1:0.8:0.02:7。
(四)对比实验
为了比较改性剂对制备的环氧砂浆性能的影响,发明人进行了以下对比实验,即对比例1-对比例3。对比例1-对比例3的具体内容如下。
对比例1:
对比例1的内容与实施例1基本相同,其不同之处在于,环氧砂浆配方中不添加巯基封端聚氨酯,即巯基封端聚氨酯的用量为零。
对比例2:
对比例2的内容与实施例1基本相同,其不同之处在于:采用普通聚氨酯(即不采用巯基封端的聚氨酯)替代环氧砂浆配方中的巯基封端聚氨酯,环氧砂浆配方中普通聚氨酯、环氧树脂、促进剂和石英砂的质量比为1:0.8:0.02:7。
普通聚氨酯的制备方法为:
将异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚N-210和二月桂酸二丁基锡加入反应容器中,在80℃反应5h;再加入二羟甲基丙酸溶液(二羟甲基丙酸溶液是以N-甲基吡络烷酮为溶剂配制而成,其浓度为30%),在80℃条件下反应5h;其中,异佛尔酮二异氰酸酯与聚醚N-210、二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸溶液的质量比为1.8:1:0.008:0.16,即保证体系中氰酸根过量,进行封端;反应结束后再加入三乙胺调节反应体系的pH为7.0~8.5,然后进行消泡处理,即得巯基封端聚氨酯。
对比例3:
对比例1的内容与实施例1基本相同,其不同之处在于:将三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸)酯与三乙胺按质量比16.1:1混合,得到三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸)酯混合液;采用三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸)酯混合液替代环氧砂浆配方中的巯基封端聚氨酯,环氧砂浆配方中三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸)酯混合液液、环氧树脂、促进剂和石英砂的质量比为1:0.8:0.02:7。
测试对比例1~对比例3制备的环氧砂浆在不同温度下对固化时间。固化后根据国家标准GB50728-2011采用万能实验机检测对比例1~对比例3制备的环氧砂浆的力学性能,同时与本发明实施例1制备的环氧砂浆进行对比。结果如表4所示。
表4改性剂对制备的环氧砂浆固化及性能的影响
由表4可知,环氧砂浆配方中不添加改性剂时,环氧砂浆不能固化,无法满足使用需求;采用普通聚氨酯作为环氧砂浆的改性剂时,所制备的环氧砂浆在-20℃不能固化,-10℃、0℃和5℃固化需要的时间均较长,不能满足环氧砂浆在低温条件下快速固化的要求;采用三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸)酯作为环氧砂浆改性剂时,制备的环氧砂浆在低温条件下能够迅速固化,固化时间较短,但是,固化后7d抗折强度较低,质脆,耐冲击性差,容易开裂,不满足使用要求;采用本发明巯基封端聚氨酯作为环氧砂浆改进剂时,制备的环氧砂浆在低温条件下能够快速固化,而且固化后的其7d抗折强度、抗压强度,以及粘结强度均能达较优水平,可满足低温潮湿等条件下的施工需要。
上述仅为本发明的部分优选实例,并不仅限于本发明实施例的内容。在本发明技术方案中的构思范围内可以做多种变化,所做的变化均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,其特征在于,所述环氧砂浆由巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和骨料制成,巯基封端聚氨酯、环氧树脂、促进剂和骨料的质量比1:(0.4~1):(0.005~0.02):(6~8);所述促进剂为叔胺类促进剂,所述叔胺类促进剂为三乙胺、1,8-二氮杂二环[5,4,0]十一碳-7-烯、苄基二甲胺中的任意一种;
所述巯基封端聚氨酯的制备方法如下:
a、将二异氰酸酯、聚醚二元醇和催化剂加入反应容器中,在70~90℃反应3.5~6h;再加入扩链剂,在70~90℃条件下反应3.5~6h;二异氰酸酯与聚醚二元醇、催化剂、扩链剂的质量比为1:(1~1.2):(0.005~0.01):(0.16~0.21);
b、向步骤a的反应体系中加入巯基化合物,70~90℃条件下恒温反应2~4h,反应结束后降温至50~60℃,再加入pH中和剂,调整反应体系的pH为7.0~8.5,然后进行消泡处理,即得巯基封端聚氨酯,所述二异氰酸酯与巯基化合物与的质量比为1:(1.47~1.53)。
2.根据权利要求1所述的巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,其特征在于,所述巯基化合物为三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸)酯、双巯乙基硫醚中的一种或两种。
3.根据权利要求2所述的巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,其特征在于,所述扩链剂为二羟甲基丙酸溶液,所述二羟甲基丙酸溶液的浓度为30%。
4.根据权利要求2所述的巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,其特征在于,所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯;所述聚醚二元醇为聚醚N-210;所述催化剂为有机锡;所述pH中和剂为三乙胺。
5.根据权利要求1所述的巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,其特征在于,所述环氧树脂是由双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的至少一种与二缩水甘油醚按质量比(3~5):1混合而成。
6.根据权利要求1所述的巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆,其特征在于,所述骨料为粒径70~140目的石英砂。
7.一种权利要求1~6任一所述巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆的制备方法,其特征在于,所述制备方法具体为:向巯基封端聚氨酯中依次加入环氧树脂、促进剂和骨料,边加边搅拌,加料完毕后继续搅拌至分散均匀,即得巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010797805.9A CN111960726B (zh) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | 一种巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010797805.9A CN111960726B (zh) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | 一种巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111960726A CN111960726A (zh) | 2020-11-20 |
CN111960726B true CN111960726B (zh) | 2022-02-18 |
Family
ID=73365358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010797805.9A Active CN111960726B (zh) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | 一种巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111960726B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115353847B (zh) * | 2022-06-27 | 2023-07-14 | 韦尔通科技股份有限公司 | 一种双组分环氧胶黏剂及其制备方法和应用 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103242793A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-08-14 | 苏州毫邦新材料有限公司 | 一种增韧型单组份环氧树脂 |
JP2014077074A (ja) * | 2012-10-11 | 2014-05-01 | Nagoya Electrical Educational Foundation | ポリウレタン変性エポキシ樹脂とその製造方法および硬化物 |
CN105016655A (zh) * | 2015-07-06 | 2015-11-04 | 交通运输部公路科学研究所 | 可二次固化的聚氨酯改性环氧沥青混合料及制法和应用 |
CN107814915A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-03-20 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种涂料的改性剂,改性环氧树脂涂料及其制备方法和应用 |
CN107879668A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-04-06 | 卡本复合材料(天津)有限公司 | 一种用于伸缩缝快速修补的抗开裂环氧砂浆及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004040380B4 (de) * | 2004-08-18 | 2007-12-06 | Jürgen Hofmann | Formteil für eine Wandverkleidung oder als Stützelement |
CN109627686B (zh) * | 2018-10-29 | 2021-05-14 | 广东建科交通工程质量检测中心有限公司 | 一种适用于潮湿路桥面的薄层铺装材料及其制备方法 |
-
2020
- 2020-08-10 CN CN202010797805.9A patent/CN111960726B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014077074A (ja) * | 2012-10-11 | 2014-05-01 | Nagoya Electrical Educational Foundation | ポリウレタン変性エポキシ樹脂とその製造方法および硬化物 |
CN103242793A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-08-14 | 苏州毫邦新材料有限公司 | 一种增韧型单组份环氧树脂 |
CN105016655A (zh) * | 2015-07-06 | 2015-11-04 | 交通运输部公路科学研究所 | 可二次固化的聚氨酯改性环氧沥青混合料及制法和应用 |
CN107814915A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-03-20 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种涂料的改性剂,改性环氧树脂涂料及其制备方法和应用 |
CN107879668A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-04-06 | 卡本复合材料(天津)有限公司 | 一种用于伸缩缝快速修补的抗开裂环氧砂浆及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
封闭型聚氨酯乳液的研制;刘鸿志 等;《热固性树脂》;《热固性树脂》编辑部;20030530;第18卷(第3期);第10-13页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111960726A (zh) | 2020-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107686550B (zh) | 一种无增塑剂、低硬度、高拉断伸长率聚氨酯弹性体材料组合物及其制备方法 | |
CN108996975B (zh) | 一种负温型钢筋连接用套筒灌浆料及其制备方法 | |
CN111825388B (zh) | 一种改性环氧沥青混凝土及其加工工艺 | |
CN112940659B (zh) | 一种改性环氧树脂结构胶粘剂及其制备方法 | |
CN110079189B (zh) | 一种环氧树脂涂料及其制备方法 | |
CN111960726B (zh) | 一种巯基封端聚氨酯改性的环氧砂浆及其制备方法 | |
CN112480369B (zh) | 耐湿热老化环氧固化剂及其制备方法及应用 | |
CN106632948A (zh) | 一种有机酸改性环氧树脂聚氨酯材料及其制备方法 | |
CN112125608A (zh) | 一种高强抗渗混凝土及其制备方法 | |
CN114262524A (zh) | 一种用于排水路面的复合改性沥青及其制备方法 | |
CN113354347A (zh) | 一种建筑材料复合防水剂及其制备方法 | |
CN115448644B (zh) | 一种环氧沥青浇注式混凝土及其制备方法 | |
CN109535369B (zh) | 一种耐高低温混炼型聚氨酯生胶的制备方法 | |
Milev et al. | Polysulfide Elastomers as Self-Healing Sealants for Transportation Infrastructure | |
CN109503804A (zh) | 一种室温固化高性能聚氨酯弹性体组合物 | |
CN113248175B (zh) | 一种混凝土防水剂及其制备方法 | |
US20220403095A1 (en) | Acrylate oligomer and preparation method and application method thereof | |
CN113249073A (zh) | 一种节段拼装桥高分子结构胶的生产工艺 | |
CN113735535A (zh) | 一种早期高抗扰动桥梁拼接混凝土 | |
CN113321472A (zh) | 一种水下高分子灌浆液及其制备方法 | |
KR102562122B1 (ko) | 친환경 수성 아민계 경화제의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조되는 친환경 수성 아민계 경화제, 및 상기 친환경 수성 아민계 경화제를 이용한 모르타르의 제조 방법 | |
CN114524655B (zh) | 一种高强度环氧聚合物改性水泥砂浆及其制备方法 | |
CN114409350B (zh) | 一种无溶剂环氧聚合物改性水泥砂浆及其制备方法 | |
CN109016752A (zh) | 用于有砟轨道防水层的聚氨酯弹性体组合物及其制备方法 | |
CN117567076B (zh) | 一种快速抢修环氧树脂修补材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |