一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿及其制備方法
【專利摘要】一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿及其制備方法，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于是一種高強度、抗沖擊、耐磨損和高粘結(jié)力的固結(jié)體密封填堵材料及其制備方法。該環(huán)氧樹脂砂漿由樹脂組分A、固化劑組分B和骨料組分C混合而成的建筑材料。該材料的制備方法為，首先將環(huán)氧樹脂和環(huán)氧稀釋劑攪拌均勻，再加入脫泡劑和偶聯(lián)劑混合均勻之后，加入固化劑組分B攪拌均勻成改性環(huán)氧樹脂漿液；接著把由石英砂和重質(zhì)碳酸鈣組成的骨料組分C攪拌均勻；最后，將改性環(huán)氧樹脂漿液與攪拌均勻的由石英砂和重質(zhì)碳酸鈣組成的骨料C再繼續(xù)進行攪拌均勻，常溫下即得到高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料，制備工藝簡單、施工方便，固化速度快，具有優(yōu)良的抗壓強度。
【專利說明】
一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿及其制備方法，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具 體涉及一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿及制備方法，是一種高強度、抗沖擊、耐磨損和高粘結(jié) 力的固結(jié)體密封填堵材料及其制備方法的技術(shù)方案，廣泛適用于混凝土建筑及缺陷部分的 修補加固領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)氧樹脂是一種在許多領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的合成樹脂，含有極性高且不易水解的脂 肪族羥基和醚鍵，其漆膜具有附著力好、粘結(jié)性能高、耐化學(xué)腐蝕、耐磨和抗凍等優(yōu)點，因而 被廣泛用于建筑工程，但由于價格昂貴建筑工程上一般用作修補材料和各種涂料。環(huán)氧樹 脂砂漿是以聚合物代替部分水泥和水，常輔以其他樹脂及固化劑制備而成。環(huán)氧樹脂砂漿 是一種高強度、抗沖擊、耐磨損、高粘結(jié)力的固結(jié)體密封封堵材料，廣泛應(yīng)用于建筑物表面 及表面破壞后的修復(fù)，建筑物梁、柱、粧部分的裂縫、建筑物表面的蜂窩、漏洞和漏筋等缺陷 修補。與環(huán)氧樹脂砂漿相比，水泥砂漿在使用中存在以下不足:第一、施工工期較長;第二、 水泥砂漿的早期強度較低。環(huán)氧樹脂砂漿可以克服上述不足。
[0003] 目前，環(huán)氧樹脂砂漿作為一種凝固快、黏度高的混有砂漿的灌漿料已經(jīng)越來越受 到重視。我國環(huán)氧樹脂砂漿的研究和應(yīng)用發(fā)展較快，在某些領(lǐng)域取得了很大進展。比如中國 專利CN2010503971.X給出了環(huán)氧樹脂砂漿的規(guī)范配比，一般為環(huán)氧樹脂100質(zhì)量份、固化劑 20-30質(zhì)量份、稀釋劑10-20質(zhì)量份、耐酸粉料(石英粉)200質(zhì)量份、細骨料(石英砂)300質(zhì)量 份。這個配比給出了較大的固化劑用量范圍，這樣大的范圍難以指導(dǎo)具體施工（固化劑用量 過大，則環(huán)氧樹脂砂漿固化時間過短，影響繼續(xù)施工；固化劑用量過小，則會長時間無法固 化，也會影響施工進度）。中國專利CN201210375635.0提供了一種環(huán)氧樹脂砂漿及其制備方 法，但該專利提供的環(huán)氧樹脂砂漿的環(huán)氧樹脂及其填料所占比重高，砂漿黏度大，和易性不 好，不便于施工。綜上所述，一種具有適宜固化時間和強度的環(huán)氧樹脂砂漿亟待研制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿及其制備方法，目的在于針對上述環(huán)氧樹脂 砂漿的不足之處，解決上述現(xiàn)有技術(shù)中難以解決的問題，從而提供一種具有適宜的固化時 間，同時具有優(yōu)良強度的環(huán)氧樹脂砂漿及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料，其特征在于是一種抗壓強度90MPa以 上，凝結(jié)時間控制在480-500min范圍內(nèi)的高強速凝型環(huán)氧樹脂砂衆(zhòng)材料，該材料由樹脂組 分A組分、固化劑組分B組分和骨料組分C混合而成，其中樹脂組分A由100份環(huán)氧樹脂、0.5~ 1.5份脫泡劑、1~5份偶聯(lián)劑和20~25份環(huán)氧稀釋劑組成；固化劑組分B由25~35份固化劑 和5~10份促進劑組成;石料組分C由300~450份石英砂和50~200份重質(zhì)碳酸|丐組成。
[0006] 上述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿的制備方法，其特征在于該方法首先將環(huán)氧樹 脂和環(huán)氧稀釋劑攪拌均勻，之后再加入脫泡劑和偶聯(lián)劑混合均勻;加入固化劑組分B攪拌均 勻成改性環(huán)氧樹脂漿液;接著把由石英砂和重質(zhì)碳酸鈣組成的骨料組分C攪拌均勻；最后， 將改性環(huán)氧樹脂漿液與攪拌均勻的由石英砂和重質(zhì)碳酸鈣組成的骨料C再繼續(xù)進行攪拌均 勻，常溫下即得到高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料，具體的工藝方法步驟為：
[0007] 1)將環(huán)氧樹脂和環(huán)氧稀釋劑攪拌5~lOmin，之后再加入脫泡劑和偶聯(lián)劑攪拌5~ lOmin，得到樹脂組分A密封保存；
[0008] 2)將胺類固化劑和促進劑攪拌5~lOmin，所得固化劑組分B密封保存；
[0009] 3)將石英砂和重質(zhì)碳酸鈣拌合均勻，即得石料組分C;
[0010] 4)將樹脂組分A、固化劑組分B和石料組分C按照環(huán)氧樹脂、脫泡劑、偶聯(lián)劑、環(huán)氧稀 釋劑、固化劑、促進劑、石英砂和重質(zhì)碳酸鈣的質(zhì)量比為100:(0.5~1.5):(1~5): (20~ 25): (25~35): (5~10): (300~450): (50~200)混合均勻，組分A、B混合后總質(zhì)量與組分C 之比為1:4~1:2。
[0011] 上述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所述的樹脂組分 A由100份環(huán)氧樹脂、0.5~1.5份脫泡劑、1~5份偶聯(lián)劑和20~25份環(huán)氧稀釋劑組成；固化劑 組分B由25~35份固化劑和5~10份促進劑組成;石料組分C由300~450份石英砂和50~200 份重質(zhì)碳酸鈣組成，組分A、B混合后總質(zhì)量與組分C之比為1:4~1:2。
[0012] 上述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所述的樹脂組分 A配料的先后順序是環(huán)氧樹脂、環(huán)氧稀釋劑、脫泡劑和偶聯(lián)劑。
[0013] 上述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所述的環(huán)氧樹脂 優(yōu)先選用環(huán)氧當量為180~250的雙酸A型環(huán)氧樹脂(E51和E44)。
[0014] 上述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所述的環(huán)氧稀釋 劑優(yōu)先選用活性稀釋劑，包括丁基縮水甘油醚、環(huán)氧丙烷丁基醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、 乙二醇二縮水甘油醚或丁二醇二縮水甘油醚。
[0015] 上述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所述的脫泡劑選 用有機硅類脫泡劑。
[0016] 上述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所述的偶聯(lián)劑優(yōu) 先選用硅烷類、鋯鋁酸酯、鋁酸酯或鈦酸酯類偶聯(lián)劑，最好選用硅烷類偶聯(lián)劑。
[0017] 上述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所述的胺類固化 劑為脂肪族胺類和改性脂肪族胺類化合物，包括三乙烯四胺、四乙烯五胺和聚酰胺中的一 種或多種組合。
[0018] 上述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所述的促進劑為 咪唑、酸酐類促進劑，其添加量為胺類固化劑質(zhì)量組分的15%~30%。
[0019] 上述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所述的天然砂或 人工砂的平均粒徑為300~800μπι。
[0020] 上述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所述的重質(zhì)碳酸 鈣的平均粒徑為8~35μπι。
[0021] 上述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所述石英砂含水 率不高于1.5%。
[0022] 本發(fā)明一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料及其制備方法，優(yōu)點在于：（1)原材料基 本無毒、制備簡單；（2)固化溫度適中，常溫即可固化(見實施例），無需加熱輔助，制備的材 料初凝時間可控性好(20分鐘到數(shù)小時）；（3)砂漿流動性好，施工方便；（4)固化溫度范圍較 寬（15°C~80°C)，可以在較高的溫度范圍內(nèi)使用；（5)試樣強度高(見表1)，封閉時間可大大 縮短。
【具體實施方式】
[0023]本發(fā)明通過大量的試驗研究和反復(fù)驗證，終于找到了一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂 漿材料的最佳制備方法。下面結(jié)合幾個有代表性的實施例來具體說明本發(fā)明的實施情況， 但下述實施例并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
[0024]實施方式1:
[0025]組分A:將100質(zhì)量份環(huán)氧樹脂、20質(zhì)量份環(huán)氧稀釋劑攪拌5min，之后再加入0.5質(zhì) 量份脫泡劑和1質(zhì)量份偶聯(lián)劑攪拌l〇min，得到樹脂組分A密封保存；
[0026]組分B:將25質(zhì)量份固化劑和5質(zhì)量份咪唑促進劑攪拌5min，所得固化劑組分B密封 保存；
[0027] 組分C:將300質(zhì)量份、平均粒徑為800μπι石英砂，50質(zhì)量份、平均粒徑為8μπι重質(zhì)碳 酸鈣拌合均勻，即得骨料組分C。
[0028]將樹脂組分Α、固化劑組分Β和骨料組分C攪拌均勻，常溫下即得到高強速凝型環(huán)氧 樹脂砂漿材料，其相應(yīng)性能見表1。
[0029]實施方式2:
[0030]組分A:將100質(zhì)量份環(huán)氧樹脂、25質(zhì)量份環(huán)氧稀釋劑攪拌5min，之后再加入1.5質(zhì) 量份脫泡劑和5質(zhì)量份偶聯(lián)劑攪拌lOmin，得到樹脂組分A密封保存；
[0031]組分B:將35質(zhì)量份固化劑和10質(zhì)量份咪唑促進劑攪拌5min，所得固化劑組分B密 封保存；
[0032] 組分C:將450質(zhì)量份、平均粒徑為300μπι石英砂，200質(zhì)量份、平均粒徑為35μπι重質(zhì) 碳酸鈣拌合均勻，即得骨料組分C。
[0033]將樹脂組分Α、固化劑組分Β和石料組分C攪拌均勻，常溫下即得到高強速凝型環(huán)氧 樹脂砂漿材料，其相應(yīng)性能見表1。
[0034]實施方式3:
[0035]組分Α:將100質(zhì)量份環(huán)氧樹脂、23質(zhì)量份環(huán)氧稀釋劑攪拌5min，之后再加入1質(zhì)量 份脫泡劑和5質(zhì)量份偶聯(lián)劑攪拌lOmin，得到樹脂組分A密封保存；
[0036]組分B:將30質(zhì)量份固化劑和8質(zhì)量份咪唑促進劑攪拌5min，所得固化劑組分B密封 保存；
[0037] 組分C:將350質(zhì)量份石英砂、平均粒徑為500μπι石英砂，150質(zhì)量份、平均粒徑為20μ m重質(zhì)碳酸鈣拌合均勻，即得骨料組分C。
[0038]將樹脂組分A、固化劑組分B和石料組分C攪拌均勻，常溫下即得到高強速凝型環(huán)氧 樹脂砂漿材料，其相應(yīng)性能見表1。
[0039]比較例1:
[0040] 組分A:將100質(zhì)量份環(huán)氧樹脂、25質(zhì)量份環(huán)氧稀釋劑攪拌5min，之后再加入1.5質(zhì) 量份脫泡劑和5質(zhì)量份偶聯(lián)劑攪拌lOmin，得到樹脂組分A密封保存；
[0041] 組分B:將25質(zhì)量份固化劑和5質(zhì)量份咪唑促進劑攪拌5min，所得固化劑組分B密封 保存；
[0042] 組分C:將300質(zhì)量份、平均粒徑為ΙΟΟΟμπι石英砂，50質(zhì)量份、平均粒徑為8μπι重質(zhì)碳 酸鈣拌合均勻，即得骨料組分C
[0043] 將樹脂組分Α、固化劑組分Β和石料組分C攪拌均勻，常溫下環(huán)氧樹脂砂漿材料的性 能見表1。
[0044] 比較例2:
[0045] 組分Α:將100質(zhì)量份環(huán)氧樹脂、35質(zhì)量份環(huán)氧稀釋劑攪拌5min，之后再加入1.5質(zhì) 量份脫泡劑和5質(zhì)量份偶聯(lián)劑攪拌lOmin，得到樹脂組分A密封保存；
[0046] 組分B:將35質(zhì)量份固化劑和10質(zhì)量份咪唑促進劑攪拌5min，所得固化劑組分B密 封保存；
[0047] 組分C:將450質(zhì)量份、平均粒徑為300μπι石英砂，200質(zhì)量份、平均粒徑為35μπι重質(zhì) 碳酸鈣拌合均勻，即得骨料組分C。
[0048] 將樹脂組分Α、固化劑組分Β和石料組分C攪拌均勻，常溫下環(huán)氧樹脂砂漿材料的性 能見表1。
[0049] 比較例3:
[0050] 組分Α:將100質(zhì)量份環(huán)氧樹脂、23質(zhì)量份環(huán)氧稀釋劑攪拌5min，之后再加入1質(zhì)量 份脫泡劑和5質(zhì)量份偶聯(lián)劑攪拌lOmin，得到樹脂組分A密封保存；
[0051] 組分B:將30質(zhì)量份固化劑和8質(zhì)量份咪唑促進劑攪拌5min，所得固化劑組分B密封 保存；
[0052] 組分C:將350質(zhì)量份石英砂、平均粒徑為500μπι石英砂，150質(zhì)量份、平均粒徑為0.5 μπι重質(zhì)碳酸鈣拌合均勻，即得骨料組分C。
[0053]將樹脂組分Α、固化劑組分Β和石料組分C攪拌勻，常溫下環(huán)氧樹脂砂漿材料的性能 見表1。
[0054 ]參考有關(guān)國家標準和行業(yè)標準，對以上實施例及比較例進行力學(xué)性能檢測，得到 固化物的性能見表1。
[0055]表1環(huán)氧樹脂砂漿材料的性能
[0057]由表1可知，本發(fā)明的環(huán)氧樹脂砂漿材料具有優(yōu)良的抗壓強度和適宜的凝結(jié)時間， 而比較例中環(huán)氧樹脂砂漿材料的抗壓強度較低，且材料的凝結(jié)時間不容易控制。
【主權(quán)項】
1. 一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料，其特征在于是一種抗壓強度90 MPa以上，凝結(jié) 時間控制在480-500min范圍內(nèi)的高強速凝型環(huán)氧樹脂砂衆(zhòng)材料，該材料由樹脂組分A組分、 固化劑組分B組分和骨料組分C混合而成，其中樹脂組分A由100份環(huán)氧樹脂、0.5~1.5份脫泡 劑、1~5份偶聯(lián)劑和20~25份環(huán)氧稀釋劑組成；固化劑組分B由25~35份固化劑和5~10份促進 劑組成;石料組分C由300~450份石英砂和50~200份重質(zhì)碳酸|丐組成。2. 權(quán)利要求1所述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于該方法 首先將環(huán)氧樹脂和環(huán)氧稀釋劑攪拌均勻，之后再加入脫泡劑和偶聯(lián)劑混合均勻；加入固化 劑組分B攪拌均勻成改性環(huán)氧樹脂漿液;接著把由石英砂和重質(zhì)碳酸鈣組成的骨料組分C攪 拌均勻;最后，將改性環(huán)氧樹脂漿液與攪拌均勻的由石英砂和重質(zhì)碳酸鈣組成的骨料C再繼 續(xù)進行攪拌均勻，常溫下即得到高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料，具體的工藝方法步驟為： 1) 將環(huán)氧樹脂和環(huán)氧稀釋劑攪拌5~IOmin，之后再加入脫泡劑和偶聯(lián)劑攪拌5~IOmin， 得到樹脂組分A密封保存； 2) 將胺類固化劑和促進劑攪拌5~lOmin，所得固化劑組分B密封保存； 3) 將石英砂和重質(zhì)碳酸鈣拌合均勻，即得石料組分C; 4) 將樹脂組分A、固化劑組分B和石料組分C按照環(huán)氧樹脂、脫泡劑、偶聯(lián)劑、環(huán)氧稀釋 劑、固化劑、促進劑、石英砂和重質(zhì)碳酸鈣的質(zhì)量比為100:(0.5~1.5):(1~5): (20~25): (25~ 35) : (5~10) : (300~450) : (50~200)混合均勻，組分A、B混合后總質(zhì)量與組分C之比為1:4~1: 2〇3. 按照權(quán)利要求2所述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所 述的樹脂組分A配料的先后順序是環(huán)氧樹脂、環(huán)氧稀釋劑、脫泡劑和偶聯(lián)劑。4. 按照權(quán)利要求2所述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所 述的環(huán)氧樹脂優(yōu)先選用環(huán)氧當量為180~250的雙酸A型環(huán)氧樹脂:E51和E44。5. 按照權(quán)利要求2所述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所 述的環(huán)氧稀釋劑優(yōu)先選用活性稀釋劑，包括丁基縮水甘油醚、環(huán)氧丙烷丁基醚、聚丙二醇二 縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚或丁二醇二縮水甘油醚。6. 按照權(quán)利要求2所述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所 述的脫泡劑選用有機硅類脫泡劑。7. 按照權(quán)利要求2所述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所 述的偶聯(lián)劑優(yōu)先選用硅烷類、鋯鋁酸酯、鋁酸酯或鈦酸酯類偶聯(lián)劑，最好選用硅烷類偶聯(lián) 劑。8. 按照權(quán)利要求2所述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所 述的胺類固化劑為脂肪族胺類和改性脂肪族胺類化合物，包括三乙烯四胺、四乙烯五胺和 聚酰胺中的一種或多種組合。9. 按照權(quán)利要求2所述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所 述的促進劑為咪唑、酸酐類促進劑，其添加量為胺類固化劑質(zhì)量組分的15%~30%。10. 按照權(quán)利要求2所述一種高強速凝型環(huán)氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所 述的天然砂或人工砂的平均粒徑為300~800μπι，含水率小于1.5%，重質(zhì)碳酸鈣的平均粒徑為 8 ~35μπι〇
【文檔編號】C04B26/14GK105884257SQ201610227375
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】何宏偉, 軒海成, 李雨澤, 高峰
【申請人】太原理工大學(xué)