一種高強速凝型環氧樹脂砂漿及其制備方法
【專利摘要】一種高強速凝型環氧樹脂砂漿及其制備方法，屬于建筑材料技術領域，其特征在于是一種高強度、抗沖擊、耐磨損和高粘結力的固結體密封填堵材料及其制備方法。該環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，首先將環氧樹脂和環氧稀釋劑攪拌均勻，再加入脫泡劑和偶聯劑混合均勻之后，加入固化劑組分B攪拌均勻成改性環氧樹脂漿液；接著把由石英砂和重質碳酸鈣組成的骨料組分C攪拌均勻；最后，將改性環氧樹脂漿液與攪拌均勻的由石英砂和重質碳酸鈣組成的骨料C再繼續進行攪拌均勻，常溫下即得到高強速凝型環氧樹脂砂漿材料，制備工藝簡單、施工方便，固化速度快，具有優良的抗壓強度。
【專利說明】
一種高強速凝型環氧樹脂砂漿及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明一種高強速凝型環氧樹脂砂漿及其制備方法，屬于建筑材料技術領域，具 體涉及一種高強速凝型環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 力的固結體密封填堵材料及其制備方法的技術方案，廣泛適用于混凝土建筑及缺陷部分的 修補加固領域。
【背景技術】
[0002] 環氧樹脂是一種在許多領域中廣泛應用的合成樹脂，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、粘結性能高、耐化學腐蝕、耐磨和抗凍等優點，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。環氧樹脂砂漿 是一種高強度、抗沖擊、耐磨損、高粘結力的固結體密封封堵材料，廣泛應用于建筑物表面 及表面破壞后的修復，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。環氧樹脂砂漿可以克服上述不足。
[0003] 目前，環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越來越受 到重視。我國環氧樹脂砂漿的研究和應用發展較快，在某些領域取得了很大進展。比如中國 專利CN2010503971.X給出了環氧樹脂砂漿的規范配比，一般為環氧樹脂100質量份、固化劑 20-30質量份、稀釋劑10-20質量份、耐酸粉料(石英粉)200質量份、細骨料(石英砂)300質量 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具體施工（固化劑用量 過大，則環氧樹脂砂漿固化時間過短，影響繼續施工；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提供了一種環氧樹脂砂漿及其制備方 法，但該專利提供的環氧樹脂砂漿的環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氧樹脂砂漿亟待研制。
【發明內容】
[0004] 本發明一種高強速凝型環氧樹脂砂漿及其制備方法，目的在于針對上述環氧樹脂 砂漿的不足之處，解決上述現有技術中難以解決的問題，從而提供一種具有適宜的固化時 間，同時具有優良強度的環氧樹脂砂漿及其制備方法。
[0005] 本發明一種高強速凝型環氧樹脂砂漿材料，其特征在于是一種抗壓強度90MPa以 上，凝結時間控制在480-500min范圍內的高強速凝型環氧樹脂砂衆材料，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份環氧樹脂、0.5~ 1.5份脫泡劑、1~5份偶聯劑和20~25份環氧稀釋劑組成；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份重質碳酸|丐組成。
[0006] 上述一種高強速凝型環氧樹脂砂漿的制備方法，其特征在于該方法首先將環氧樹 脂和環氧稀釋劑攪拌均勻，之后再加入脫泡劑和偶聯劑混合均勻;加入固化劑組分B攪拌均 勻成改性環氧樹脂漿液;接著把由石英砂和重質碳酸鈣組成的骨料組分C攪拌均勻；最后， 將改性環氧樹脂漿液與攪拌均勻的由石英砂和重質碳酸鈣組成的骨料C再繼續進行攪拌均 勻，常溫下即得到高強速凝型環氧樹脂砂漿材料，具體的工藝方法步驟為：
[0007] 1)將環氧樹脂和環氧稀釋劑攪拌5~lOmin，之后再加入脫泡劑和偶聯劑攪拌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按照環氧樹脂、脫泡劑、偶聯劑、環氧稀 釋劑、固化劑、促進劑、石英砂和重質碳酸鈣的質量比為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混合后總質量與組分C 之比為1:4~1:2。
[0011] 上述一種高強速凝型環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份環氧樹脂、0.5~1.5份脫泡劑、1~5份偶聯劑和20~25份環氧稀釋劑組成；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 份重質碳酸鈣組成，組分A、B混合后總質量與組分C之比為1:4~1:2。
[0012] 上述一種高強速凝型環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氧樹脂、環氧稀釋劑、脫泡劑和偶聯劑。
[0013] 上述一種高強速凝型環氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所述的環氧樹脂 優先選用環氧當量為180~250的雙酸A型環氧樹脂(E51和E44)。
[0014] 上述一種高強速凝型環氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所述的環氧稀釋 劑優先選用活性稀釋劑，包括丁基縮水甘油醚、環氧丙烷丁基醚、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氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所述的偶聯劑優 先選用硅烷類、鋯鋁酸酯、鋁酸酯或鈦酸酯類偶聯劑，最好選用硅烷類偶聯劑。
[0017] 上述一種高強速凝型環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量組分的15%~30%。
[0019] 上述一種高強速凝型環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氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所述的重質碳酸 鈣的平均粒徑為8~35μπι。
[0021] 上述一種高強速凝型環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] 本發明一種高強速凝型環氧樹脂砂漿材料及其制備方法，優點在于：（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]本發明通過大量的試驗研究和反復驗證，終于找到了一種高強速凝型環氧樹脂砂 漿材料的最佳制備方法。下面結合幾個有代表性的實施例來具體說明本發明的實施情況， 但下述實施例并不構成對本發明的限制。
[0024]實施方式1:
[0025]組分A:將100質量份環氧樹脂、20質量份環氧稀釋劑攪拌5min，之后再加入0.5質 量份脫泡劑和1質量份偶聯劑攪拌l〇min，得到樹脂組分A密封保存；
[0026]組分B:將25質量份固化劑和5質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質量份、平均粒徑為800μπι石英砂，50質量份、平均粒徑為8μπι重質碳 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氧 樹脂砂漿材料，其相應性能見表1。
[0029]實施方式2:
[0030]組分A:將100質量份環氧樹脂、25質量份環氧稀釋劑攪拌5min，之后再加入1.5質 量份脫泡劑和5質量份偶聯劑攪拌lOmin，得到樹脂組分A密封保存；
[0031]組分B:將35質量份固化劑和10質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質量份、平均粒徑為300μπι石英砂，200質量份、平均粒徑為35μπι重質 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氧 樹脂砂漿材料，其相應性能見表1。
[0034]實施方式3:
[0035]組分Α:將100質量份環氧樹脂、23質量份環氧稀釋劑攪拌5min，之后再加入1質量 份脫泡劑和5質量份偶聯劑攪拌lOmin，得到樹脂組分A密封保存；
[0036]組分B:將30質量份固化劑和8質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質量份石英砂、平均粒徑為500μπι石英砂，150質量份、平均粒徑為20μ m重質碳酸鈣拌合均勻，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氧 樹脂砂漿材料，其相應性能見表1。
[0039]比較例1:
[0040] 組分A:將100質量份環氧樹脂、25質量份環氧稀釋劑攪拌5min，之后再加入1.5質 量份脫泡劑和5質量份偶聯劑攪拌lOmin，得到樹脂組分A密封保存；
[0041] 組分B:將25質量份固化劑和5質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質量份、平均粒徑為ΙΟΟΟμπι石英砂，50質量份、平均粒徑為8μπι重質碳 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質量份環氧樹脂、35質量份環氧稀釋劑攪拌5min，之后再加入1.5質 量份脫泡劑和5質量份偶聯劑攪拌lOmin，得到樹脂組分A密封保存；
[0046] 組分B:將35質量份固化劑和10質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質量份、平均粒徑為300μπι石英砂，200質量份、平均粒徑為35μπι重質 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質量份環氧樹脂、23質量份環氧稀釋劑攪拌5min，之后再加入1質量 份脫泡劑和5質量份偶聯劑攪拌lOmin，得到樹脂組分A密封保存；
[0051] 組分B:將30質量份固化劑和8質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質量份石英砂、平均粒徑為500μπι石英砂，150質量份、平均粒徑為0.5 μπι重質碳酸鈣拌合均勻，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，常溫下環氧樹脂砂漿材料的性能 見表1。
[0054 ]參考有關國家標準和行業標準，對以上實施例及比較例進行力學性能檢測，得到 固化物的性能見表1。
[0055]表1環氧樹脂砂漿材料的性能
[0057]由表1可知，本發明的環氧樹脂砂漿材料具有優良的抗壓強度和適宜的凝結時間， 而比較例中環氧樹脂砂漿材料的抗壓強度較低，且材料的凝結時間不容易控制。
【主權項】
1. 一種高強速凝型環氧樹脂砂漿材料，其特征在于是一種抗壓強度90 MPa以上，凝結 時間控制在480-500min范圍內的高強速凝型環氧樹脂砂衆材料，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份環氧樹脂、0.5~1.5份脫泡 劑、1~5份偶聯劑和20~25份環氧稀釋劑組成；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份重質碳酸|丐組成。2. 權利要求1所述一種高強速凝型環氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于該方法 首先將環氧樹脂和環氧稀釋劑攪拌均勻，之后再加入脫泡劑和偶聯劑混合均勻；加入固化 劑組分B攪拌均勻成改性環氧樹脂漿液;接著把由石英砂和重質碳酸鈣組成的骨料組分C攪 拌均勻;最后，將改性環氧樹脂漿液與攪拌均勻的由石英砂和重質碳酸鈣組成的骨料C再繼 續進行攪拌均勻，常溫下即得到高強速凝型環氧樹脂砂漿材料，具體的工藝方法步驟為： 1) 將環氧樹脂和環氧稀釋劑攪拌5~IOmin，之后再加入脫泡劑和偶聯劑攪拌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按照環氧樹脂、脫泡劑、偶聯劑、環氧稀釋 劑、固化劑、促進劑、石英砂和重質碳酸鈣的質量比為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混合后總質量與組分C之比為1:4~1: 2〇3. 按照權利要求2所述一種高強速凝型環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氧樹脂、環氧稀釋劑、脫泡劑和偶聯劑。4. 按照權利要求2所述一種高強速凝型環氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所 述的環氧樹脂優先選用環氧當量為180~250的雙酸A型環氧樹脂:E51和E44。5. 按照權利要求2所述一種高強速凝型環氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所 述的環氧稀釋劑優先選用活性稀釋劑，包括丁基縮水甘油醚、環氧丙烷丁基醚、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. 按照權利要求2所述一種高強速凝型環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. 按照權利要求2所述一種高強速凝型環氧樹脂砂漿材料的制備方法，其特征在于所 述的偶聯劑優先選用硅烷類、鋯鋁酸酯、鋁酸酯或鈦酸酯類偶聯劑，最好選用硅烷類偶聯 劑。8. 按照權利要求2所述一種高強速凝型環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. 按照權利要求2所述一種高強速凝型環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量組分的15%~30%。10. 按照權利要求2所述一種高強速凝型環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
【發明人】何宏偉, 軒海成, 李雨澤, 高峰
【申請人】太原理工大學