一種用于非開挖修復技術的耐熱環氧粘合劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及粘合劑領域，特別是一種用于非開挖修復技術的耐熱環氧粘合劑及其 制備方法。
【背景技術】
[0002] 供熱管道按熱媒種類分為：1、工作壓力小于或等于1. 6MPa，介質溫度小于或等于 350°C的蒸汽管網；以及2、工作壓力小于或等于2. 5MPa，介質溫度小于或等于200°C的熱水 管網。據研宄發現，管道故障很大程度上是由管道腐蝕引起的，而且內腐蝕和外腐蝕通常是 同時發生的，且外腐蝕比內腐蝕更嚴重，而閥門和補償器損壞的主要原因其實也是腐蝕破 壞。由此可見，管道及其附件的腐蝕破壞是影響供熱系統可靠性、造成管道故障的主要原 因。
[0003] 供暖管道的非開挖修復技術可避免對腐蝕嚴重的管線全線開挖、徹底更換，因此 成本相對較低，施工時間短，特別對于埋設于高大建筑物及重要交通干線下的管線腐蝕泄 露無法更換的問題也得到了很好解決。非開挖管道修復技術分為多種，例如上世紀80、90 年代發展起來的翻襯法修復，就是一種典型的非開挖修復技術，其原理是采用紡織纖維材 料制作管狀織物，對其進行防滲膜涂層和樹脂浸漬處理，然后采用翻轉法利用氣壓使之緊 貼在舊管道內壁上，樹脂固化成型后形成內壁光滑的管狀紡織復合材料，從而形成對舊管 道的防護與修復。
[0004] 但是，現有技術當中，可以應用于非開挖技術中熱水/熱蒸汽管網的環氧樹脂粘 合劑非常少，這是由于常規的粘合劑具備的力學性能和耐熱性能無法滿足非開挖修復中熱 管道惡劣的工作環境。如CN 104099051 A公開的一種環氧樹脂膠粘劑，含有環氧樹脂20~ 60份，酸酐類固化劑20~50份，增韌劑5~25份，補強材料5~15份，稀釋劑10~20 份，促進劑0.1~2份。其中補強材料為超細或納米級二氧化硅。根據上述專利文獻披露 的測試結果可知，雖然加入了納米級二氧化硅作為補強劑以及增韌劑以提高膠粘劑的力學 性能，但效果十分有限，產品的剪切強度最高只能達到13. 5MPa，此外，文獻中披露的膠粘劑 的玻璃化轉變溫度為130°C左右，這樣的耐熱性能完全無法應用到200°C以上的熱管道當 中。現有技術中還公開了一些其他改性方法，以提高環氧樹脂粘合劑的性能，但往往無法兼 顧力學性能和耐熱性能，尤其是耐熱性上提升有限，在200°C以上的環境下熱損失較大，仍 無法應用于熱管道當中。申請人通過大量試驗，在采用了特定的配伍和配比，在特定的工藝 條件下制備得到了一種具有優異耐熱性能和力學性能的環氧樹脂粘合劑，從而完成了本發 明。
【發明內容】
[0005] 針對上述現有技術中存在的不足，本發明提供了一種用于非開挖修復技術的耐熱 環氧粘合劑，該粘合劑兼具有優異的耐熱性和力學性能，尤其是能夠應用于非開挖管道修 復技術中熱管道中。
[0006] 本發明提供的一種用于非開挖修復技術的耐熱環氧粘合劑，由A料和B料組成，所 述A料按重量份包括如下組分：有機硅改性環氧樹脂65. 0-90. 0份，乙醇20. 0-30. 0份，硅 烷偶聯劑0. 05-2. 0份，納米二氧化硅1. 0-3. 0份；
[0007] 所述B料為20. 0-30. 0份的封端異氰酸酯。
[0008] 優選地，上述有機硅改性環氧樹脂是用二苯基硅二醇改性的環氧樹脂。
[0009] 更優選地，所述有機硅改性環氧樹脂是用二苯基硅二醇改性的環氧樹脂E-44。
[0010] 最優選地，用二苯基硅二醇改性的環氧樹脂E-44通過包括如下步驟的方法制備 得到：按環氧樹脂E-44 :二苯基硅二醇=4:1的質量比備料，將環氧樹脂E-44置于反應容 器中，在120°C下抽真空0. 5小時，依次加入二苯基硅二醇和催化劑辛酸亞錫，辛酸亞錫占 反應物總質量（即環氧樹脂E-44和二苯基娃二醇的總質量）的1-2%，在145°C下反應2 小時得到有機硅改性環氧樹脂產物。
[0011] 優選地，所述封端異氰酸酯為封端異氰酸酯YG-75F (購自東海縣依高樹脂生產有 限公司）。
[0012] 優選地，所述硅烷偶聯劑為硅烷偶聯劑KH-560。
[0013] 優選地，所述納米二氧化娃的粒徑為20~100nm。
[0014] 上述用于非開挖修復技術的耐熱環氧粘合劑，用熱失重分析方法對用于非開挖 修復技術的耐熱環氧粘合劑進行檢測，在空氣氣氛下，升溫速率為10°c/min、最終溫度為 200~300°C時，用于非開挖修復技術的耐熱環氧粘合劑的熱失重比例小于2. 1%，在最優 選地實施方式下可達到0%。
[0015] 用于非開挖修復技術的耐熱環氧粘合劑的制備方法，包括如下步驟：
[0016] (1)取乙醇倒入容器中，滴加硅烷偶聯劑，震蕩搖勻后靜置10分鐘配成溶液；然 后將該配置好的溶液倒入裝有納米二氧化硅的容器中，超聲分散10-20分鐘，超聲頻率為 20-50KHZ，得到透明的改性納米二氧化硅溶液；
[0017] (2)將環氧樹脂E-44置于反應容器中，在120°C下抽真空0? 5小時，依次加入二苯 基硅二醇和催化劑辛酸亞錫，環氧樹脂E-44與二苯基硅二醇的質量比為4:1，辛酸亞錫占 反應物總質量的1-2%，在145°C下反應2小時得到有機硅改性環氧樹脂產物；
[0018] (3)室溫下，將步驟⑴得到的表面改性納米二氧化硅溶液倒入改性環氧樹脂產 物中，于90°C下加熱回流，攪拌1小時后減壓蒸去乙醇，得到納米二氧化硅改性的環氧樹 脂；
[0019] (4)在500-800r/min的中速分散狀態下向納米二氧化硅改性的環氧樹脂中依次 加入環己酮樹脂和B料，分散攪拌均勻后灌裝即得到用于非開挖修復技術的耐熱環氧粘合 劑。
[0020] 本發明中的各組分均可在市場上直接購得。
[0021] 本發明提供的一種用于非開挖修復技術的耐熱環氧粘合劑，具有如下有益效果：
[0022] (1)由于納米Si02粒子的比表面積大，填料與基體接觸面積增大，納米粒子與環 氧樹脂之間存在強相互作用，表面處理后的納米粒子，在基體中實際起到交聯點的作用，有 利于環