一种环氧灌注结构胶的制备方法技术

技术编号:13016387 阅读:128 留言:0更新日期:2016-03-16 16:16
本发明专利技术提供了一种环氧灌注结构胶的制备方法,引入有机硅聚合物改性环氧材料,可以降低胶液初始粘度并提高固化后的力学性能。所述制备方法为,由含有环氧树脂的A组分和含有固化剂的B组分组成所述环氧灌注结构胶,所述A组分包含100质量份环氧树脂和30~50质量份改性环氧稀释液,其中,所述改性环氧稀释液由特定的双官能环氧稀释剂与特定的氨基含氟有机硅聚合物按100:(60~120)的质量比预反应得到,所述预反应为环氧基团与氨基的反应。本发明专利技术采用氨基含氟有机硅聚合物与双官能环氧稀释剂预反应制得改性环氧稀释液,以之改性环氧树脂灌注结构胶,降低胶液初始粘度、并保证固化物力学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑材料领域,具体涉及。
技术介绍
环氧类灌注结构胶因其强度高、耐变形能力好,目前已成为建筑修补加固领域中 裂缝修补应用较多的材料之一。而目前,对于一般建筑物,不仅需要建筑结构具有高强度, 同时为提高建筑抗震等级,裂缝修补材料还需要较高的韧性以对抗瞬间冲击载荷及一定的 周期载荷。因此需要克服传统环氧灌注结构胶的脆性问题。 中国专利文献CN 102925091 A中阐述了一种高强高韧环氧树脂胶黏剂及其制备 方法,专利技术采用环氧树脂、稀释剂、偶联剂、纤维、填料、胺类固化剂等制备出具有高强高韧 环氧胶黏剂,但其存在粘度高不易施工等缺陷,不能用于建筑裂缝的灌注修补。中国专利文 献CN 104449508A中提供了一种柔韧性环氧结构胶及其制备方法,专利技术通过将传统的柔性 聚醚胺与双环氧基环氧树脂预反应制得改性聚醚胺,再将其用于环氧树脂结构胶配方中, 该专利技术得到的环氧结构胶具有较好的低温柔性,但其同样存在粘度较高的问题,且存在明 显的强度不足,当其应用于建筑裂缝修补时自身的抗拉强度及与混凝土的粘结力难以承载 建筑结构受力。中国专利文献CN104497941A公开了一种柔韧性好、阻尼性能好的建筑结构 胶,专利技术采用环氧树脂、聚硫橡胶、活性稀释剂、固化剂、促进剂等,制备得到一种低温柔性 好、粘结强度高的材料,但其同样存在胶液初始粘度过高的问题,其在建筑裂缝修补灌注中 应用受到限制。 目前,已有众多研究者采用有机硅改性环氧材料以降低胶液粘度和提高固化物韧 性。中国专利CN100371387C中公开了一种环氧化硅油改性环氧树脂复合材料的制备方法。 其所述环氧硅油是侧基为环氧基烃基的有机硅低聚物分子,通过环氧基在体系固化过程中 参与固化反应,将有机硅组分引入体系。改性后体系虽然材料的韧性在一定程度上增强,但 由于侧环氧烃基含量较高,侧链密度较高,当材料在低温时(低于〇°C ),有机硅链段柔韧性 受高交联度的约束而不能完全体现,导致材料低温时韧性较差。此外,有研究者采用以聚二 甲基硅氧烷为主链的氣基有机娃聚合物(ASO)改性环氧材料,此类材料耐热性有所提尚, 但是力学性能较低。所以,目前普通有机硅聚合物改性环氧材料存在一定的局限性。
技术实现思路
专利技术目的 本专利技术的目的是提供,引入有机硅聚合物改性环 氧材料,可以降低胶液初始粘度并提高固化后的力学性能。 专利技术概述 本专利技术提供了,由含有环氧树脂的A组分和含有 固化剂的B组分组成环氧灌注结构胶,所述A组分包含100质量份环氧树脂和30~50质 量份改性环氧稀释液,其中, 所述改性环氧稀释液由双官能环氧稀释剂与氨基含氟有机硅聚合物按 100: (60~120)的质量比预反应得到,所述预反应为环氧基团与氨基的反应; 所述双官能环氧稀释剂为C2~C6的烷基二醇二缩水甘油醚; 所述氨基含氟有机硅聚合物结构式为: 其中,1?为-(:!12(:!12(^2順2或-(:!1 2(:!12(^2順(:!12(^2順 2,叉为5~20,7为3~40,2为 〇~3,所述氨基含氟有机硅聚合物中氨基质量含量为1. 0%~2. 2%。所述氨基质量含量 为氨基含氟有机硅聚合物中所有-NHjP -NH-的质量含量之和。 所述双官能环氧稀释剂C2~C6的烷基二醇二缩水甘油醚为本领域常用环氧稀释 剂,其中C2~C6的烷基二醇二缩水甘油醚中的C2~C6是指其中烷基的碳原子数。所述 C2~C6的烷基二醇二缩水甘油醚可以是一种物质,也可以是两种以上物质的任意比例的 混合物,具体可选自乙二醇二缩水甘油醚、1,3-丙二醇二缩水甘油醚、1,4- 丁二醇二缩水 甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚,新戊二醇二缩水甘油醚中的至少一种,其中乙二醇二缩 水甘油醚、1,4- 丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚,新戊二醇二缩水甘油醚 比较常用。市售的所述双官能环氧稀释剂一般环氧值为0. 60~0. 85mol/100g。 所述氨基含氟有机硅聚合物制备方法可利用本领域所熟知的方法制备(刘 岳,安秋风,黄良仙.含氟氨基硅油的制备及与氨基硅油的应用性能比较.印染助 剂,27 (3),39~42)。优选,由如下方法制备得到:将质量比为100: (5~180) : (3~50)的 γ -三氟丙基甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷和1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3, 3-四甲 基二硅氧烷混合,并加入硅氧烷R-Si (CH3) (OC2H5)2和四甲基氢氧化铵,升温至95~105°C, 氮气保护下反应5~7h后,减压脱除未反应完全小分子低沸物,得到氨基含氟有机硅聚合 物,其中,四甲基氢氧化铵的质量用量为反应物总质量的〇. 08%~0. 12%。 有机硅聚合物由于主链为键能较高、键长较长、柔性较好的硅氧键,其具有优良的 低温柔性及耐候性,硅氧键键长约为碳碳键键长的1. 5倍左右,分子极易旋转,有机硅分子 链玻璃化转变温度低于-100°C,因此其具备优良的低温性能,但由于ASO分子链二甲基硅 氧烷为对称结构,整体呈非极性,其内聚能密度仅为15. 3J1/2 · cm 3/2,而环氧树脂内聚能密 度约为22. 2J1/2 · cm 3/2,两者相差较大。因此环氧树脂结构单元与ASO相容性较差,ASO改 性环氧体系易出现明显相分离,从而导致改性后的材料力学性能下降较多。在ASO基础上, 将部分侧甲基以γ -三氟丙基取代得到的极性聚合物,内聚能密度达19. 6J1/2 · cm 3/2,更接 近环氧树脂的内聚能密度22. 2J1/2 · cm 3/2。本专利技术将上述结构的氨基含氟有机硅聚合物 与双官能环氧稀释剂预反应制得改性环氧稀释液,从而将含氟有机硅聚合物链引入到环氧 灌注结构胶材料中,解决了普通有机硅聚合物改性环氧材料因体系间相容性较差导致的力 学性能较低的问题,在降低胶液粘度的同时保证环氧灌注结构胶固化后的力学性能,韧性 (尤其是低温韧性)好、强度高,克服了现有技术中环氧结构胶粘度过高难以用于建筑裂缝 修补、以及传统环氧灌注结构胶脆性较大的问题。所述改性环氧稀释液的用量低于30份时 改性效果不明显,且灌注结构胶初始粘度较高,高于50份时会造成材料强度明显下降。所 述氨基含氟有机硅聚合物中氨基质量含量为1. 〇%~2. 2%,这样能进一步提高体系间的 相容性,保证产品的力学性能及耐低温性能。 X、y、z分别是主链中三种结构单元的重复单元数,为平均值,可以是整数或小数, 如义为7.0、19.0,7为3.1、20.9、37.8,2为2.7、1.7。这三种结构单元可任意排列连接。优 选的,yAx+y+z)为20%~80%,以使环氧灌注结构胶获得更好的力学强度和低温韧性。 优选的,所述氨基含氟有机硅聚合物的重均分子量为1500~8000,在此范围内所 得环氧灌注结构胶的力学性能较优。 所述预反应为本领域改性环氧稀释剂的已知方法,在预反应中,过量的双官能环 氧稀释剂与改性物质混合,通过双官能环氧稀释剂中的一个环氧基团与改性物质的含活泼 氢基团(如伯氨基)反应,将改性物质引入含环氧基团的分子链中,作为环氧稀释组分加入 作为基础树脂的环氧树脂中,可以一起与固化剂发生固化作用。本专利技术所述氨基含氟有机 硅聚合物中伯氨基上的H活性本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种环氧灌注结构胶的制备方法,由含有环氧树脂的A组分和含有固化剂的B组分组成环氧灌注结构胶,其特征在于,所述A组分包含100质量份环氧树脂和30~50质量份改性环氧稀释液,其中,所述改性环氧稀释液由双官能环氧稀释剂与氨基含氟有机硅聚合物按100:(60~120)的质量比预反应得到,所述预反应为环氧基团与氨基的反应;所述双官能环氧稀释剂为C2~C6的烷基二醇二缩水甘油醚;所述氨基含氟有机硅聚合物结构式为:其中,R为‑CH2CH2CH2NH2或‑CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2,x为5~20,y为3~40,z为0~3,所述氨基含氟有机硅聚合物中氨基质量含量为1.0%~2.2%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李波冉千平孙德文刘玉亭尹浩万赟
申请(专利权)人:江苏苏博特新材料股份有限公司南京博特新材料有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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