一种微膨胀改性环氧树脂灌浆材料及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种新型的微膨胀改性环氧树脂灌浆材料，其包括以下重量份数的原料：环氧树脂：40～50份、活性稀释剂：10～20份、硅烷偶联剂：1～2份、膨胀单体：10～20份、促进剂：1～3份以及改性固化剂：15～20份。其中，所述膨胀单体为螺环原碳酸酯预聚物。解决了现有技术环氧灌浆材料存在的原料有毒、固化收缩等问题。本发明专利技术的有益效果：所有选用的材料无毒，对人体损伤小，初始粘度低，渗透性好，力学性能好。可以广泛用于混凝土裂缝修补、混凝土构件的加固补强，易受化学侵蚀的设备基础区域灌浆，机械设备的地脚螺栓、机座与混凝土基础之间的灌浆，压缩机、泵、冲压机、粉碎机、球磨机等高振动性设备的二次灌浆安装等，常温几小时内就可以固化。

【技术实现步骤摘要】
一种微膨胀改性环氧树脂灌浆材料及制备方法
本专利技术属于化学灌浆材料领域，具体涉及一种无溶剂无毒微膨胀改性环氧树脂灌浆材料。技术背景环氧树脂灌浆材料作为一种化学灌浆材料，具有强度高，粘结力强，耐化学腐蚀，耐寒，耐热，耐冲击和振动等优点，在工程中的应用取得了良好的效果。广泛用于混凝土裂缝修补、混凝土构件的加固补强，易受化学侵蚀的设备基础区域灌浆，机械设备的地脚螺栓、机座与混凝土基础之间的灌浆，压缩机、泵、冲压机、粉碎机、球磨机等高振动性设备的二次灌浆安装，轨道基础、桥梁支撑座等受强压力区域灌浆预制构件的灌浆等。目前用途最为广泛，用量最大的灌浆材料也是环氧树脂浆材。环氧树脂和固化剂本身的粘度都非常高，甚至部分环氧树脂是以固体状态存在，因而使用过程中通常会加入大量的稀释剂来降低材料粘度，目前最常用的是羟醛缩合稀释体系，稀释效果好，价格低廉。但是缺点也很明显，羟醛缩合稀释体系原材料易燃易爆，极易挥发，毒性较大，给生产和使用过程带来很多隐患；另外由于羟醛缩合稀释体系极易挥发，加上环氧体系本身固化收缩的特性，导致材料固化之后收缩率较大，严重影响了灌浆材料的粘结性能和填充补强效果。因此需要一种安全无毒、填充效果好，尤其是灌浆固化后不会收缩的环氧树脂灌浆材料来满足当前生产对于环氧树脂灌浆材料的需求。
技术实现思路
本专利技术提供了微膨胀改性微膨胀改性环氧树脂灌浆材料的制备方法，解决因环氧树脂灌浆材料本身固化后收缩而导致建筑工程中缝隙填充效果差的问题。为了解决上述问题，本专利技术采用了如下的技术方案：本专利技术首先提出了一种微膨胀改性环氧树脂灌浆材料，包括按重量份数计：40～50份的环氧树脂、10～20份的活性稀释剂、10～20份的膨胀单体以及15～20份的改性固化剂。优选的是，还包括重量份数为1～2份硅烷偶联剂。优选的是，还包括重量份数为1～3份的促进剂。优选的是，所述的膨胀单体是螺环原碳酸酯预聚物。优选的是，所述的环氧树脂是双酚A型环氧树脂；所述的活性稀释剂是1,2-环己二醇二缩水甘油醚；所述的硅烷偶联剂是γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；所述的促进剂是2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚，所述的改性固化剂是聚醚胺。本专利技术还提出一种如上述的微膨胀改性环氧树脂灌浆材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将环氧树脂、硅烷偶联剂以及活性稀释剂混合均匀，重量份数比例为40～50：1～2：10～20，并加入10～20份的膨胀单体制成微膨胀改性环氧树脂灌浆材料A组分；S2、将1～3份的促进剂与15～20份的改性固化剂混合均匀，制得微膨胀改性环氧树脂灌浆材料B组分；S3、将重量份数比例为4：1的微膨胀改性环氧树脂灌浆材料A组分和微膨胀改性环氧树脂灌浆材料B组分混合制得微膨胀改性环氧灌浆材料。优选的是，所述步骤S1中膨胀单体为螺环原碳酸酯预聚物，所述膨胀单体的制作方法包括以下步骤：S1.1、将螺环原碳酸酯膨胀单体溶于氯仿中，螺环原碳酸酯膨胀单体与氯仿的重量份数比例为5:100，得到膨胀单体溶液；S1.2、在膨胀单体溶液中加入二苯基甲烷二异氰酸酯搅拌，膨胀单体溶液与二苯基甲烷二异氰酸酯的重量份数比例为100:5，所述二苯基甲烷二异氰酸酯在1h逐滴加完，搅拌温度为30℃-40℃，搅拌反应时间为24h，制得聚物初品；S1.3、将聚物初品放在50℃的真空烘箱中干燥，制得螺环原碳酸酯膨胀单体预聚物。优选的是，所述步骤S1中，将环氧树脂、活性稀释剂以及硅烷偶联剂充分混合均匀并加热到40～50℃时加入的膨胀单体预聚物，制得微膨胀改性环氧树脂灌浆材料A组分。优选的是，步骤S2包括以下步骤：S2.1、将重量份数为15～20份低粘度的改性固化剂聚醚胺加热到50℃，得到热改性固化剂聚醚胺；S2.2、在热改性固化剂聚醚胺中加入重量份数为3份的异佛尔酮二胺，在温度为50℃搅拌2h，搅拌2h后，待温度降至室温，制得混合溶剂；S2.3、在混合溶剂中加入重量份数为1-3份的促进剂，制得微膨胀改性环氧树脂灌浆材料B组分。本专利技术的有益效果如下：该材料以环氧树脂、活性稀释剂、硅烷偶联剂、膨胀单体、促进剂、改性固化剂等为原材料，通过探究原材料的选择与掺量对该灌浆材料的影响，确定各原材料的重量配合比例，制备出性能优异的环氧树脂灌浆材料。膨胀单体的膨胀原理为：螺环原碳酸酯类膨胀单体进行聚合时体积膨胀，最大可达5％-20％，将其加入到环氧基体中，可以有效的消除环氧固化时的体积收缩，降低基体中的微内应力，使环氧树脂灌浆材料基体的韧性提高。根据国际标准ISO3521有关的计算方法，经测定与计算在最优的原料配比下，固化后的环氧树脂灌浆材料体积膨胀率最大为5.62％。可以广泛用于混凝土裂缝修补、混凝土构件的加固补强，易受化学侵蚀的设备基础区域灌浆，机械设备的地脚螺栓、机座与混凝土基础之间的灌浆，压缩机、泵、冲压机、粉碎机、球磨机等高振动性设备的二次灌浆安装，轨道基础、桥梁支撑座等受强压力区域灌浆预制构件的灌浆等，在常温几小时内就可以固化。同时本专利技术所有选用的材料无毒，环保，对人体损伤小。具体实施方式为了使得本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步阐述：本专利技术首先提出了一种微膨胀改性环氧树脂灌浆材料，包括按重量份数计：40～50份的环氧树脂、10～20份的活性稀释剂、10～20份的膨胀单体以及15～20份的改性固化剂。该微膨胀改性环氧树脂灌浆材料还包括重量份数为1～2份硅烷偶联剂，硅烷偶联剂作为增粘剂的作用有益效果在于它本身有两种基团；一种基团可以和被粘的骨架材料结合；而另一种基团则可以与高分子材料结合，从而在粘接界面形成强力较高的化学键，大大改善了粘接强度。该微膨胀改性环氧树脂灌浆材料还包括重量份数为1～3份的促进剂，促进剂的加入使得环氧树脂体系能够在常温下快速的固化，能够使得被填补的目标尽快投入生产使用。所述的膨胀单体是螺环原碳酸酯预聚物，螺环原碳酸酯类膨胀单体进行聚合时体积膨胀，最大可达5％-20％，将其加入到环氧基体中，可以有效的消除环氧固化时的体积收缩，降低基体中的微内应力，使环氧集体的韧性提高。所述的环氧树脂是双酚A型环氧树脂，双酚A型环氧树脂经固化后力学性能非常好，具有强韧性和很好的耐热性，亚甲基链富裕柔软性，醚键赋予耐化学药品性，羟基赋予反应性和粘结性，而且耐老化。所述的活性稀释剂是1,2-环己二醇二缩水甘油醚，粘度非常低，反应活性高，不易老化变色,具有很好的抗紫外线性能，可使环氧树脂固化物强度显著提高。本专利技术还提出一种如上述的微膨胀改性环氧树脂灌浆材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将环氧树脂、硅烷偶联剂以及活性稀释剂混合均匀，重量份数比例为40～50：1～2：10～20，并加入10～20份的膨胀单体制成微膨胀改性环氧树脂灌浆材料A组分；S2、将1～3份的促进剂与15～20份的改性固化剂混合均匀，制得微膨胀改性环氧树脂灌浆材料B组分；S3、将重量份数比例为4：1的微膨胀改性环氧树脂灌浆材料A组分和微膨胀改性环氧树脂灌浆材料B组分混合，当A、B组分未混合时为稳定的液态，而A组分和B组分在混合时会互相反应，反应后制得固体微膨胀改性环氧灌浆材料。所述步骤S1中膨胀单体为螺环原碳酸酯预聚物，所述膨胀单体的制作方法包括以下步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微膨胀改性环氧树脂灌浆材料，其特征在于，包括按重量份数计：40～50份的环氧树脂、10～20份的活性稀释剂、10～20份的膨胀单体以及15～20份的改性固化剂。

【技术特征摘要】
1.一种微膨胀改性环氧树脂灌浆材料，其特征在于，包括按重量份数计：40～50份的环氧树脂、10～20份的活性稀释剂、10～20份的膨胀单体以及15～20份的改性固化剂。2.根据权利要求1所述的微膨胀改性环氧树脂灌浆材料，其特征在于，还包括重量份数为1～2份的硅烷偶联剂。3.根据权利要求2所述的微膨胀改性环氧树脂灌浆材料，其特征在于，还包括重量份数为1～3份的促进剂。4.根据权利要求3所述的微膨胀改性环氧树脂灌浆材料，其特征在于，所述的膨胀单体是螺环原碳酸酯预聚物。5.根据权利要求3或4所述的微膨胀改性环氧树脂灌浆材料，其特征在于，所述的环氧树脂是双酚A型环氧树脂；所述的活性稀释剂是1,2-环己二醇二缩水甘油醚；所述的硅烷偶联剂是γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；所述的促进剂是2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚，所述的改性固化剂是聚醚胺。6.一种如权利要求3所述的微膨胀改性环氧树脂灌浆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将环氧树脂、硅烷偶联剂以及活性稀释剂混合均匀，重量份数比例为40～50：1～2：10～20，并加入10～20份的膨胀单体制成微膨胀改性环氧树脂灌浆材料A组分；S2、将1～3份的促进剂与15～20份的改性固化剂混合均匀，制得微膨胀改性环氧树脂灌浆材料B组分；S3、将重量份数比例为4：1的微膨胀改性环氧树脂灌浆材料A组分和微膨胀改性环氧树脂灌浆材料B组分混合制得微膨胀...

【专利技术属性】
技术研发人员：金磊，陈小华，陈经刚，康德忠，
申请(专利权)人：瑞派尔宜昌科技集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42