一种阻燃型无溶剂环氧灌浆材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种阻燃型无溶剂环氧灌浆材料，由组分A和组分B组成，所述组分A包括：环氧树脂100份、活性稀释剂27‑37份、增塑剂0‑3份；所述组分B包括：固化剂28‑50份，促进剂1‑4份；所述活性稀释剂包括1,6‑己二醇二缩水甘油醚、1,4‑丁二醇二缩水甘油醚或C4‑14烷基缩水甘油醚；所述固化剂包括有7‑15份的阻燃固化剂；本发明专利技术采用活性稀释剂降低灌浆体系的粘度，使其无溶剂挥发，同时在固化体系中引入低粘高韧的含硅氧基团的环氧树脂段，在保证良好可灌性的同时提高固化物的弹韧性，还通过添加阻燃固化剂，进一步提高灌浆材料的阻燃性能，在保证良好阻燃性的同时降低了共混阻燃剂对浆料可灌性的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃型无溶剂环氧灌浆材料及其制备方法
本专利技术涉及混凝土裂缝修补材料领域，具体涉及一种阻燃型无溶剂环氧灌浆材料及其制备方法。
技术介绍
混凝土裂缝是质量通病，严重影响到工程结构的耐久性。在各种自然和人为的灾害中，由混凝土结构缺陷(主要是裂缝)引起的事故十分突出，如由于城市地铁区间隧道渗漏严重引起的路面沉降，对地铁周围的建筑物安全存在极大威胁。因此，各大城市的轨道交通、地铁建设对混凝土裂缝修补以及防渗堵漏材料有迫切需求。环氧灌浆是以环氧树脂为主剂，加入一定的稀释剂和固化剂等配置成环氧树脂灌浆浆液，在一定的工艺条件下，用灌浆设备将其灌入地层裂隙和混凝土裂缝中，以达到被灌体的防渗堵漏和补强加固，使建筑物安全运行。而在实际工程中，对伸缩缝止水和混凝土活缝、变形缝补强防渗处理工程中需要具有弹性的化学灌浆材料，聚氨酯灌浆材料虽属于弹性材料，但粘度较大，可灌性受到限制，并且强度很低，施工后返工多，易在一段时间后再次出现渗漏水情况。为提高可灌性，环氧灌浆材料广泛采用糠醛-丙酮稀释体系，浆液固化前以及灌浆材料聚合物随着时间、环境等因素导致的老化、分解而形成的有害物质的扩散将会对环境造成一定的污染；另一方面含氧树脂含有可燃的碳氢链段，其阻燃性能较差，也限制了环氧浆料进一步的应用范围。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种阻燃型无溶剂环氧灌浆材料及其制备方法。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：一种阻燃型无溶剂环氧灌浆材料，由组分A和组分B组成，所述组分A包括以下质量份数的成分组成：环氧树脂100份、活性稀释剂27-37份、增塑剂0-3份，所述环氧树脂由粘接主体和改性主体组成，所述粘接主体为双酚A型环氧树脂，所述改性主体为环氧当量400-900g/mol的环氧基封端聚硅氧烷，所述粘接主体和所述改性主体的质量比例为(8-12)：1；所述组分B包括以下质量份数的成分组成：固化剂28-50份，促进剂1-4份；所述活性稀释剂包括1,6-己二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚或C12-14烷基缩水甘油醚；所述固化剂包括有7-15份的阻燃固化剂，还包括脂肪胺类固化剂、芳香胺类固化剂、改性腰果酚类固化剂或聚醚胺类固化剂；所述阻燃固化剂的制备方法为：称取六氯环三磷腈并溶解在冰水浴条件下的甲苯中，加入亚氨基-三(苯基)膦烷，在氮气保护气氛下，搅拌回流48h，反应完成后滤除沉淀物，将过滤得到的滤液减压浓缩除去溶剂，过滤滤出析出的沉淀，沉淀以乙醚洗涤，得到白色固体，将所述白色固体溶解在干燥的乙腈中，加入4,4'-磺酰基二苯酚，混合搅拌5min后加入三乙胺，加入与反应体系等体积的乙腈稀释后继续搅拌反应16-20h，反应完成后加入甲醇，过滤滤出析出的沉淀，沉淀以甲醇洗涤，室温真空干燥，制得紫色固体，即为所述阻燃固化剂；其中，所述六氯环三磷腈与所述甲苯、亚氨基-三(苯基)膦烷的质量比例为1：(10-14)：(9.8-10)；所述白色固体与所述乙腈、4,4'-磺酰基二苯酚、三乙胺的质量比例为1：20：(0.6-0.8)：(0.8-1)。优选的，所述组分A与所述组分B的使用质量配比为(3-4)：1。优选的，所述增塑剂为支化聚乙烯蜡。优选的，所述促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑或2，4，6-三-(二甲胺基甲基)苯酚中的一种或多种。优选的，所述组分A中还包括有4-9份的增韧微球，所述增韧微球由内至外依次为硬质内核微球、韧性中间层和硬质壳层，所述增韧微球的制备方法包括以下步骤：S1、分别称取N,N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、偶氮引发剂、可逆加成断裂链转移试剂并溶解在苯甲醚中，混合后通氮除氧，封闭反应体系，升温至65-70℃并保温反应2.5-3h，反应完成后加入反应体系两倍体积的正己烷，充分搅拌后滤出沉淀，沉淀以正己烷洗涤后真空干燥，制得产物A，在甲醇中加入所述产物A和质量浓度20％的亚氨基二乙酸钠溶液，搅拌均匀后在64-65℃下回流2-3h，反应完成后得到混液A，在所述混液A中加入水溶性脂肪胺类固化剂和所述硬质内核微球，充分搅拌混合后，加入0.2mol/L的N,N-二羟乙基甘氨酸溶液和0.05mol/L的硝酸铁溶液后继续搅拌混合30-60min，离心分离沉淀，以乙醚或四氢呋喃洗涤沉淀后真空干燥，制得核壳微球；其中，所述硬质内核微球的粒径在0.1-10μm，所述N,N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、偶氮引发剂、可逆加成断裂链转移试剂和苯甲醚的质量比例为15：(5.3-5.5)：0.01：(0.1-0.11)：(6-8)；所述产物A与所述甲醇、所述亚氨基二乙酸钠溶液的质量比例为1：(15-20)：(3-4)；所述混液A与所述水溶性脂肪胺类固化剂、所述硬质内核微球、N,N-二羟乙基甘氨酸溶液、硝酸铁溶液的质量比例为100：(8-15)：(38-50)：(3-7)：(4-10)；S2、将所述核壳微球分散在稀释剂中，加入环氧树脂混合，再加入亲油性固化剂，充分混合搅拌，得到混液B，将聚乙二醇和十二烷基硫酸钠溶于去离子水中，配制为质量浓度均为10的溶液，得到混液C，快速搅拌下将所述混液B加入到所述混液C中，混合后温度控制在30-40℃继续搅拌20min，保温反应4h后，离心分离沉淀，真空干燥后制得所述增韧微粒；其中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂，所述核壳微球与所述稀释剂、环氧树脂、亲油性固化剂的质量比例为10：(3-5)：(5-6)：(5-8)；所述混液B与所述混液C的混合体积比为(1-2)：1。优选的，所述偶氮引发剂为偶氮二异丁腈，所述可逆加成断裂链转移试剂为3-苄基硫烷基巯羰基硫烷基丙酸、4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酸、4-氰基-4-(十二基硫烷基硫代碳酰)硫戊酸、4-氰基-4-(丙基硫烷基硫代碳酰)硫戊酸、2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、2-(丙基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、2-(1-异丁基)三硫代碳酸酯基-2-甲基丙酸、2-巯基-S-硫代苯甲酰乙酸或2-丁基三硫代碳酸酯基丙酸。优选的，所述水溶性脂肪胺类固化剂为PEPA脂肪胺固化剂、TEPA脂肪胺固化剂、TETA脂肪胺固化剂、590脂肪胺固化剂、591脂肪胺固化剂、593脂肪胺固化剂、594脂肪胺固化剂或595脂肪胺固化剂；所述亲油性固化剂为T31胺类固化剂、810胺类固化剂、YH-82胺类固化剂、CD32-2胺类固化剂、701胺类固化剂、702胺类固化剂、703胺类固化剂、650聚酰胺固化剂或651聚酰胺固化剂。优选的，所述硬质内核微球的制备方法包括以下步骤：(1)分别称取六(3-巯基丙酸)二季戊四醇酯、环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯和4,4-双(4-正丙基环己基)-1,1-联苯，剧烈搅拌混合后，逐渐升温至60-70℃，继续搅拌30-60min，加入二甲基苯胺、4-二甲氨基吡啶或三乙醇胺为叔胺催化剂，依次在室温下和80℃水浴条件下各搅拌反应1h，反应完成后，加入反应体系两倍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃型无溶剂环氧灌浆材料，由组分A和组分B组成，其特征在于，所述组分A包括以下质量份数的成分组成：环氧树脂100份、活性稀释剂27-37份、增塑剂0-3份，/n所述环氧树脂由粘接主体和改性主体组成，所述粘接主体为双酚A型环氧树脂，所述改性主体为环氧当量400-900g/mol的环氧基封端聚硅氧烷，所述粘接主体和所述改性主体的质量比例为(8-12)：1；/n所述组分B包括以下质量份数的成分组成：固化剂28-50份，促进剂1-4份；/n所述活性稀释剂包括1,6-己二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚或C

【技术特征摘要】
1.一种阻燃型无溶剂环氧灌浆材料，由组分A和组分B组成，其特征在于，所述组分A包括以下质量份数的成分组成：环氧树脂100份、活性稀释剂27-37份、增塑剂0-3份，
所述环氧树脂由粘接主体和改性主体组成，所述粘接主体为双酚A型环氧树脂，所述改性主体为环氧当量400-900g/mol的环氧基封端聚硅氧烷，所述粘接主体和所述改性主体的质量比例为(8-12)：1；
所述组分B包括以下质量份数的成分组成：固化剂28-50份，促进剂1-4份；
所述活性稀释剂包括1,6-己二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚或C12-14烷基缩水甘油醚；所述固化剂包括有7-15份的阻燃固化剂，还包括脂肪胺类固化剂、芳香胺类固化剂、改性腰果酚类固化剂或聚醚胺类固化剂；
所述阻燃固化剂的制备方法为：
称取六氯环三磷腈并溶解在冰水浴条件下的甲苯中，加入亚氨基-三(苯基)膦烷，在氮气保护气氛下，搅拌回流48h，反应完成后滤除沉淀物，将过滤得到的滤液减压浓缩除去溶剂，过滤滤出析出的沉淀，沉淀以乙醚洗涤，得到白色固体，将所述白色固体溶解在干燥的乙腈中，加入4,4'-磺酰基二苯酚，混合搅拌5min后加入三乙胺，加入与反应体系等体积的乙腈稀释后继续搅拌反应16-20h，反应完成后加入甲醇，过滤滤出析出的沉淀，沉淀以甲醇洗涤，室温真空干燥，制得紫色固体，即为所述阻燃固化剂；
其中，所述六氯环三磷腈与所述甲苯、亚氨基-三(苯基)膦烷的质量比例为1：(10-14)：(9.8-10)；所述白色固体与所述乙腈、4,4'-磺酰基二苯酚、三乙胺的质量比例为1：20：(0.6-0.8)：(0.8-1)。


2.根据权利要求1所述的一种阻燃型无溶剂环氧灌浆材料，其特征在于，所述组分A与所述组分B的使用质量配比为(3-4)：1。


3.根据权利要求1所述的一种阻燃型无溶剂环氧灌浆材料，其特征在于，所述增塑剂为支化聚乙烯蜡。


4.根据权利要求1所述的一种阻燃型无溶剂环氧灌浆材料，其特征在于，所述促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑或2，4，6-三-(二甲胺基甲基)苯酚中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的一种阻燃型无溶剂环氧灌浆材料，其特征在于，所述组分A中还包括有4-9份的增韧微球，所述增韧微球由内至外依次为硬质内核微球、韧性中间层和硬质壳层，所述增韧微球的制备方法包括以下步骤：
S1、分别称取N,N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、偶氮引发剂、可逆加成断裂链转移试剂并溶解在苯甲醚中，混合后通氮除氧，封闭反应体系，升温至65-70℃并保温反应2.5-3h，反应完成后加入反应体系两倍体积的正己烷，充分搅拌后滤出沉淀，沉淀以正己烷洗涤后真空干燥，制得产物A，在甲醇中加入所述产物A和质量浓度20％的亚氨基二乙酸钠溶液，搅拌均匀后在64-65℃下回流2-3h，反应完成后得到混液A，在所述混液A中加入水溶性脂肪胺类固化剂和所述硬质内核微球，充分搅拌混合后，加入0.2mol/L的N,N-二羟乙基甘氨酸溶液和0.05mol/L的硝酸铁溶液后继续搅拌混合30-60min，离心分离沉淀，以乙醚或四氢呋喃洗涤沉淀后真空干燥，制得核壳微球；
其中，所述硬质内核微球的粒径在0.1-10μm，所述N,N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、偶氮引发剂、可逆加成断裂链转移试剂和苯甲醚的质量比例为15：(5.3-5.5)：0.01：(0.1-0.11)：(6-8)；所述产物A与所述甲醇、所述亚氨基二乙酸钠溶液的质量比例为1：(15-20)：(3-4)；所述混液A与所述水溶性脂肪胺类固化剂、所述硬质内核微球、N,N-二羟乙基甘氨酸溶液、硝酸铁溶液的质量比例为100：(8-15)：(38-50)：(3-7)：(4-10)；
S2、将所述核壳微球分散在稀释剂中，加入环氧树脂混合，再加入亲油性...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆志华，陈丽萍，赵徐，
申请(专利权)人：杭州每步材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33