高强高流动性环氧树脂灌浆材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高强高流动性环氧树脂灌浆材料及其制备方法，其由A组分、B组分、C组分组成，以质量份计，A组分包含：环氧树脂100份，稀释剂5～30份，偶联剂1～2份和消泡剂0.5～2份；B组分包含：脂肪族酰胺多胺5～15份，含芳香环的脂肪胺0～10份，脂环族二元胺5～20份，聚醚胺固化剂0～10份，593固化剂0～10份；C组分包含：触变剂1～5份，3～5mm石英砂0～100份，1～3mm石英砂0～300份，0.5～1mm石英砂0～400份，40～70目石英砂100～400份，粉煤灰150～400份和矿渣0～100份。该环氧树脂灌浆材料具有高强度，高流动性，通过调整粉料的配比和掺入量可以适应不同的灌浆厚度，在提高材料的性能基础上，同时能够满足生产更简便更环保的要求。

说明书

技术领域

本发明属于环氧树脂材料技术领域，涉及一种高强高流动性环氧树脂灌浆材料及其制备方法。

背景技术

环氧树脂具有粘接强度高、力学性能好、耐腐蚀性能好等特点，因此作为粘接剂、涂料、灌浆材料等被广泛应用于电子、机械、建筑等多个领域。例如，环氧树脂作为灌浆材料，被广泛应用于大中型企业设备安装、螺栓锚固以及建筑结构的加固改造工程。

随着环氧树脂灌浆材料技术的发展，对于材料的强度、流动性等性能指标提出了更高的要求。同时对材料的环保性能也提出了高要求，不仅在固化之后不能析出有害物质，而且在材料的生产、使用过程中对于人员的保护和环保的要求也越来越苛刻。

中国专利CN201210312422.3公开了一种“高强快固环氧树脂灌浆料及其制备方法”，但是在进行大体积灌浆施工时，固化速度太快会造成热量聚集，尤其是在夏季环境温度较高时，不利于施工操作和均匀地固化，而且大型设备很少有灌浆当天就开始运转的，因此大体积灌浆对于快速固化的要求并不多见，而对于施工操作时间和稳定均匀的固化有更高的要求。

中国专利CN201310477527.9公开了一种“轨道填充、二次灌浆用环氧灌浆料的制备与施工方法”，其原料由A、B、C三组分组成，A组分为改性环氧树脂混合体系，B组分为固化剂，C组分为填料，三组分质量份数比为80-100:15-100:80-400。即树脂与粉料(填料)之比在1:1～1:5。

发明内容

针对上述环氧类灌浆材料的放热快、固化快，无法满足较大体积的基础灌浆的缺点，对环氧树脂、固化剂和填料进行了筛选、复配，提高了材料的流动性和最终强度，同时在固化过程中减慢固化速度，放热减缓，从而能够满足大体积灌浆的施工需求，即流动性好，固化均匀，且不含对人体有害的有机溶剂等挥发物质，也不含后期会溢出的非活性增韧剂等小分子物质。

因此，本发明的目的在于提供一种高强高流动性环氧树脂灌浆材料及其制备方法，所述环氧树脂灌浆材料具有高强度，其强度可以达到140MPa，高流动性，生产工艺简单，施工操作简便；通过调整粉料的掺入量可以适应不同的灌浆厚度，最小灌浆厚度可达1mm；本发明在提高了材料的性能指标的基础上，同时能够满足生产更简便更环保的要求。

环氧树脂需要加入一定的稀释剂，才能满足灌浆料较高的流动性要求，但是稀释剂的加入会影响材料的力学性能，选择特定稀释剂复配使得在稀释树脂的同时，强度几乎不降低；采用低粘度的环氧树脂配合以特定活性稀释剂，可以在降低粘度，增加流动性的同时，不降低材料的强度。同时，固化剂的性能对于灌浆料的固化速度、强度、韧性等有极大地影响，采用特定的固化剂以合适的比例复配，可以提高材料的强度和韧性，调节固化速度，同时减缓放热。

根据本发明，本发明的高强高流动性环氧树脂灌浆材料，其原料由A组分、B组分、C组分组成，A组分、B组分、C组分质量比为1：0.2～0.5：3.3～7，其中，以质量份计，

A组分包含：环氧树脂100份，稀释剂5～30份，偶联剂1～2份，和消泡剂0.5～2份；

B组分包含：脂肪族酰胺多胺5～15份，含芳香环的脂肪胺0～10份，脂环族二元胺5～20份，聚醚胺固化剂0～10份，593固化剂0～10份；

C组分包含：触变剂1～5份，3～5mm石英砂0～100份，1～3mm石英砂0～300份，0.5～1mm石英砂0～400份，40～70目石英砂100～400份，粉煤灰150～400份，和矿渣0～100份。

下面，更具体地描述本发明的高强高流动性环氧树脂灌浆材料。

在本发明的实施方案中，A组分、B组分、C组分质量比为1：0.2～0.5：3.3～7。

在本发明中，在所述A组分中：

所述环氧树脂选自环氧树脂E41、环氧树脂E44、环氧树脂E51、环氧树脂F5、环氧树脂F44、双酚F环氧树脂中的一种或多种。

所述稀释剂为选自环氧丙烷苯基醚、脂肪缩水甘油醚和二缩水甘油醚的两种或多种的混合物，其中，所述脂肪缩水甘油醚，例如可以为丁基缩水甘油醚或2,3-环氧丙基丁醚等；所述二缩水甘油醚，例如乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚等。

所述偶联剂为硅烷偶联剂，例如可以为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

所述消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂，例如聚醚改性聚硅氧烷消泡剂。

在所述B组分中：

B组分包含：脂肪族酰胺多胺5～15份，含芳香环的脂肪胺0～10份，脂环族二元胺5～20份，聚醚胺固化剂0～10份，593固化剂0～10份；且优选脂肪族酰胺多胺5～15份，含芳香环的脂肪胺3～10份，脂环族二元胺10～20份，聚醚胺固化剂1～10份，593固化剂1～8份。

其中，所述脂肪族酰胺多胺通常是由一元脂肪酸与脂肪族多元胺在高温下脱水缩合而制备，例如，酰胺咪唑啉(陕西日新石油化工有限公司生产)。

所述含芳香环的脂肪胺，例如可以为间二甲苯二胺。

所述脂环族二元胺，例如可以为二氨基二环己基甲烷。

所述聚醚胺固化剂，例如聚醚胺D230固化剂。

在所述C组分中：

C组分包含：触变剂1～5份，3～5mm石英砂0～100份，1～3mm石英砂0～300份，0.5～1mm石英砂0～400份，40～70目石英砂100～400份，粉煤灰150～400份，和矿渣0～100份；且优选触变剂1～3份，3～5mm石英砂0～100份，1～3mm石英砂0～250份，0.5～1mm石英砂0～300份，40～70目石英砂100～300份，粉煤灰150～250份，和矿渣0～100份。

其中，所述触变剂是气相二氧化硅、改性膨润土、纳米碳酸钙等环氧树脂中所用的触变剂。

本发明提供上述高强高流动性环氧树脂灌浆材料的制备方法，包括：

取环氧树脂100份、稀释剂5～30份、偶联剂1～2份和消泡剂0.5～2份混合，得到A组分；

取脂肪族酰胺多胺5～15份、含芳香环的脂肪胺0～10份、脂环族二元胺5～20份、聚醚胺固化剂0～10份和593固化剂0～10份混合，得到B组分；

取触变剂1～5份、3～5mm石英砂0～100份、1～3mm石英砂0～300份、0.5～1mm石英砂0～400份、40～70目石英砂100～400份、粉煤灰150～400份和矿渣0～100份混合，得到C组分。

本发明的高强高流动性环氧树脂灌浆材料，在使用时，将A组分、B组分混合搅拌均匀，再加入C组分，搅拌均匀即可。

根据施工环境温度或所需的流动性，可以微调C组分粉料的加入量。

有益效果

本发明的环氧树脂灌浆材料，由树脂、固化剂、填料三组份组成，是一种100％固含量的环氧树脂灌浆材料，不含对人体有害的有机溶剂等挥发物质，也不含后期会溢出的非活性增韧剂等小分子物质；三组份搅拌均匀后具有良好的流动性，固化后具有非常好的力学性能及耐介质腐蚀性能；具有高强度，高流动性，生产工艺简单无需加热的特点，低毒等特点；常温固化后的强度可以达到140MPa，低收缩率，高抗折，高韧性，可适用于压缩机、汽轮机、球磨机等高频振动设备的基础灌浆，酸、碱、盐等腐蚀环境下设备基础灌浆及螺栓锚固等，用于重型设备等高载荷部位的灌浆，用于对材料韧性和抗冲击性能要求较高的场合，用于建筑加固中的植筋、粘钢等，可实现超高的流动性，可实现自流平。

与专利CN201310477527.9相比，本发明可以加入更多的粉料，本发明的环氧树脂灌浆材料具有更低的粘度，树脂与粉料之比可以小于1:5，因此在保证流动性能的同时可以加入更多的填料，能降低固化放热，适合更大体积的灌浆施工，材料成本更低。

原材料生产只需把所用物料搅拌混合均匀即可，无需加热，工艺简单。施工简便，只需要在施工现场把三种物料混合搅拌即可灌浆，具有比水泥基灌浆料更好的流动性，可操作时间长，常温下可达120分钟以上，固化速度均匀，放热量低，韧性和抗冲击性是普通水泥基灌浆材料的3倍以上。可提供比水泥基灌浆材料更高的早期强度和更好的粘接性能。无需养护，无需振捣，即可密实填充灌浆部位。

具体实施方式

下文，将通过实施例对本发明进行详细的描述。本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对本发明范围的限制。应当理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以进行其它的等同和替换。

实施例1

本实施例的高强高流动性环氧树脂灌浆材料组成如下：

表1

A组分、B组分、C组分质量比为127:38:801.2即1:0.3:6.3。

制备方法如下：

取各A组分混合，得到A组分；

取各B组分混合，得到B组分；

取各C组分混合，得到C组分。

现场施工时先将A组分、B组分搅拌均匀，然后再加入C组分，即可灌浆施工。施工后，无需养护。20℃，3天抗压强度为70MPa，具体性能参见下面表4(参照《水泥胶砂强度试验》GB/T17671-1999的标准进行检测)。

实施例2

本实施例的高强高流动性环氧树脂灌浆材料组成如下：

表2

A组分、B组分、C组分质量比为127.5:50:701即1:0.4:5.5。制备和施工方法与实施例1相同。

实施例3

A、B组分同实施例1。

本实施例的高强高流动性环氧树脂灌浆材料组成如下：

表3

A组分、B组分、C组分质量比为127:38:451即1:0.3:3.6。制备和施工方法与实施例1相同。

表4实施例1-3环氧树脂灌浆材料性能测试结果

由表4数据表明，本发明的环氧树脂灌浆材料具有流动性好，施工可操时间长，有效承载面积大，强度高的特点。