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CN113046008A - 一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶 - Google Patents

一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶 Download PDF

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Abstract

本发明公开了胶黏剂技术领域的一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶，包括A组分及B组分，A、B两个组分的重量比为100:40或50，其中，A组分包括如下以重量份数计的原料：双酚A环氧树脂70‑100份、双酚F型环氧树脂40‑70份、端基化改性环氧树脂5‑10份、稀释剂5‑15份、消泡剂1‑2份、偶联剂1‑2份；B组分包括如下以重量分数计的原料：改性胺固化剂20‑30份、端氨基聚醚类固化剂40‑55份、促进剂1‑2份。本发明的有益效果为：本发明所制得的环氧弹性胶具有良好的工作性能，粘度低，韧性高，抗冲击性能好，耐磨蚀性能好，与钢筋套筒粘结强度高，与混凝土粘结强度高。

Description

一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶
技术领域
本发明涉及胶黏剂技术领域，具体为一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶。
背景技术
随着我国装配式建筑的普及，人们对装配式建筑的安全性的要求越来越高，特别是构件节点的连接，节点是所有构件传力的重要部位，节点的安全性决定了整栋建筑的安全性，尤其是现在建筑的高度不断增加，抗震等级不断的提高，对于节点连接材料的性能要求越来越高。
目前装配式建筑中构件节点采用的是钢筋套筒安装法，将螺纹套筒和螺纹钢筋预埋至预制构件中，对接时将钢筋插入套筒中，并灌入钢筋套筒连接用灌浆料，预制墙面与预制板连接时除了灌注钢筋套筒灌浆料外还需要将墙与板直接的缝隙填满，也需要灌注套筒专用灌浆料，这种水泥基灌浆料强度非常高，达到85MPa以上，但是水泥基材料有个特点，刚性大，柔性低，由于节点的受力不光是向下的压力，还有剪切力和拉力，当收到剪切力和拉力时，水泥基材料收到这两种力时就会出现裂纹，其力学性能就会大大降低。
为解决上述问题，因此我们提出一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶，为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶，包括A组分及B组分，A、B两个组分的重量比为100:40或50，其中，
A组分包括如下以重量份数计的原料：双酚A环氧树脂70-100份、双酚F型环氧树脂40-70份、端基化改性环氧树脂5-10份、稀释剂5-15份、消泡剂1-2份、偶联剂1-2份；
B组分包括如下以重量分数计的原料：改性胺固化剂20-30份、端氨基聚醚类固化剂40-55份、促进剂1-2份。
优选地，所述双酚A环氧树脂为E51和\或E44，其中，E51的环氧当量为185-208g/eq，环氧值为0.45-0.54eq/100g，E44的环氧当量为213-244g/eq，环氧值为0.41-0.47eq/100g。
优选地，所述双酚F环氧树脂为YD170和\或YD175，其中，YD170的环氧当量为160-180g/eq，环氧值为0.58-0.62eq/100g，YD175的环氧当量为160-180g/eq，环氧值为0.57-0.63eq/100g。
优选地，所述端基化改性环氧树脂为二聚酸改性环氧树脂，且二聚酸改性环氧树脂的环氧当量为390-470g/eq。
优选地，所述二聚酸改性环氧树脂的合成原料为：环氧树脂E51、1,6己二醇缩水甘油醚、二聚酸、四丁基溴化铵、丙酮，其中E51作为反应主剂，1,6己二醇缩水甘油醚作为扩链剂，二聚酸为改性端基，四丁基溴化铵、丙酮作为催化剂。
优选地，所述二聚酸改性环氧树脂的合成方法为：将55-65份E51和25-35份1，6HDE,10-20份二聚酸注入反应釜并抽取真空搅拌0.5h，搅拌好后通入氮气循环，将反应釜内空气置换干净，并开始加温，温度上升至90-110℃，同时称取总质量0.1-0.4％的四丁基溴化铵溶解至适量丙酮中，当反应釜温度达到设定温度时，加入体系中，继续升温至120-135℃，持续保温反应，并每隔一个小时测定一次酸值，当酸值＜1.5mgKOH/g时降温结束反应得到成品二聚酯改性环氧树脂。
优选地，所述稀释剂为苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、碳十二至十四烷基缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚其中的一种或几种。
优选地，所述消泡剂为WACKER986，所述偶联剂为KH560，所述促进剂为DMP30。
优选地，所述端氨基聚醚类固化剂为聚氧化丙烯二胺和聚氧化丙烯三胺中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：现有的环氧胶粘剂中虽然固化强度较高，但同样也存在脆性大，适用期短，潮湿环境粘结力弱，耐腐蚀性差，不耐长期应力等特点，无法在达到装配式建筑节点安装的要求。本发明通过大量的实验论证，选择合适的原材料，设计的合理的配方，使材料满足装配式结构对于节点安装的要求。采用三种不同特性的树脂进行搭配，在固化后的结构中，三种树脂分别发挥各自的作用，以承受建筑物各个方向的受力，如双酚A环氧树脂与改性胺固化剂发生环氧开环与氨基缩合反应，反应生成的固化物具有抗压强度高，机械性能好等特点，但是也存在固化物质地脆，抗拉强度低，反应速度快操作时间短，粘度大，耐候性差等问题，于是本发明在此反应基础上引入双酚F环氧树脂、二聚酸改性环氧树脂和端氨基聚醚类改性固化剂，双酚F环氧树脂的引入，双酚F环氧树脂中的-CH2-比双酚A环氧树脂中的CH3-C-CH3具有更大的旋转性从而降低了聚合物的刚性，增加了其流动性和柔韧性，大大改善了双酚A环氧树脂树脂的质地脆，抗拉强度低的问题，二聚酸改性环氧树脂的加入，增加了大量的C-O-C，在柔韧性的基础上提升固化物的弹性，是固化物的耐长期应力能力大大的提高，端氨基聚醚类改性固化剂是一种升温固化的固化剂，常温下反应速度慢，当改性胺类固化剂进行开环聚合反应时慢慢产生热量，当热量到达端氨基聚醚类固化剂的反应温度时，这类固化剂再开始参与固化反应，使操作者有充分的操作时间进行施工，而且C-O-C的加入也大大提高了固化物弹性，使材料的综合性能越发的提高，这样在复杂的受力环境能够游刃有余。这是对于胶黏剂本体的改造。在粘结性方面，由于所粘结的本体是金属，因此在金属粘接的改性上本发明引入了KH560也就是硅烷偶联剂，其中硅烷氧基对无机物具有反应性，有机官能基对有机物具有反应性或相容性。因此,当硅烷偶联剂介于无机和有机界面之间，发生偶联反应，可形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层，在分子层面上提高粘结性能，因此在套筒钢筋的锚固过程中除了有不规则形状产生的机械粘接外，还有分子层面反应粘结，所以本发明环氧弹性胶黏剂固化物具有强度高，韧性好，耐候性和耐长期应力能力优，操作方便，完全满足装配式构件节点安装的要求。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶中二聚酸改性环氧树脂的分子结构示意图；
图2为图1中R的同分异构体分子结构示意图；
图3为本发明一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶中二聚酸改性环氧树脂的反应机理示意图；
图4为本发明一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶中聚氧丙烯二胺分子结构示意图；
图5为本发明一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶中聚氧丙烯三胺分子结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
如图1-5所示，一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶，包括A组分及B组分，A、B两个组分的重量比为100:40或50，其中，
A组分包括如下以重量份数计的原料：双酚A环氧树脂70-100份、双酚F型环氧树脂40-70份、端基化改性环氧树脂5-10份、稀释剂5-15份、消泡剂1-2份、偶联剂1-2份，所述消泡剂为WACKER986，所述偶联剂为KH560，所述促进剂为DMP30，所述稀释剂为苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、碳十二至十四烷基缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚其中的一种或几种，所述双酚A环氧树脂为E51和\或E44，其中，E51的环氧当量为185-208g/eq，环氧值为0.45-0.54eq/100g，E44的环氧当量为213-244g/eq，环氧值为0.41-0.47eq/100g，所述双酚F环氧树脂为YD170和\或YD175，其中，YD170的环氧当量为160-180g/eq，环氧值为0.58-0.62eq/100g，YD175的环氧当量为160-180g/eq，环氧值为0.57-0.63eq/100g，所述端基化改性环氧树脂为二聚酸改性环氧树脂，且二聚酸改性环氧树脂的环氧当量为390-470g/eq；
B组分包括如下以重量分数计的原料：改性胺固化剂20-30份、端氨基聚醚类固化剂40-55份、促进剂1-2份，所述端氨基聚醚类固化剂为聚氧化丙烯二胺和聚氧化丙烯三胺中的一种或几种。
其中A组分及B组分需要分开包装保存，使用时，将两组分按比例混合。
本实施例还公开了如上所述二聚酸改性环氧树脂的合成原料：环氧树脂E51、1,6己二醇缩水甘油醚、二聚酸、四丁基溴化铵、丙酮，其中E51作为反应主剂，1,6己二醇缩水甘油醚作为扩链剂，二聚酸为改性端基，四丁基溴化铵、丙酮作为催化剂。
本实施例还公开了如上所述二聚酸改性环氧树脂的合成方法为：将55-65份E51和25-35份1，6HDE,10-20份二聚酸注入反应釜并抽取真空搅拌0.5h，搅拌好后通入氮气循环，将反应釜内空气置换干净，并开始加温，温度上升至90-110℃，同时称取总质量0.1-0.4％的四丁基溴化铵溶解至适量丙酮中，当反应釜温度达到设定温度时，加入体系中，继续升温至120-135℃，持续保温反应，并每隔一个小时测定一次酸值，当酸值＜1.5mgKOH/g时降温结束反应得到成品二聚酯改性环氧树脂。
下面通过实例来直观体现本发明的技术效果
对比例一
A组分由E51180、苄基缩水甘油醚18、KH5602混合而成；B组分由改性胺类固化剂98、DMP302混合而成；环氧胶黏剂A组分B组分按质量比例为100:50混合均匀而成。
实例一
A组分由如下质量分数的组分混合而成；E51100，YD17070，二聚酸改性环氧树脂10，苄基缩水甘油醚15，WACKER9862，KH5603。B组分由如下质量分数的组分混合而成；改性胺固化剂30，特种端氨基聚醚类固化剂55，DMP301份。环氧胶黏剂A组分B组分按质量比例为100:40混合均匀而成。
将对比例一和实例一参照相关实验方法分别对其性能进行检测，检测结果对比如下表1：
Figure BDA0002995903680000061
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶，其特征在于：包括A组分及B组分，A、B两个组分的重量比为100:40或50，其中，
A组分包括如下以重量份数计的原料：双酚A环氧树脂70-100份、双酚F型环氧树脂40-70份、端基化改性环氧树脂5-10份、稀释剂5-15份、消泡剂1-2份、偶联剂1-2份；
B组分包括如下以重量分数计的原料：改性胺固化剂20-30份、端氨基聚醚类固化剂40-55份、促进剂1-2份。
2.如权利要求1所述的一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶，其特征在于：所述双酚A环氧树脂为E51和\或E44，其中，E51的环氧当量为185-208g/eq，环氧值为0.45-0.54eq/100g，E44的环氧当量为213-244g/eq，环氧值为0.41-0.47eq/100g。
3.如权利要求1所述的一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶，其特征在于：所述双酚F环氧树脂为YD170和\或YD175，其中，YD170的环氧当量为160-180g/eq，环氧值为0.58-0.62eq/100g，YD175的环氧当量为160-180g/eq，环氧值为0.57-0.63eq/100g。
4.如权利要求1所述的一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶，其特征在于：所述端基化改性环氧树脂为二聚酸改性环氧树脂，且二聚酸改性环氧树脂的环氧当量为390-470g/eq。
5.如权利要求4所述的一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶，其特征在于：所述二聚酸改性环氧树脂的合成原料为：环氧树脂E51、1,6己二醇缩水甘油醚、二聚酸、四丁基溴化铵、丙酮，其中E51作为反应主剂，1,6己二醇缩水甘油醚作为扩链剂，二聚酸为改性端基，四丁基溴化铵、丙酮作为催化剂。
6.如权利要求5所述的一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶，其特征在于：所述二聚酸改性环氧树脂的合成方法为：将55-65份E51和25-35份1，6HDE,10-20份二聚酸注入反应釜并抽取真空搅拌0.5h，搅拌好后通入氮气循环，将反应釜内空气置换干净，并开始加温，温度上升至90-110℃，同时称取总质量0.1-0.4％的四丁基溴化铵溶解至适量丙酮中，当反应釜温度达到设定温度时，加入体系中，继续升温至120-135℃，持续保温反应，并每隔一个小时测定一次酸值，当酸值＜1.5mgKOH/g时降温结束反应得到成品二聚酯改性环氧树脂。
7.如权利要求1所述的一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶，其特征在于：所述稀释剂为苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、碳十二至十四烷基缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚其中的一种或几种。
8.如权利要求1所述的一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶，其特征在于：所述消泡剂为WACKER986，所述偶联剂为KH560，所述促进剂为DMP30。
9.如权利要求1所述的一种高力学性能钢筋套筒专用环氧弹性胶，其特征在于：所述端氨基聚醚类固化剂为聚氧化丙烯二胺和聚氧化丙烯三胺中的一种或几种。
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