一种建筑结构胶黏剂及其制备方法与流程

2021-02-02 18:02:15|

333|

起点商标网

本申请涉及建筑结构加固胶技术领域卫生消毒领域，尤其涉及一种建筑结构胶黏剂及其制备方法。

背景技术：

建筑结构加固胶是一种以高分子合成材料为主要成分的建筑胶粘剂，具有固化后内聚力很大，粘接强度高的特点，广泛应用于建筑物补强加固、高层建筑抗震改造、公路修补、桥梁加固等领域。国家主管部门针对建筑加固领域的设计、施工和材料安全方面颁布了规范，分别为《混凝土结构加固设计规范》(gb50367-2013)、《建筑结构加固工程施工质量验收规范》(gb50550-2010)、《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》(gb50728-2011)。以上三个规范对用于工程结构加固的胶粘剂的粘接性能、胶体性能(拉伸、压缩、弯曲)、耐湿热老化等性能均提出了明确的最低指标值。比如涂布型粘钢胶、预应力碳纤维板粘接剂，拉伸断裂伸长率要求前者不小于1.2％，后者不小于1.5％,这两种结构胶在不含填料或者只含少量填料时，是可以满足的。然而目前，市场上这两个胶粘剂的填料比例含量都很高，超过60％，对胶体断裂伸长率的实际测试，所得数值都小于1.0％,此数值无法满足《混凝土结构加固设计规范》(gb50367-2013)、《建筑结构加固工程施工质量验收规范》(gb50550-2010)、《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》(gb50728-2011)的要求，此类产品在建筑结构加固中的使用可能会存在安全隐患。如果单从胶粘剂技术的角度考虑，采用无填料或者少填料的技术方案，但实现达到相应标准，但少填料体系的结构胶在施工工艺性能、胶体的耐蠕变能力、胶体与基材间的高低温应力、制作成本等方面都比富填料体系的结构胶逊色很多。因此目前如何在填料比较较高的条件下，制备断裂伸长率等指标符合国家规范要求的结构胶粘接成为建筑结构胶生产厂家和使用单位迫切的需要。

技术实现要素：

本申请为解决上述技术问题而提供一种建筑结构胶黏剂及其制备方法。

本申请所采取的技术方案是：一种建筑结构胶黏剂，其特征在于,包括甲组分和乙组分，所述甲组份包括以下重量份的原料：环氧树脂65～80份，活性环氧稀释剂10～20份，端环氧嵌段聚醚硅油10～20，偶联剂1～2，活性填料200～250份，触变剂1～4份；

所述乙组分包括以下重量份的原料：改性胺固化剂100份，活性填料200～250份，触变剂1～4份。

进一步的，所述环氧树脂由双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂中的一种或者两种组成，所述双酚a型环氧树脂的环氧值为0.50～0.55，所述双酚f型环氧树脂的环氧值为0.55～0.60，优选的，所述环氧树脂由双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂两种复配而成，且双酚a型环氧树脂与双酚f型环氧树脂按重量比为3～5:1。

进一步的，所述活性环氧稀释剂为脂肪族缩水甘油醚，且在25℃时的粘度为1～500cps，所述活性环氧稀释剂为腰果酚缩水甘油醚、c12～14缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、丁二醇缩水甘油醚、己二醇缩水甘油醚中的一种或者几种复配而成。

进一步的，所述活性环氧稀释剂为丁二醇缩水甘油醚和c12～14缩水甘油醚复配而成，且丁二醇缩水甘油醚和c12～14缩水甘油醚加入的重量比为1～2:1，优选的，丁二醇缩水甘油醚为xy622，c12～14缩水甘油醚为xy748、age中的一种。

进一步的，所述端环氧嵌段聚醚硅油的结构通式如下所示：

其中:(1)结构通式中，m和n均为大于等于1的整数；

(2)420≦256+74m+88n≤2000；

(3)0.50n+0.36≤m≤1.5n+2.5

端环氧嵌段聚醚硅油可以根据需要合成，也可以购买，购买优选iota-eo9000、iota-eo11000、iota-eo14000、qs-tems500、qs-tems600中的一种。

进一步的，所述偶联剂为一种或者几种硅烷偶联剂复配而成，所述硅烷偶联剂包括kh540、kh550、kh560和kh570。

进一步的，所述活性填料为经过150～2000目筛网过筛的活性硅微粉。

进一步的，所述触变剂为气相白炭黑，所述气相白炭黑包括a200、m-5、r106和r202。

进一步的，所述改性胺固化剂为酚醛胺、液体改性芳香胺、脂肪胺及改性脂肪胺、脂环胺、改性脂环胺中的一种或者几种复配而成。

本申请还提供了一种建筑结构胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，制备甲组份：首先按比例称取液体组份环氧树脂、活性环氧稀释剂、端环氧聚醚硅油、偶联剂并依次加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按比例称取固体组份活性填料和触变剂并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到甲组份成品；

步骤二，制备乙组份：首先按比例称取液体组份改性胺固化剂加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按比例称取固体组份活性填料和触变剂并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到乙组份成品；

步骤三，将甲组分与乙组分按重量比为2～3：1混合均匀，即制得建筑结构胶黏剂。

建筑结构胶黏剂作为建筑工程施工中常用到的一种材料，申请人经过大量实验、实践发现，一种优秀的建筑结构胶黏剂，至少具备以下特点：(1)胶黏剂中无机填料的重量比例超过66％，这样具有良好的施工性能；(2)胶黏剂的拉伸断裂伸长率大于1.3％，最好达到1.5％以上,同时其他性能包括粘接、本体性能、湿热老化性能，能全面满足当前国家标准gb50367-2013、gb50550-2010、gb50728-2011的要求；(3)作为工程使用的建筑结构胶，要求价格适中，具有良好的性价比；(4)原料要容易获得，建筑胶结构使用量大，原料需要能稳定供应，最好是市场上常规的原料。

目前，在富填料体系，由于粉体填料加入，导致很多传统的提高胶体韧性的改性技术效果都不明显，这些改性技术包括以加入液体聚硫橡胶为代表的增柔技术，以及以加入ctbn为代表的“海岛结构”增韧技术。体系韧性效果提高不明显导致的一个直接结果是富填料体系的建筑结构胶，断裂伸长率较低无法满足相关标准的要求；即使提高增韧、增柔剂的用量，对伸长率的提升也无明显的帮助，但增柔、增韧添加剂的加入量过大，带来另外一个负面影响，不仅断裂达不到预期目标，同时胶体本身内聚强度降低，导致拉伸、弯曲、压缩、耐热等性能急剧下降。本申请引入端环氧嵌段聚醚硅油，该端环氧嵌段聚醚硅油“分子两端具有环氧基团和聚氧乙烯醚链段，中间为线性的聚硅氧烷链段”，在增韧改性的同时大大提高了富填料体系建筑结构胶黏剂的断裂伸长率。

本申请的端环氧嵌段聚醚硅油具有以下几个特点：(1)与环氧树脂体系相容性良好；(2)端环氧嵌段聚醚硅油分子两端具有环氧基团和聚氧乙烯醚链段，中间为线性的聚硅氧烷链段；(3)环氧基团与聚氧乙烯醚链段相连，在常温下易于胺类固化剂反应；(3)无论是聚氧乙烯醚链还是聚硅氧烷链段都是柔性链段；(4)粘度低，通常在100-1000cps(23℃)。

本申请中，端环氧嵌段聚醚硅油中无论聚氧乙烯醚链还是聚硅氧烷链段都是柔性链段，可以很好地改善体系的柔韧性；由于聚硅氧烷链段与环氧交联网络的不相容而形成“海岛结构”，在提高体系柔韧性的同时，可以有效地保护体系的耐热性能，端环氧嵌段聚醚硅油粘度低，通常在100-1000cps(23℃)之间，可以一定程度上稀释双酚a或者双酚f环氧树脂，减少体系稀释剂的用量，从而有利于体系耐热性能的提高；该物质表面张力对填料具有良好润湿效果；同时由于分子较小，极少量的端环氧嵌段聚醚硅油就可以对填料表面实现充分浸润。在实验及实践应用中，这种结构的硅油在富填料的建筑结构胶体系，无需另外再添加韧性改性物质(比如聚硫橡胶、ctbn、qs-be等)就可以产生很好的增韧效果，提高断裂伸长率，同时对体系的耐热等其他性能没有无负面影响。

本申请具有的优点和积极效果是：

(1)本申请各项力学性能和湿热老化性能全面符合国家标准的gb50367-2013、gb50550-2010、gb50728-2011的要求。

(2)本申请填料的含量比较高，伸长率大于1.5％，在满足相关标准要求基础上，填料的含量可以超过66.6％，成本低。

(3)本申请在满足相关标准技术要求基础上，填料的含量比较高，给胶体带来的另外优势是，模量高，可以降低胶体在使用过程中的蠕变，从而进一步提高材料的安全性能；

(4)本申请在满足相关标准技术要求基础上，填料的含量比较高，可以降低胶体的热膨胀系数，从而使之更接近基材(混凝土或者钢材)的热膨胀系数，降低胶体在使用过程的温变应力，从而进一步提高材料的安全性能。

(5)本申请使用的原料均为市场上公开销售的产品，容易购取，来源方便、价格适中，具有良好的性价比。

(6)本申请制备工艺简单，使用简单，具有极大的推广价值。

除了上面所描述的本申请解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本申请所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征所带来的优点，将在下文中作进一步详细的说明。

具体实施方式

下面结合实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本申请。

实施例1：

本实施例的一种建筑结构胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：参照《化工新型材料》2017年04期中“环氧－聚醚端基改性硅油合成与工艺研究”制备一种端环氧嵌段聚醚硅油t01，本申请中，在端环氧嵌段聚醚硅油t01的制备过程中，按照分子设计n＝1、m＝2进行投料，该端环氧嵌段聚醚硅油t01的平均分子量约为492。

步骤二：制备甲组份：首先按照重量比例称取液体组份双酚a环氧树脂cyd128：75份、活性环氧稀释剂xy622：10份、端环氧嵌段聚醚硅油t01：15份、偶联剂kh560：1份，并依次加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按照重量比例称取固体组份活性硅微粉(400目)：220份和触变剂a200：2份，并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到甲组份成品；

步骤三，制备乙组份：首先按照重量比例称取液体组份酚醛胺固化剂701：30份、芳香胺固化剂113：70份，并依次加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按照重量比例称取固体组份活性硅微粉(400目)：220份和触变剂a200：2份，并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到乙组份成品；

步骤四，将甲组分与乙组分按重量比2:1混合均匀使用，即制得建筑结构胶黏剂。

实施例2：

本实施例的一种建筑结构胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：制备甲组份：首先按照重量比例称取液体组份双酚a环氧树脂cyd128：75份、活性环氧稀释剂xy622：10份、端环氧嵌段聚醚硅油iota-eo9000(分子量约为1000)：15份、偶联剂kh560：1份，并依次加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按照重量比例称取固体组份活性硅微粉(400目)：220份和触变剂a200：2份，并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到甲组份成品；

步骤二，制备乙组份：首先按照重量比例称取液体组份酚醛胺固化剂701：30份、芳香胺固化剂113：70份，并依次加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按照重量比例称取固体组份活性硅微粉(400目)：220份和触变剂a200：2份并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到乙组份成品；

步骤三，将甲组分与乙组分按重量比2:1混合均匀使用，即制得建筑结构胶黏剂。

实施例3：

本实施例的一种建筑结构胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：制备甲组份：首先按照重量比例称取液体组份双酚a环氧树脂cyd128：75份、活性环氧稀释剂xy622：10份、qs-tems600(分子量约为1000)：15份、偶联剂kh560：1份，并依次加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按照重量比例称取固体组份活性硅微粉(400目)：220份和触变剂a200：2份，并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到甲组份成品；

步骤三，将甲组分与乙组分按重量比2:1混合均匀使用，即制得建筑结构胶黏剂。

实施例4：

本实施例的一种建筑结构胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，制备甲组份：首先按照重量比例称取液体组份双酚f环氧树脂npef-170：20份、双酚a环氧树脂cyd128：60份；活性环氧稀释剂xy748：10份；端环氧嵌段聚醚硅油qs-tems500(平均分子量约500):10份；偶联剂kh560：1.0份并依次加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按照重量比例称取固体组份活性硅微粉(200目)：220份和触变剂r202：2份，并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到甲组份成品；

步骤二，制备乙组份：首先按照重量比例称取液体组份酚醛胺固化剂701：100份，加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按比例称取固体组份活性硅微粉(200目)：220份和触变剂r202：2份，并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到乙组份成品；

步骤三，将甲组分与乙组分按重量比3:1混合均匀，即制得建筑结构胶黏剂。

实施例5：

本实施例的一种建筑结构胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，制备甲组份：首先按照重量比例称取液体组份双酚a环氧树脂cyd128：75份；活性环氧稀释剂xy692：10份；端环氧嵌段聚醚硅油qs-tems500(平均分子量约500):15份、偶联剂kh560：1份，并依次加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按照重量比例称取固体组份活性硅微粉(200目)：250份和触变剂r202：2份，并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到甲组份成品；

步骤二，制备乙组份：首先按照重量比例称取液体组份酚醛胺固化剂810：60份、聚醚胺zd123:40份,并依次加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按比例称取固体组份活性硅微粉(200目)：250份和触变剂r202：2份，并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到乙组份成品；

步骤三，将甲组分与乙组分按重量比3:1混合均匀，即制得建筑结构胶黏剂。

实施例6：

本实施例的一种建筑结构胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，制备甲组份：首先按照重量比例称取液体组份双酚f环氧树脂npef-170：12份、双酚a环氧树脂cyd128：60份；活性环氧稀释剂xy622：10份；活性环氧稀释剂xy748:5份；端环氧嵌段聚醚硅油iota-eo11000:20份；偶联剂kh570：1.5份并依次加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按照重量比例称取固体组份活性硅微粉(1000目)：200份和触变剂m-5：1份，并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到甲组份成品；

步骤二，制备乙组份：首先按照重量比例称取液体组份芳香胺固化剂113：100份，加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按比例称取固体组份活性硅微粉(1000目)：200份和触变剂m-5：1份，并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到乙组份成品；

步骤三，将甲组分与乙组分按重量比3:1混合均匀，即制得建筑结构胶黏剂。

实施例7：

本实施例的一种建筑结构胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，制备甲组份：首先按照重量比例称取液体组份双酚f环氧树脂npef-170：12份、双酚a环氧树脂cyd128：53份；活性环氧稀释剂xy622：10份；活性环氧稀释剂xy748:10份；端环氧嵌段聚醚硅油iota-eo14000:15份；偶联剂kh550：2份并依次加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按照重量比例称取固体组份活性硅微粉(2000目)：220份和触变剂r106：4份，并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到甲组份成品；

步骤二，制备乙组份：首先按照重量比例称取液体组份酚醛胺固化剂701：100份，加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按比例称取固体组份活性硅微粉(2000目)：220份和触变剂r106：4份，并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到乙组份成品；

步骤三，将甲组分与乙组分按重量比3:1混合均匀，即制得建筑结构胶黏剂。

对比例1：

将常规的“海岛结构”增韧技术应用于富填料体系的建筑结构胶种，相对于实施例1，用同样分数的“海岛结构”增韧剂qs-be(商品，市场可以购得)取代自制的端环氧嵌段聚醚硅油t01，其他各项液体组成比例不变，固液重量比不变，即如下：

步骤一：制备甲组份：首先按照重量比例称取液体组份双酚a环氧树脂cyd128：75份、活性环氧稀释剂xy622：10份、“海岛结构”增韧剂qs-be：15份、偶联剂kh560：1份，并依次加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按照重量比例称取固体组份活性硅微粉(400目)：220份和触变剂a200：2份，并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到甲组份成品；

步骤二，制备乙组份：首先按照重量比例称取液体组份酚醛胺固化剂701：30份、芳香胺固化剂113：70份，并依次加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按照重量比例称取固体组份活性硅微粉(400目)：220份和触变剂a200：2份，并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到乙组份成品；

步骤三，将甲组分与乙组分按重量比2:1混合均匀使用，即制得建筑结构胶黏剂。

对比例2：

将常规的“海岛结构”增韧技术应用于富填料体系的建筑结构胶种，相对于实施例1，采用增柔的技术方法，即用同样份数的液体聚硫橡胶jly-121(商品，市场可以购得)取代自制的端环氧嵌段聚醚硅油t01，其他各项液体组成比例不变，固液重量比不变，即如下：

步骤一：制备甲组份：首先按照重量比例称取液体组份双酚a环氧树脂cyd128：75份、活性环氧稀释剂xy622：10份、增柔剂液体聚硫橡胶jly-121：15份、偶联剂kh560：1份，并依次加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按照重量比例称取固体组份活性硅微粉(400目)：220份和触变剂a200：2份，并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到甲组份成品；

步骤三，将甲组分与乙组分按重量比2:1混合均匀使用，即制得建筑结构胶黏剂。

对比例3：

将常规的“海岛结构”增韧技术应用于富填料体系的建筑结构胶种，相对于实施例4，用同样分数的“海岛结构”增韧剂qs-bc(商品，市场可以购得)取代实施例4中的端环氧嵌段聚醚硅油qs-tems500，各项液体组成比例不变，固液重量比不变，即如下：

步骤一，制备甲组份：首先按照重量比例称取液体组份双酚f环氧树脂npef-170：20份、双酚a环氧树脂cyd128：60份；活性环氧稀释剂xy748：10份；“海岛结构”增韧剂qs-bc:10份；偶联剂kh560：1.0份并依次加入搅拌器中，搅拌均匀，然后按照重量比例称取固体组份活性硅微粉(200目)：220份和触变剂r202：2份，并依次加入液体组份混合体系中，-0.02mpa～-0.095mpa的真空条件下搅拌15min～2小时，出料，包装，即得到甲组份成品；

步骤三，将甲组分与乙组分按重量比3:1混合均匀，即制得建筑结构胶黏剂。

将实施例1～7制备的建筑结构胶黏剂以及对比例1～3，按照gb50367-2013、gb50550-2010、gb50728-2011要求进行制样、并按规定养护(统一在23℃，65％湿度环境养护7天)，养护完毕后取出，按相关国家标准进行测试，湿热老化按照gb50728-2011进行测试，实际测试结果对比如下表：

注：耐湿热老化能力：在50℃，95％rh环境中老化90d后冷却至室温进行钢对钢拉伸抗剪试验，与室温下短期试验结果相比，其抗剪强度的降低率(％)。

从上表结果可以看出，实施例1～7的粘接强度(钢钢抗剪、钢与混凝土的拉伸)、胶体拉伸性能(包括拉伸强度、断裂伸长率、模量)、完全强度、抗压强度及湿热老化性能均能满足gb50367-2013、gb50550-2010、gb50728-2011的对混凝土结构加固用胶a级胶的要求。

以上对本申请的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本申请的较佳实施例，不能被认为用于限定本申请的实施范围。凡依本申请的申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本申请的专利涵盖范围之内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击【在线咨询】或添加微信【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。