本發(fā)明涉及混凝土材料，具體涉及改性環(huán)氧樹脂及其制備方法、環(huán)氧樹脂灌漿材料用組合物、環(huán)氧樹脂灌漿材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、混凝土在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中扮演著不可替代的重要角色，為人類的居住、生產(chǎn)和發(fā)展提供了可靠的基礎(chǔ)。然而，混凝土結(jié)構(gòu)長期處在雨水、溫度、振動等耦合荷載條件下，不可避免的出現(xiàn)裂縫等病害?？諝庵械乃?jǐn)y帶侵蝕性物質(zhì)將更容易借此通道進(jìn)入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，造成鋼筋銹蝕，嚴(yán)重影響混凝土結(jié)構(gòu)安全性。

2、現(xiàn)行規(guī)范對混凝土結(jié)構(gòu)裂縫修補(bǔ)提出了嚴(yán)格要求，如鐵路行業(yè)中q/cr?802-2020規(guī)定，對無砟道床大于0.2mm的裂縫和小于0.5mm的裂縫將會用樹脂修復(fù)?？梢姡瑢炷两Y(jié)構(gòu)裂縫的修補(bǔ)通常采用環(huán)氧樹脂等有機(jī)膠粘劑修復(fù)。

3、現(xiàn)有環(huán)氧樹脂雖然在改性中克服了高黏度和低斷裂伸長率的缺點(diǎn)，但是，環(huán)氧樹脂與混凝土材料的粘結(jié)相容性和環(huán)氧樹脂的粘結(jié)耐久性仍未克服。因此，在修補(bǔ)裂縫時，使用現(xiàn)有的灌漿材料很容易導(dǎo)致修補(bǔ)失效。

4、研究表明，環(huán)氧樹脂與混凝土基體的粘結(jié)來源本質(zhì)上是機(jī)械咬合和化學(xué)成鍵(主要為次級鍵如氫鍵等)的共同結(jié)果。環(huán)氧樹脂滲透混凝土能力直接決定了上述兩種作用，而環(huán)氧樹脂極性是保障能夠滲透水泥基材料的基礎(chǔ)。同時，為適配環(huán)氧樹脂灌漿材料與混凝土粘結(jié)界面的相容性，無機(jī)微納米材料的引入能夠增強(qiáng)界面相容性的同時增強(qiáng)環(huán)氧樹脂固化物的韌性。

5、cn108676535a公開了一種低粘度堅(jiān)韌型妥爾油基環(huán)氧裂縫修補(bǔ)材料及其制備方法和應(yīng)用，包括雙酚a環(huán)氧樹脂(e51)、增韌劑油脂基聚氨酯預(yù)聚體、活性稀釋劑、固化劑、改性劑、促進(jìn)劑和助劑；但是該方案存在環(huán)氧裂縫修補(bǔ)材料和水泥基材料粘結(jié)相容性差和粘結(jié)耐久性差等問題。

6、綜上所述，亟需研發(fā)一種適應(yīng)于混凝土粘結(jié)長耐久的低極性環(huán)氧樹脂灌漿材料及其制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的環(huán)氧樹脂灌漿材料和混凝土基體的粘結(jié)強(qiáng)度低與粘結(jié)耐久性差的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種制備改性環(huán)氧樹脂的方法，該方法包括：在保護(hù)性氣氛中，在催化劑存在下，將多元羥基化合物、環(huán)氧樹脂在80-100℃下進(jìn)行加熱處理，得到改性環(huán)氧樹脂；

3、所述多元羥基化合物、所述環(huán)氧樹脂以及所述催化劑的摩爾用量比為1：1-2：0.05-0.1；所述環(huán)氧樹脂為雙酚a型環(huán)氧樹脂；所述催化劑選自氫氧化鈉、碳酸鉀和二甲基苯胺中的任意一種；所述多元羥基化合物選自甘油、乙二醇、丙二醇、葡萄糖和丁二醇中的至少一種。

4、本發(fā)明的第二方面提供由第一方面所述的方法制備得到的改性環(huán)氧樹脂。

5、本發(fā)明的第三方面提供一種環(huán)氧樹脂灌漿材料用組合物，該組合物中，相對于每100重量份的改性環(huán)氧樹脂，第一稀釋劑的含量為20-30重量份，第二稀釋劑的含量為1-3重量份，第一胺類固化劑的含量為20-40重量份，第二胺類固化劑的含量為5-10重量份，消泡劑的含量為0.1-0.2重量份以及填料的含量為50-100重量份；

6、所述第一胺類固化劑為改性酚醛胺，且所述改性酚醛胺的胺值為200-500koh/g，在25℃下的黏度為1-2pa·s；所述第二胺類固化劑為特性粘度為0.05-0.3g/dl的超支化聚酰胺；所述第一稀釋劑選自聚丙二醇二縮水甘油醚、聚環(huán)氧乙烷二縮水甘油醚、1,4-丁二醇二縮水甘油醚和1,6-己二醇二縮水甘油醚中的至少一種；所述第二稀釋劑選自乙醇、丙酮以及異丙醇中的至少一種；

7、所述改性環(huán)氧樹脂為第二方面所述的改性環(huán)氧樹脂。

8、本發(fā)明的第四方面提供一種制備環(huán)氧樹脂灌漿材料的方法，該方法包括：

9、(1)將第一稀釋劑、第二稀釋劑和改性環(huán)氧樹脂進(jìn)行第一混合處理，得到混合物i；

10、(2)將所述混合物i、消泡劑和填料進(jìn)行第二混合處理，得到混合物ii；

11、(3)將所述混合物ii、第一胺類固化劑和第二胺類固化劑進(jìn)行第三混合處理，得到環(huán)氧樹脂灌漿材料；

12、相對于每100重量份的所述改性環(huán)氧樹脂，所述第一稀釋劑的含量為20-30重量份，所述第二稀釋劑的含量為1-3重量份，所述第一胺類固化劑的含量為20-40重量份，所述第二胺類固化劑的含量為5-10重量份，所述消泡劑的含量為0.1-0.2重量份以及所述填料的含量為50-100重量份；

13、所述第一胺類固化劑為改性酚醛胺，且所述改性酚醛胺的胺值為200-500koh/g，在25℃下的黏度為1-2pa·s；所述第二胺類固化劑為特性粘度為0.05-0.3g/dl的超支化聚酰胺；所述第一稀釋劑選自聚丙二醇二縮水甘油醚、聚環(huán)氧乙烷二縮水甘油醚、1,4-丁二醇二縮水甘油醚和1,6-己二醇二縮水甘油醚中的至少一種；所述第二稀釋劑選自乙醇、丙酮以及異丙醇中的至少一種；

14、所述改性環(huán)氧樹脂為第二方面所述的改性環(huán)氧樹脂。

15、本發(fā)明的第五方面提供由第四方面所述的方法制備得到的環(huán)氧樹脂灌漿材料。

16、本發(fā)明的第六方面提供第五方面所述的環(huán)氧樹脂灌漿材料在混凝土中的應(yīng)用。

17、本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

18、(1)本發(fā)明的環(huán)氧樹脂灌漿材料的極性低，能夠更好的浸潤混凝土基體，在機(jī)械咬合作用和化學(xué)成鍵作用下，進(jìn)一步增強(qiáng)了與混凝土基體的粘結(jié)強(qiáng)度。

19、(2)本發(fā)明的環(huán)氧樹脂灌漿材料的韌性好、黏度低。

20、(3)本發(fā)明的環(huán)氧樹脂灌漿材料能夠通過改變混凝土裂縫界面處的覆水層的表面結(jié)構(gòu)，有效增加環(huán)氧樹脂灌漿材料對覆水混凝土基體的潤濕性能，有效解決環(huán)氧樹脂灌漿材料與水的親和性差的問題。

21、(4)本發(fā)明的環(huán)氧樹脂灌漿材料具有粘結(jié)耐久性好的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種制備改性環(huán)氧樹脂的方法，其特征在于，該方法包括：在保護(hù)性氣氛中，在催化劑存在下，將多元羥基化合物、環(huán)氧樹脂在80-100℃下進(jìn)行加熱處理，得到改性環(huán)氧樹脂；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述雙酚a型環(huán)氧樹脂為e51型環(huán)氧樹脂和/或e44型環(huán)氧樹脂。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述加熱處理的條件包括：時間為6-12h，攪拌速度為500-1000rpm。

4.由權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法制備得到的改性環(huán)氧樹脂。

5.一種環(huán)氧樹脂灌漿材料用組合物，其特征在于，該組合物中，相對于每100重量份的改性環(huán)氧樹脂，第一稀釋劑的含量為20-30重量份，第二稀釋劑的含量為1-3重量份，第一胺類固化劑的含量為20-40重量份，第二胺類固化劑的含量為5-10重量份，消泡劑的含量為0.1-0.2重量份以及填料的含量為50-100重量份；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其特征在于，所述超支化聚酰胺的特性粘度為0.2-0.25g/dl，分子量為3-4kg/mol。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的組合物，其特征在于，所述填料的顆粒平均直徑＜50μm。

8.一種制備環(huán)氧樹脂灌漿材料的方法，其特征在于，該方法包括：

9.由權(quán)利要求8所述的方法制備得到的環(huán)氧樹脂灌漿材料。

10.權(quán)利要求9所述的環(huán)氧樹脂灌漿材料在混凝土中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及混凝土材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了改性環(huán)氧樹脂及其制備方法、環(huán)氧樹脂灌漿材料用組合物、環(huán)氧樹脂灌漿材料及其制備方法和應(yīng)用。制備改性環(huán)氧樹脂的方法包括：在氮?dú)鈿夥罩?，在催化劑存在下，將多元羥基化合物、環(huán)氧樹脂在80?100℃下進(jìn)行加熱處理，得到改性環(huán)氧樹脂；所述多元羥基化合物、所述環(huán)氧樹脂以及所述催化劑的摩爾用量比為1：1?2：0.05?0.1；所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂；所述催化劑選自氫氧化鈉、碳酸鉀和二甲基苯胺中的任意一種；所述多元羥基化合物選自甘油、乙二醇、丙二醇、葡萄糖和丁二醇中的至少一種。本發(fā)明的環(huán)氧樹脂灌漿材料具有更優(yōu)異的韌性和更低的黏度，且與混凝土基體的粘結(jié)強(qiáng)度和粘結(jié)耐久性好。

技術(shù)研發(fā)人員：元強(qiáng),謝宗霖,余志武,談遂,徐磊,胡朝龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15