一种混合稀释剂及利用其制备的环保型高渗透环氧灌浆材料及其制备方法

摘要

本发明提供一种混合稀释剂，进而调配一种新的环保型高渗透环氧灌浆材料。混合稀释剂包含非活性稀释剂和活性稀释剂，环保型高渗透环氧灌浆材料由环氧树脂100份，非活性稀释剂50～90份，活性稀释剂10～50份，固化剂12～25份，增韧剂10～18份，促进剂5～8份组成。本发明的灌浆材料所添加稀释剂均为无毒组分，通过对稀释剂比例调节进而对环氧浆液粘度进行调控，环氧灌浆材料初始粘度低、可灌性强，凝胶时间可控，同时使环氧灌浆材料固结体具有优异的力学性能；浆液配置过程简单，易于掌握，原材料来源广泛。

权利要求

1.一种混合稀释剂制备的环保型高渗透环氧灌浆材料，其特征在于，包含非活性稀释剂和活性稀释剂，所述非活性稀释剂和活性稀释剂的质量份数比为（5～9）：（1～5）；所述非活性稀释剂为丙酮、丁酮或己酮的一种或两种的混合物；所述活性稀释剂为C12～C14烷基缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚或三羟甲基丙烷缩水甘油醚中的一种或至少两种的混合物；具体的，所含组分及各组分的质量分数为：环氧树脂               100份

非活性稀释剂           50～90份

活性稀释剂             10～50份

固化剂                 12～25份增韧剂                 10～18份促进剂                 5～8份。

2.根据权利要求1所述的环保型高渗透环氧灌浆材料，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。

3.根据权利要求2所述的环保型高渗透环氧灌浆材料，其特征在于：所述双酚A环氧树脂为E‑35、E‑44或E‑51中的一种或至少两种的混合物。

4.根据权利要求1所述的环保型高渗透环氧灌浆材料，其特征在于：所述非活性稀释剂为丙酮、丁酮或己酮的一种或两种的混合物；所述活性稀释剂为C12‑C14烷基缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚或三羟甲基丙烷缩水甘油醚中的一种或至少两种的混合物。

5.根据权利要求1所述的环保型高渗透环氧灌浆材料，其特征在于：所述固化剂为酚醛胺类固化剂；所述增韧剂为聚酰胺。

6.根据权利要求1所述的环保型高渗透环氧灌浆材料，其特征在于：所述促进剂为DMP‑

30。

7.根据权利要求1‑6任意一项所述的环保型高渗透环氧灌浆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、按照配比分别称重活性稀释剂和非活性稀释剂，然后将两者混合并搅拌均匀，制备形成混合稀释剂；

步骤二、将环氧树脂与混合稀释剂分别按配比称重，然后将两者混合并搅拌均匀，配置成A组分溶液；

步骤三、将增韧剂、固化剂和促进剂分别按配比称重，然后混合并搅拌均匀，配置成B组分溶液；

步骤四、将步骤二的A组分溶液和步骤三的B组分溶液按照配比混合并搅拌均匀，至此，环保型环氧灌浆材料制备完成。

说明书

一种混合稀释剂及利用其制备的环保型高渗透环氧灌浆材料

及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及环氧树脂灌浆材料技术领域，具体涉及一种混合稀释剂及利用其制备的环保型高渗透环氧灌浆材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 环氧树脂灌浆材料简称环氧浆材，具有浆液粘度低、渗透性好、可灌性好，以及固结体力学性能优良等优点，在地基加固处理和混凝土裂缝处理等方面得到了大量的应用。环氧浆材一般由A、B两组分组成，其中A组分为主剂，主要由环氧树脂和稀释剂组成，B组分为固化剂，主要由固化剂、增韧剂及促进剂组成。

[0003] 目前，国内广泛使用的环氧浆材主要是以糠醛—丙酮体系为稀释剂，该体系稀释剂不但能有效降低环氧浆液的粘度，而且固结后的环氧灌浆材料能保持优良的力学性能。以环氧树脂、糠醛、丙酮为A组分，再选用胺类固化剂为B组分，进行均匀混合。该关键技术在于糠醛能够与丙酮发生反应，生成一糠叉丙酮、二糠叉丙酮。糠叉丙酮能够与胺反应，从而可以接入到环氧树脂分子链中去。所制备的环氧灌浆材料固化物收缩性低，力学性能优良。
但糠醛是一种极易挥发且毒性较大的产品，需慎重使用。在施工过程中，如操作不当，会造成环境污染及人员中毒等现象。面对如今日益严格的环保要求，急需研制具有环保型的化学灌浆材料。水性环氧灌浆材料是以水作为稀释剂，能够使环氧灌浆材料无毒化。然而，水性环氧灌浆材料的固结体力学性能差，很难作为补强加固材料在工程上进行应用。此外，国外也有相应的环保型环氧灌浆材料，但配置的浆液粘度一般都在200mPa·s以上，且价格相对国内产品较高，难以满足国内工程需求。

[0004] 人们以糠醛和丙酮作为稀释剂制备环氧灌浆材料，此类稀释剂不但可以降低浆液粘度，而且可以使非活性的稀释剂丙酮参与反应。具体的反应过程如下：

[0005]

[0006] 环保型灌浆材料的浆液首先具备较小的粘度和适宜的操作时间，根据JC/T1041‑2007，等级I初始浆液粘度应小于等于30mPa·s，可操作时间应大于30min。环氧树脂由于自身粘度大，很难直接作为A组分进行使用，需添加其他稀释剂来降低A组分的粘度。通常，添加环氧树脂灌浆材料中稀释剂可分为两类：一、非活性稀释剂，例如甲苯、二甲苯、丙酮、苯乙烯以及一些酚类化合物等，该稀释剂将不会与环氧树脂和固化剂发生反应，会降低固结体的性能；二、活性稀释剂，例如低分子量的缩水甘油醚或缩水甘油酯等，此类稀释剂能够参与到固化反应中，该稀释剂能够保证材料具有良好性能，但稀释效果较非活性稀释剂效果差，且稀释剂含量过多将降低固结体的交联密度。此外，由于糠醛—丙酮体系稀释剂在工程上大量应用，也有学者将糠醛—丙酮体系稀释剂单独作为第三类稀释剂。正常情况下，丙酮是作为非活性稀释剂。但在以糠醛—丙酮为稀释剂的环氧灌浆材料中，丙酮参与到反应中去，因而在该体系中具有活性。该体系不但使材料具有较低初始粘度，同时也能够保证环氧灌浆材料的力学性能。但糠醛—丙酮稀释剂体系中糠醛是一类毒性较大(LD50＝65mg/kg，中等毒性)、易挥发的呋喃环系衍生物，2017年10月被世界卫生组织国际癌症研究机构列入
3类致癌物。因而，该系列环氧浆材使用范围日益受到限制，急需一种安全环保的环氧浆材来替代该系列产品。

发明内容

[0007] 针对目前广泛使用的环氧树脂灌浆材料配方中以糠醛—丙酮为体系的稀释剂容易对施工人员和环境造成危害的问题，本发明首要目的是要提供一种新的稀释剂组合配方，然后利用该稀释剂制备一种环保型的环氧化学灌浆材料。

[0008] 为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

[0009] 本发明首先提供一种混合稀释剂，其特征在于，包含非活性稀释剂和活性稀释剂，所述非活性稀释剂和活性稀释剂的质量份数比为(5～9)：(1～5)。

[0010] 其中，作为本发明的优选技术方案，所述非活性稀释剂为丙酮、丁酮或己酮的一种或两种的混合物。

[0011] 进一步的，所述活性稀释剂为C12～C14烷基缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚或三羟甲基丙烷缩水甘油醚中的一种或至少两种的混合物。

[0012] 本发明还提供一种环保型高渗透环氧灌浆材料，其由以下重量份数的原料配置得到：

[0013]

[0014] 其中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。

[0015] 进一步的，所述双酚A环氧树脂为E‑35、E‑44或E‑51中的一种或至少两种的混合物。

[0016] 进一步的，所述的非活性稀释剂为丙酮、丁酮或己酮的一种或两种的混合物。

[0017] 进一步的，所述的活性稀释剂为C12‑C14烷基缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚或三羟甲基丙烷缩水甘油醚中的一种或至少两种。

[0018] 进一步的，所述固化剂为酚醛胺类固化剂；所述增韧剂为聚酰胺；所述促进剂为DMP‑30。

[0019] 最后，本发明还提供上述的环保型高渗透环氧灌浆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

[0020] 步骤一、按照配比分别称重活性稀释剂和非活性稀释剂，然后将两者混合并搅拌均匀，制备形成混合稀释剂；

[0021] 步骤二、将环氧树脂与混合稀释剂分别按配比称重，然后将两者混合并搅拌均匀，配置成A组分溶液；

[0022] 步骤三、将增韧剂、固化剂和促进剂分别按配比称重，然后混合并搅拌均匀，配置成B组分溶液；

[0023] 步骤四、将步骤二的A组分溶液和步骤三的B组分溶液按照配比混合并搅拌均匀，至此，环保型环氧灌浆材料制备完成。

[0024] 与现有技术相比，本发明的技术优势在于：

[0025] 1、本发明的混合稀释剂选用非活性和活性稀释剂进行组合，进而调配一种新的稀释剂配方，其组分均为无毒组分，保证环境友好及施工人员安全。

[0026] 2、本发明的灌浆材料通过对稀释剂比例调节进而对环氧浆液粘度进行调控，并使凝胶时间可控，同时使环氧灌浆材料固结体具有优异的力学性能。

[0027] 3、本发明环保型高渗透环氧灌浆材料的浆液配置过程简单，易于掌握，原材料来源广泛。

[0028] 4、本发明的环氧灌浆材料初始粘度低、可灌性强，凝胶时间可根据配方进行调控，能够保证优良的力学性能。

具体实施方式

[0029] 在下文中，将具体描述本发明的一种混合稀释剂及利用其制备的环保型高渗透环氧灌浆材料及其制备方法的实施例。

[0030] 在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

[0031] 本发明的混合稀释剂选用非活性和活性稀释剂进行组合，进而调配一种新的稀释剂配方。本发明的灌浆材料所添加稀释剂均为无毒组分，通过对稀释剂比例调节进而对环氧浆液粘度进行调控，并使凝胶时间可控，同时使环氧灌浆材料固结体具有优异的力学性能。

[0032] 本发明首先提供一种混合稀释剂，其特征在于，包含非活性稀释剂和活性稀释剂，所述非活性稀释剂和活性稀释剂的质量份数比为(5～9)：(1～5)。其中，非活性稀释剂为丙酮、丁酮或己酮的一种或两种的混合物，活性稀释剂为C12～C14烷基缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚或三羟甲基丙烷缩水甘油醚中的一种或至少两种的混合物。

[0033] 其次，本发明提供一种利用上述混合稀释剂制备的环保型高渗透环氧灌浆材料，由以下重量份数的原料配置得到：环氧树脂100份，非活性稀释剂50～90份，活性稀释剂10～50份，固化剂12～25份，增韧剂10～18份，促进剂5～8份。其中优选环氧树脂为双酚A型环氧树脂；双酚A环氧树脂为E‑35、E‑44或E‑51中的一种或至少两种；非活性稀释剂为丙酮、丁酮或己酮的一种或两种；活性稀释剂为C12‑C14烷基缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚或三羟甲基丙烷缩水甘油醚中的一种或至少两种；固化剂为酚醛胺类固化剂；增韧剂为聚酰胺；促进剂为DMP‑30。

[0034] 上述环保型环氧灌浆材料在制备时，先配置A组分，将环氧树脂与稀释剂分别按照配比进行称重，然后将环氧树脂与稀释剂进行混合，用玻璃棒进行均匀搅拌，配置成A组分；配置B组分，将聚酰胺、T31、DMP30分别称重进行混合，用玻璃棒搅拌均匀，配置成B溶液；将A、B组分溶液按照配比进行均匀混合，用玻璃棒混合均匀，制的环保型环氧灌浆材料。

[0035] 下面通过三个实施例对本发明内容进行具体描述，同时依据五个实施例对本发明产品的性能进行相关鉴定：

[0036] 实施例一：

[0037] (1)将100重量份环氧树脂E‑51、10重量份己二醇二缩水甘油醚、90重量份丙酮进行混合，得到A液；

[0038] (2)将10重量份聚酰胺、5重量份DMP‑30、25份重量份T‑31进行混合，得到B液；

[0039] (3)使用时，将A液和B液进行混合，得到高渗透环氧灌浆材料。

[0040] 实施例二：

[0041] (1)将100重量份环氧树脂E‑51、20重量份己二醇二缩水甘油醚、80重量份丙酮进行混合，得到A液；

[0042] (2)将10重量份聚酰胺、5重量份DMP‑30、25份重量份T‑31进行混合，得到B液；

[0043] (3)使用时，将A液和B液进行混合，得到高渗透环氧灌浆材料。

[0044] 实施例三：

[0045] (1)将100重量份环氧树脂E‑51、30重量份己二醇二缩水甘油醚、70重量份丙酮进行混合，得到A液；

[0046] (2)将10重量份聚酰胺、25重量份T‑31、5份重量份DMP‑30进行混合，得到B液；

[0047] (3)使用时，将A液和B液进行混合，得到高渗透环氧灌浆材料。

[0048] 实施例四：

[0049] (1)将100重量份环氧树脂E‑51、40重量份己二醇二缩水甘油醚、60重量份丙酮进行混合，得到A液；

[0050] (2)将10重量份聚酰胺、25重量份T‑31、5份重量份DMP‑30进行混合，得到B液；

[0051] (3)使用时，将A液和B液进行混合，得到高渗透环氧灌浆材料。

[0052] 实施例五：

[0053] (1)将100重量份环氧树脂E‑51、50重量份己二醇二缩水甘油醚、50重量份丙酮进行混合，得到A液；

[0054] (2)将10重量份聚酰胺、25重量份T‑31、5份重量份DMP‑30进行混合，得到B液；

[0055] (3)使用时，将A液和B液进行混合，得到高渗透环氧灌浆材料。

[0056] 将制备的环氧灌浆材料进行物理、力学指标进行测定，该指标包括：浆液初始粘度、可操作时间、抗压强度、粘接强度。其中：初始粘度是指A、B两组分浆液均匀混匀后立即采用单圆筒旋转粘度计法测定浆液粘度，参照GB/T 2794‑2013标准测定；可操作时间为两组分浆液从混合至粘度到达200mPa·s时所经历的时间，参照GB/T2794‑2013标准测定；抗压强度参照GB/T 2567‑2008，粘接强度参照DL/T5150‑2001，环氧灌浆材料的主要性能指标如表1：

[0057] 表1.五个实施例中环保型高渗透环氧灌浆材料的主要性能指标

[0058]

[0059] 将A组分浆液进行大鼠急性经口毒性试验，参照GB/T 21757‑2008。测定大鼠急性经口毒性试验结果如表2：

[0060] 表2.五个实施例中的大鼠急性经过毒性试验结果

[0061]  实例1 实例2 实例3 实例4 实例5
LD50(mg/kg) ≥5000 ≥5000 ≥5000 ≥5000 ≥5000

[0062] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。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。