一種耐熱性能好固化時間6個月的預應力鋼絞線緩粘結劑的製作方法

2023-05-30 14:02:16

一種耐熱性能好固化時間6個月的預應力鋼絞線緩粘結劑的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種耐熱性能好固化時間6個月的預應力鋼絞線緩粘結劑，其組分及重量份數如下：環氧樹脂，100；稀釋劑，5～15；胺類固化劑，20～25；填料，50～80。本緩粘結劑使用固化溫度較高的改性芳香胺作為固化劑的成分之一，保證了本緩粘結劑的高耐熱性，同時為了克服芳香胺活性低、韌性低的缺點，在固化劑中添加酚醛胺提高活性及耐熱性、添加聚醚胺提高韌性，三種胺類按一定比例混合均勻製成耐熱性能好、韌性高的固化劑。
【專利說明】一種耐熱性能好固化時間6個月的預應力鋼絞線緩粘結劑

【技術領域】
[0001] 本發明屬於預應力領域，涉及預應力鋼絞線用的緩粘結劑，尤其是一種耐熱性能 好固化時間6個月的預應力鋼絞線緩粘結劑。

【背景技術】
[0002] 緩粘結預應力技術是對傳統預應力技術的又一次重大革新，是預應力技術不斷 發展，不斷進步的創新產物。緩粘結預應力技術秉承無粘結預應力技術簡便宜行的施工優 點，克服有粘結預應力技術施工工藝複雜、節點使用條件受限的弊端，其簡單的施工工藝、 優良的力學指標，使結構的抗震性能得到顯著改善。
[0003] 緩粘結預應力技術研究大約持續了 20年，日本在1987年開始研製緩粘結預應力 鋼筋，並於1996年開始應用於橋梁的橫向預應力部位，2001年應用在橋梁的縱向預應力 部位。我國於1995年左右開始研究緩粘結預應力技術，主要的材料形式為緩凝砂漿，採 用手工塗抹和纏繞的方法現場製作，沒有開展大批量的生產和工程應用。21世紀初，我國 開始研製以樹脂為緩粘介質的緩粘結預應力鋼筋，並在天津某工程項目中試點應用，掀開 了緩粘結預應力技術創新、研究及應用嶄新的一頁。
[0004] 緩粘結預應力的核心技術是緩凝材料的研製。緩粘結預應力鋼筋採用的專用緩凝 材料，完全有別於無粘結預應力鋼筋的專用潤滑油脂，也與有粘結鋼筋的後注灌漿料不盡 相同，其獨到的緩凝作用機理保證了緩粘結預應力鋼筋在張拉前不凝結，張拉後逐漸凝結 硬化達到與有粘結預應力鋼筋相似的力學效果。目前緩凝材料主要有兩類：一類為緩凝砂 漿，另一類為緩凝膠粘劑。
[0005] 緩凝砂漿是由水泥、水、砂和複合緩凝添加劑按照一定比例攪拌而成。其緩凝機理 是通過阻礙正常水化作用和鈣釩石結晶的快速生成而達到緩凝效果。
[0006] 以緩凝膠粘劑為介質的緩粘結預應力的作用機理是在預應力鋼筋的外側周圍、高 密度聚乙烯護套的內部塗裝一定厚度的緩凝材料，其前期具有一定的流動性及對鋼材良 好的附著性，隨時間推移緩凝膠粘劑逐漸固化，與預應力鋼筋、外包護套之間產生粘結力。 外包裹的高強度護套材料表面壓有波紋，與有粘結預應力鋼筋的波紋管接近，從而與混凝 土良好粘結，形成與有粘結預應力鋼筋相同的力學效果。
[0007] 通過檢索，發現如下兩篇公開的專利文獻：
[0008] 1、一種緩粘結預應力筋用的膠粘劑（CN1425731A)，提供一種緩粘結預應力筋用的 膠粘劑，膠粘劑所用的材料由環氧樹脂、增塑劑、固化劑和填料幾部分組成，其重量比為環 氧樹脂：100、增塑劑：6?12、固化劑：4?26、填料：150?350。
[0009] 該發明中所用的固化劑為雙氰胺，雙氰胺屬於高溫型的環氧樹脂固化劑，固化溫 度比較高，通常為（160?180°C V(6?20min)，而目前緩粘結劑的標準要求為：在室溫條 件下固化，固化時間為180?720天。顯然，上述膠黏結無法滿足標準要求。
[0010] 2、一種緩粘結預應力筋用的膠粘劑（CN1775889A)涉及一種緩粘結預應力筋用的 膠粘劑，它由雙酚一 A型環氧樹脂、活性稀釋劑雙酚A二甘油醚、非活性稀釋劑鄰苯二甲酸 二丁脂、固化劑聚醯胺樹脂、活性增韌劑熱塑性聚氨酯及填料水泥組成。
[0011] 該發明中使用的固化劑為聚醯胺樹脂，聚酞胺類屬於傳統固化劑，在溫度在15? 25°C固化很慢，配膠量也大，但當溫度高於35°C時適用期迅速縮短，不便操作，加上粘度 太高，無法容納更多填充料而制約了其在建築膠的推廣。


【發明內容】

[0012] 本發明的目的在於克服現有技術的不足之處，提供一種符合國家標準要求，而且 突出具有顯著耐高溫性能的固化時間6個月的預應力鋼絞線緩粘結劑。
[0013] 本發明解決技術問題所採用的技術方案是：
[0014] 一種耐熱性能好固化時間6個月的預應力鋼絞線緩粘結劑，其組分及重量份數如 下：
[0015] 環氧樹脂，100
[0016] 稀釋劑，5?15
[0017] 胺類固化劑，20?25
[0018] 填料，50 ?80。
[0019] 而且，所述的環氧樹脂為雙酚A環氧樹脂或二苯基矽二醇改性雙酚A型環氧樹脂。
[0020] 而且，所述的稀釋劑為活性稀釋劑或非活性稀釋劑或活性稀釋劑與非活性稀釋劑 的組合。
[0021] 而且，所述的活性稀釋劑為單環氧稀釋劑或雙環氧稀釋劑或單環氧稀釋劑與雙環 氧稀釋劑按比例復配的混合物。
[0022] 而且，所述的非活性稀釋劑為脂類或脂類混合物。
[0023] 而且，所述的胺類固化劑為改性芳香胺、酚醛胺、聚醚胺的兩種或三種的混合物。
[0024] 而且，所述改性芳香胺：酚醛胺：聚醚胺的質量比為1?2 :1?3 :0?3。
[0025] 而且，所述的芳香胺為DDM或DDS或DETD。
[0026] 而且，所述的填料為納米碳酸鈣或石英粉。
[0027] 而且，在本緩粘結劑組分中還包含有增韌劑，所述的增韌劑為丁腈橡膠，其重量份 數為10。
[0028] 本發明的優點和積極效果是：
[0029] 1、本緩粘結劑採用混合胺作為固化劑，芳香胺分子結構中，胺基上的N與苯環直 接相連，因此其反應活性較差，多數需要中、高溫固化，由於分子中含有剛性苯環結構，固化 產物的耐熱性能較好，經過改性的芳香胺反應活性有所提高，可在室溫下固化環氧樹脂，但 是固化時間較長，反應程度較低；酚醛胺是以某種初級胺與苯酚、甲醛等進行Mannich縮合 反應而成的一類改性固化劑，它具有如下優點：降低了初級胺的揮發性、刺激性和毒性，配 合比範圍不像初級胺那麼嚴格，分子內引入了酚醛骨架結構，提高了化合物的熱變形溫度， 分子內引入酚羥基，使固化反應活性大大增加；酚醛胺與芳香胺混合使用提高了固化劑的 活性，耐熱性增強，同時添加聚醚胺，增強體系的韌性。
[0030] 2、本緩粘結劑使用固化溫度較高的改性芳香胺作為固化劑的成分之一，保證了本 緩粘結劑的高耐熱性，同時為了克服芳香胺活性低、韌性低的缺點，在固化劑中添加酚醛胺 提高活性及耐熱性、添加聚醚胺提高韌性，三種胺類按一定比例混合均勻製成耐熱性能好、 韌性高的固化劑。
[0031] 3、本緩粘結劑的固化之間設計為180天，實際固化時間的誤差不超過10天，固化 時間受溫度影響小，保證了本粘結劑施工的穩定性，可控性。
[0032] 4、本緩粘結劑使用二苯基矽二醇（DSPD)改性雙酚A型環氧樹脂，由於引入Si-O 鍵，使雙酚A型環氧樹脂的耐熱性和韌性均有所提高，與同樣耐熱性、韌性好的固化劑配合 使用，使配置的緩粘結劑韌性高、耐熱性好。
[0033] 5、本緩粘結劑使用丁腈橡膠作為增韌劑，丁腈橡膠並不完全相容與環氧樹脂膠 液，它能在環氧樹脂固化過程中出現分相，形成"海島結構"，即增韌劑聚集成球形顆粒分散 在環氧樹脂交聯網絡構成的連續相中，分散相顆粒直徑通常在幾微米以下。"海島結構"一 經形成，一方面，分散的丁腈橡膠彈性體顆粒通過誘發環氧樹脂基體屈服和塑性變形，從而 大幅提高固化物的衝擊韌性；另一方面，環氧固化物連續相整體結構未被柔化，因而耐熱性 能損失較小。大大加強了反應活性，提高了氨基與環氧基團的固化反應速度。
[0034] 6、本緩粘結劑將單環氧稀釋劑與雙環氧稀釋劑復配使用，單環氧稀釋劑稀釋效果 好，但對熱變形溫度影響很大；環氧官能度較高的稀釋劑對熱變形溫度和抗壓強度影響較 小，但稀釋效果較差；單環氧稀釋劑與雙環氧稀釋劑復配可以較好地解決這一矛盾。

【具體實施方式】
[0035] 下面通過具體實施例對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限 定性的，不能以此限定本發明的保護範圍。
[0036] -種耐熱性能好固化時間6個月的預應力鋼絞線緩粘結劑，其組分及重量份數如 下：
[0037] 環氧樹脂：雙酚A環氧樹脂（E51)或二苯基矽二醇（DSPD)改性雙酚A型環氧樹 月旨，100
[0038] 活性稀釋劑：單環氧稀釋劑或雙環氧稀釋劑或單環氧稀釋劑與雙環氧稀釋劑復 配，0?15
[0039] 非活性稀釋劑：酯類或脂類混合物（乙酸乙酯、醋酸丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯）， 0?15
[0040] 固化劑：胺類混合物（改性芳香胺、酚醛胺、聚醚胺的兩種或三種的混合物），20? 25
[0041] 增韌劑：丁腈橡膠，0?10
[0042] 填料：納米碳酸鈣或石英粉，50?80
[0043] 所述的芳香胺為：DDM或DDS或DETD
[0044] 芳香胺的改性方法為：
[0045] 在裝有溫度計和攪拌器的三口燒瓶中加芳香胺。封閉好燒瓶的各個口，開始加 熱。待固體原料全部熔融後開動攪拌器，觀察液體變為棕色透明液體時將稱好的水楊酸加 入，溫度調整到140?150°C並保持1小時。溫度調整到90°C，在攪拌下依次加入聚乙二 醇、壬基酚和鄰苯二甲酸二丁醋，溫度調整到80°C並保持2小時。將做好的固化劑用密閉 的容器包裝好備用。
[0046] 本緩粘結劑的製備方法為：
[0047] 將緩粘結劑的各組分依次放入反應釜中，在30?40°C攪拌約10?20min，混合均 勻即可。
[0048] 實施例1 :
[0049] 雙酚A環氧樹脂（E51) 100KG、非活性稀釋劑乙酸乙酯5KG、固化劑（改性DDM與酚 醛胺按質量比2:3混合）20KG、填料為納米碳酸鈣50KG。
[0050] 實施例2 :
[0051] 雙酚A環氧樹脂（E51)100KG、非活性稀釋劑（醋酸丁酯與鄰苯二甲酸二丁酯按質 量比1:2混合）10KG、固化劑（改性DDS、酚醛胺及聚醚胺按質量比2:3:1混合）20KG、填料 為納米碳酸鈣50KG。
[0052] 實施例3 :
[0053] 二苯基矽二醇（DSPD)改性雙酚A型環氧樹脂100KG、活性稀釋劑為單環氧稀釋劑 與雙環氧稀釋劑的復配（鄰甲酚縮水甘油醚與三羥甲基丙按質量比1:1混合）15KG、非活 性稀釋劑乙酸乙酯15KG、固化劑（改性芳香胺：酚醛胺的質量比為1:2) 25KG、填料為石英粉 40KG。
[0054] 實施例4 :
[0055] 二苯基矽二醇（DSPD)改性雙酚A型環氧樹脂100KG、活性稀釋劑為單環氧稀釋劑 (苯基縮水甘油醚）5KG、固化劑（改性DDM、酚醛胺及聚醚胺按質量比1: 1:1混合）22KG、填 料為納米碳酸鈣30KG、增韌劑丁腈橡膠10KG。
[0056] 實施例5 :
[0057] 雙酚A環氧樹脂（E51)100KG、非活性稀釋劑（乙酸乙酯與鄰苯二甲酸二丁酯按質 量比1:1混合）15KG、固化劑（改性DETD與聚醚胺按質量比2:3混合）23KG、填料為納米碳 酸鈣80KG。
[0058] 實施例6 :
[0059] 二苯基矽二醇（DSPD)改性雙酚A型環氧樹脂100KG、活性稀釋劑為雙環氧稀釋 劑（二乙二醇縮水甘油醚）l〇KG、固化劑（改性DETD、酚醛胺及聚醚胺按質量比1:1:1混 合）24KG、填料為納米碳酸鈣70KG。
[0060] 依據上述實施例所配緩粘結劑的檢測結果如表1所示，均符合建築工業行業標準 JG/T370-2012 要求。
[0061]

【權利要求】
1. 一種耐熱性能好固化時間6個月的預應力鋼絞線緩粘結劑，其組分及重量份數如 下： 環氧樹脂，100 稀釋劑，5?15 胺類固化劑，20?25 填料，50?80。
2. 根據權利要求1所述的預應力鋼絞線緩粘結劑，其特徵在於：所述的環氧樹脂為雙 酚A環氧樹脂或二苯基矽二醇改性雙酚A型環氧樹脂。
3. 根據權利要求1所述的預應力鋼絞線緩粘結劑，其特徵在於：所述的稀釋劑為活性 稀釋劑或非活性稀釋劑或活性稀釋劑與非活性稀釋劑的組合。
4. 根據權利要求3所述的預應力鋼絞線緩粘結劑，其特徵在於：所述的活性稀釋劑為 單環氧稀釋劑或雙環氧稀釋劑或單環氧稀釋劑與雙環氧稀釋劑按比例復配的混合物。
5. 根據權利要求3所述的預應力鋼絞線緩粘結劑，其特徵在於：所述的非活性稀釋劑 為脂類或脂類混合物。
6. 根據權利要求1所述的預應力鋼絞線緩粘結劑，其特徵在於：所述的胺類固化劑為 改性芳香胺、酚醛胺、聚醚胺的兩種或三種的混合物。
7. 根據權利要求6所述的預應力鋼絞線緩粘結劑，其特徵在於：所述改性芳香胺：酚醛 胺：聚醚胺的質量比為1?2 :1?3 :0?3。
8. 根據權利要求7所述的預應力鋼絞線緩粘結劑，其特徵在於：所述的芳香胺為DDM 或 DDS 或 DETD。
9. 根據權利要求1所述的預應力鋼絞線緩粘結劑，其特徵在於：所述的填料為納米碳 酸鈣或石英粉。
10. 根據權利要求1所述的預應力鋼絞線緩粘結劑，其特徵在於：在本緩粘結劑組分中 還包含有增韌劑，所述的增韌劑為丁腈橡膠，其重量份數為10。
【文檔編號】C09J163/00GK104388031SQ201410775647
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月15日 優先權日:2014年12月15日
【發明者】牛坡 申請人:天津鑫坤泰預應力專業技術有限公司