一種柔性環氧膠粘劑及其應用的製作方法
2023-05-09 21:20:36
專利名稱：一種柔性環氧膠粘劑及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種柔性環氧膠粘劑及其應用，更具體地說，涉及一種柔性環氧膠粘劑及其在路面覆層方面的應用，屬於高分子材料技術領域。
背景技術：
隨著我國社會經濟快速發展，道路的建設也非常驚人，高速公路、高等級公路到處可見，四通八達的交通網已經形成。高等級路面面層有水泥混凝土路面和浙青路面兩種結構形式。水泥混凝土路面具有強度高，剛度大、施工簡便、使用壽命長等優點，但有拉槽刻痕防滑效果衰減迅速、行車舒適性較差、噪音大等缺點。浙青路面的主要優點是行車舒適安全、噪音小、不起塵，但浙青路面具有高溫車轍、低溫開裂和耐自然因素差等缺點。在水泥混凝土路面上刮塗環氧樹脂膠粘劑薄層，再撒上耐磨骨料，可得到水泥混凝土 -環氧覆層路面。與水泥混凝土路面和浙青路面相比，具有抗滑耐磨，經久耐用，施工及維護方便，行車舒適，後期費用低等優點。CN 201280677Y發明專利公開了一種改進型環氧樹脂類超薄防滑鋪裝結構，該專利採用的是普通環氧膠粘劑和防滑骨料構造的防滑鋪裝結構。由於普通環氧樹脂具有彈性不夠、脆性大、耐衝擊性差等缺點，使這類超薄防滑鋪裝結構行車舒適性不夠、耐應力開裂性能差，從而易出現脆性開裂。CN 1746427A發明專利公開了一種環氧薄層抗滑層路面結構及施工方法，該專利採用的是改性浙青增加環氧樹脂的變現能力。環氧浙青類材料膠黏劑一般與骨料和原有路面的粘結性能差、耐老化性差，且製備方法複雜和耗能。高等級路面面層晝夜、夏冬溫差很大，在經過一段時間的使用後，路面覆層用膠粘劑的柔韌性會大幅度地下降，從而造成路面鋪裝層整體功能性下降，進而影響其使用壽命。環氧樹脂作為一種熱固性樹脂，機械性能非常優異，但固化後交聯密度高，成三維網狀結構，存在內應力大、韌性、耐疲勞、耐衝擊性差等不足。在一般情況下必須對環氧樹脂進行增韌增柔，使用聚氨酯彈性體增韌增柔技術是一種效果較為顯著的手段。使用端環氧基聚氨酯和端氨基聚氨酯改性環氧樹脂較為常見，這兩種改性方法使環氧樹脂固化物存在耐低溫性差和耐老化性差等缺點。
發明內容
本發明的目的在於克服已有技術的缺點，提供一種柔性環氧膠粘劑，該柔性環氧膠粘劑不但保持環氧樹脂機械性能好的特點，而且還具有耐老化性能優異、耐低溫性好、柔韌性好、斷裂伸長率高等優異性能。本發明的另外一個目的是將本發明的柔性環氧膠粘劑作為路面覆層用膠粘劑的應用。本發明一種柔性環氧膠粘劑，包括A組分和B組分，A組分與B組分的質量比為 2 0. 8 1. 2 ；所述A組分包括以下質量份數的組份
雙酚A型環氧樹脂 100，丙烯酸酯基團封端的聚氨酯 30 50，稀釋劑 15 20，偶聯劑1-2;所述B組分包括以下質量份數的組份改性固化劑 100，促進劑1-2，消泡劑0.1 0.5;所述丙烯酸酯基團封端的聚氨酯是由端異氰酸酯基聚氨酯預聚體與羥基丙烯酸酯反應得到；所述改性固化劑是由苯酚、壬基酚和甲醛與聚醚多元胺固化劑經曼尼希反應得到。所述端異氰酸酯基聚氨酯預聚體是由聚醚多元醇與多異氰酸酯經加聚反應得到。所述聚醚多元醇為聚乙二醇PEG、聚丙二醇PPG、聚四氫呋喃二醇PTMEG的一種或者兩種以上的混合物。所述多異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯TDI、六亞甲基二異氰酸酯HDI、異佛爾酮二異氰酸酯IPDI、二苯基甲烷二異氰酸酯MDI、苯二亞甲基二異氰酸酯an的一種或者兩種以上的混合物。所述羥基丙烯酸酯化合物為丙烯酸羥乙酯HEA、丙烯酸羥丙酯ΗΡΑ、丙烯酸羥丁酯 HBA的一種或者兩種以上的混合物。所述A組分中的雙酚A型環氧樹脂為Ε51、Ε44或者兩者的混合物。所述A組分中的稀釋劑為丁基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、苯甲醇、二丁酯中的一種或一種以上的化合物；所述A組分中的偶聯劑為矽烷偶聯劑，如ΚΗ560。所述的聚醚多元胺固化劑為聚醚胺D230和聚醚胺D400的混合物。所述B組分中的促進劑為壬基酚、DMP-30或兩者的混合物；消泡劑為有機矽消泡劑，如 ΒΥΚ-Α530。本發明的柔性環氧膠粘劑可應用作為路面覆層用膠粘劑。具體應用在於，可將本發明的柔性環氧膠粘劑和耐磨骨料共同構造路面覆層；該路面覆層具有防滑耐磨、路面舒適度高、耐久性能優異和經濟環保等特點，可以應用於高等級路面和橋梁的路面鋪裝及加鋪改造，城市道路的美化和防滑處理等方面。本發明具有如下優點1.聚氨酯鏈段是通過末端的丙烯酸脂基團和改性固化劑之間的麥可加成反應引入到環氧樹脂體系中，不同於其它環氧樹脂-聚氨酯體系的形成過程，沒有衍生出新的活性基團，顯著地減少了在高溫環境下和長期使用過程中繼續發生交聯反應的可能性，使柔韌性得到很好的保持從而具有優異的耐老化性能。該體系不但兼具有聚氨酯的柔韌性、 耐低溫性，環氧樹脂機械性能好等特點，而且通過協同作用提高了耐老化性能。2.採用曼尼希改性的聚醚多元胺固化劑，顯著改善聚醚胺需要中高溫固化的缺點，此固化劑和A組分中的丙烯酸酯基團封端的聚氨酯有非常好的適應性，形成的環氧膠粘劑有很好的柔韌性和優異的耐老化、耐低溫性能。3.柔性環氧膠粘劑具有彈性緩衝作用，可視為應力吸收層，改變力的傳遞速度，使
4荷載產生的巨大衝擊勢能得到有效化解。該柔性環氧膠粘劑具有變形大的特點，可以明顯減少環境變化引起的各種應力和應變，浸漬在膠粘劑中的骨料提供強度，裸露在表層的骨料提供耐磨性。因此由該柔性環氧膠粘劑和耐磨骨料構造的路面覆層具有防滑耐磨、路面舒適度高、輕質高強、耐久性能優異、經濟環保等優點。
具體實施例方式下面結合實例對本發明作進一步說明，但不是對本發明的進一步限定。實施例1 丙烯酸酯基團封端的聚氨酯的製備將800g聚乙二醇(PEG)升溫至105°C脫水 lh，冷卻至室溫，加入IOOg甲苯二異氰酸酯(TDI)、100g六亞甲基二異氰酸酯(HDI)升溫至85°C反應2. 5小時，然後加入38克丙烯酸羥乙酯(HEA)繼續反應，通過紅外光譜監測反應，直至反應完全，這樣就得到了目標產物。產物粘度為30000mpa. s(25°C )(旋轉粘度計測試)。改性固化劑的製備苯酚400g、壬基酚500g、甲醛450g、D230800g、D400800g加入反應容器中，升溫至115°C反應2h，然後蒸餾出小分子物質，這樣就得到目標產物。A組分由如下質量份數的組分混合攪拌得到E51100，丙烯酸酯基團封端的聚氨酯42，苯甲醇5，丁基縮水甘油醚10，KH5602。B組分由如下質量份數的組分混合攪拌得到改性固化劑100，DMP301， BYK-A5300. 2。環氧膠粘劑由A組分與B組分按質量比例為2 1.05混合攪拌均勻而成。實施例2 丙烯酸酯基團封端的聚氨酯的製備將500g聚乙二醇(PEG)、500g聚丙二醇 (PPG)升溫至105°C脫水lh，冷卻至室溫，加入70g甲苯二異氰酸酯(TDI)、90g六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、60g異佛爾酮二異氰酸酯IPDI升溫至85°C反應2. 5小時，然後加入20克丙烯酸羥乙酯(HEA)、25克丙烯酸羥丙酯(HPA)繼續反應，通過紅外光譜監測反應，直至反應完全，這樣就得到了目標產物。粘度為35000mpa. s(25°C )(旋轉粘度計測試)。改性固化劑的製備苯酚600g、壬基酚300g、甲醛550g、D2301000g、D400700g加入反應容器中，升溫至115°C反應2h，然後蒸餾出小分子物質，這樣就得到目標產物。A組分由如下質量份數的組分混合攪拌得到E5180，E4420，丙烯酸酯基團封端的聚氨酯30，苯甲醇9，丁基縮水甘油醚8，苯基縮水甘油醚2，KH5602。B組分由如下質量份數的組分混合攪拌得到改性固化劑100，壬基酚2， BYK-A5300. 2。環氧膠粘劑由A組分與B組分按質量比例為2 0. 85混合攪拌均勻而成。實施例3 丙烯酸酯基團封端的聚氨酯的製備將300g聚乙二醇PEG、700g聚丙二醇PPG、 200g聚四氫呋喃二醇PTMEG升溫至100°C脫水lh，冷卻至室溫，加入IOOg 二苯基甲烷二異氰酸酯MDI、80g苯二亞甲基二異氰酸酯)(DI、50g六亞甲基二異氰酸酯(HDI)升溫至85°C 反應2. 5小時，然後加入15g丙烯酸羥乙酯HEA、20g丙烯酸羥丙酯HPA、15g丙烯酸羥丁酯HBA繼續反應，通過紅外光譜監測反應，直至反應完全，這樣就得到了目標產物。粘度為37000mpa. s (25 °C )(旋轉粘度計測試)。改性固化劑的製備苯酚300g、壬基酚700g、甲醛450g、D230600g、D4001200g加入反應容器中，升溫至115°C反應2h，然後蒸餾出小分子物質，這樣就得到目標產物。A組分由如下質量份數的組分混合攪拌得到E5170，E4430，丙烯酸酯基團封端的聚氨酯50，二丁酯5，丁基縮水甘油醚12，KH5602。B組分由如下質量份數的組分混合攪拌得到改性固化劑100，DMP301， BYK-A5300. 2。環氧膠粘劑由A組分與B組分按質量比例為2 1.1混合攪拌均勻而成。對比例1由上述實施例1中相同質量份數的環氧樹脂、聚氨酯改性環氧樹脂、稀釋劑、偶聯劑組成的環氧膠粘劑的主要成分，曼尼希改性胺作為固化劑。A組分由如下質量份數的組分混合攪拌得到E51100，聚氨酯改性環氧樹脂42，苯甲醇5，丁基縮水甘油醚10，KH5602。B組分由如下質量份數的組分混合攪拌得到曼尼希改性胺(D300和D400) 100， DMP301, BYK-A5300. 2。環氧膠粘劑由A組分與B組分按質量比例為2 1混合攪拌均勻而成。將實施例1、實施例2、實施例3和對比例1的A組分、B組分按照比例攪拌均勻成型試件，在23 士 2°C下固化7天後，在23°C和_5°C環境下根據GB/T2568-1995分別進行性能檢測。測試結果對比見表一。將實施例1、實施例2、實施例3和對比例1的A組分、B組分按照比例攪拌均勻成型試件，在23士2°C下固化7天後，再在80°C下固化7天，然後在23°C和_5°C環境下根據 GB/T 2568-1995分別進行性能檢測。測試結果對比見表二。表一
權利要求
1.一種柔性環氧膠粘劑，包括A組分和B組分，其特徵在於，所述A組分包括以下質量份數的組份雙酚A型環氧樹脂100，丙烯酸酯基團封端的聚氨酯30 50，稀釋劑15 20，偶聯劑1-2 ；所述B組分包括以下質量份數的組份改性固化劑100，促進劑1-2，消泡劑0. 1 0. 5 ；其中A組分與B組分的質量比為2 0. 8 1. 2 ；所述丙烯酸酯基團封端的聚氨酯是由端異氰酸酯基聚氨酯預聚體與羥基丙烯酸酯反應得到；所述改性固化劑是由苯酚、壬基酚和甲醛與聚醚多元胺固化劑經曼尼希反應得到。
2.根據權利要求1所述環氧膠粘劑，其特徵在於，所述端異氰酸酯基聚氨酯預聚體是由聚醚多元醇與多異氰酸酯經加聚反應得到。
3.根據權利要求2所述環氧膠粘劑，其特徵在於，所述聚醚多元醇為聚乙二醇PEG、聚丙二醇PPG、聚四氫呋喃二醇PTMEG的一種或者兩種以上的混合物。
4.根據權利要求2所述環氧膠粘劑，其特徵在於，所述多異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯 TDI、六亞甲基二異氰酸酯HDI、異佛爾酮二異氰酸酯IPDI、二苯基甲烷二異氰酸酯MDI、苯二亞甲基二異氰酸酯的一種或者兩種以上的混合物。
5.根據權利要求1所述環氧膠粘劑，其特徵在於，所述雙酚A型環氧樹脂為E51、E44或者兩者的混合物。
6.根據權利要求1所述環氧膠粘劑，其特徵在於，所述羥基丙烯酸酯化合物為丙烯酸羥乙酯HEA、丙烯酸羥丙酯ΗΡΑ、丙烯酸羥丁酯HBA的一種或者一種以上的混合物。
7.根據權利要求1所述環氧膠粘劑，其特徵在於，所述稀釋劑為丁基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、苯甲醇、二丁酯的一種或者一種以上的混合物；所述偶聯劑為矽烷偶聯劑。
8.根據權利要求1所述環氧膠粘劑，其特徵在於，所述的聚醚多元胺固化劑為聚醚胺 D230和聚醚胺D400。
9.根據權利要求1所述環氧膠粘劑，其特徵在於，所述促進劑為壬基酚、DMP30或兩者的混合物；消泡劑為有機矽消泡劑。
10.權利要求1 9任一項所述的環氧膠粘劑作為路面覆層用膠粘劑的應用。
全文摘要
一種柔性環氧膠粘劑及其應用，包括A組分和B組分，A組分是由以下質量份數的組份組成環氧樹脂100，丙烯酸酯基團封端的聚氨酯30～50，稀釋劑15～20，偶聯劑1-2，B組分是由以下質量份數的組份組成改性固化劑100，促進劑1-2，消泡劑0.1～0.5，其中A與B組分的質量比為2∶0.8～1.2。另外還涉及該環氧膠粘劑作為路面覆層用膠粘劑的應用。本發明的柔性環氧膠粘劑不但保持環氧樹脂機械性能好的特點，且還具有常溫快速固化、耐老化性能優異、耐低溫、柔韌性好、斷裂伸長率高等優異性能。由這種柔性環氧膠粘劑和耐磨骨料構造的路面覆層具有防滑耐磨、路面舒適度高、耐久性能優異，經濟環保等特點。
文檔編號C09J175/16GK102408860SQ20111031796
公開日2012年4月11日 申請日期2011年10月19日 優先權日2011年10月19日
發明者單遠銘, 彭勃, 田甜, 黃燎 申請人:湖南固特邦土木技術發展有限公司