專利名稱：含納米材料的結構膠的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種膠粘劑，具體涉及一種建筑用結構膠。
建筑施工與加固改造對粘接材料的要求是多種多樣的，應用條件與環境不同，對建筑結構膠也提出了許多新的性能要求，為此我國近年來出現了一些在粘接強度滿足規范要求的前提下，又具有一些特種性能的建筑結構膠。如水下或高潮濕條件固化的建筑結構膠、耐高溫性能的耐溫膠、快固化錨固膠、高溫耐持久膠、可在-10℃施工的低溫施工膠、耐150℃的高溫膠、用于接長構件的特種膠、用無機材料制成的耐高溫的高模量膠、用于灌注的水乳型低粘度膠和非水乳型低粘度灌注膠等。
世界膠粘劑的發展趨勢要求重點發展環保型膠粘劑，積極開發高品質高性能膠粘劑，中國專利局公開了幾種不同性能的膠粘劑，其中CN87100265專利公開了一種室溫固化耐高溫高強韌性環氧結構膠粘劑及制備方法，該專利方案采用羧基丁腈改性環氧樹脂(A組分)與自制的含有胺基、氰基、笨基和醚鍵的固化劑(B組分)，粘結使用時按1∶12-1(B∶A)的比例配制而成；CN1088604公開了一種氨基多官能環氧樹脂類耐熱建筑結構膠粘劑，該專利方案選用對氨基笨酚二縮水甘油環氧或4，4’-二氨二笨基甲烷四縮水甘油環氧為主劑，采用芳香胺和笨酚、甲醛、胺類縮合物的混合型固化劑配置而成。上述兩種技術方案雖可提高結構膠的韌性，改善結構膠的耐熱性等，但仍存在粘合材料的壓剪強度值偏低的缺點，特別是在用于大理石和花崗巖的粘接時難以滿足安全可靠的要求，同時也不適合在四季溫差較大的地區使用。CN1222552A提供了一種含剛性介晶基團及柔性鏈改性劑的環氧樹脂粘合劑及其制備方法，它是液體環氧樹脂、雙氰雙胺、填料等材料配制成一種新型的環氧樹脂粘合劑，該粘合劑可在中低溫固化，粘接材料既具有較高玻璃化轉變溫度、高模量、高強度的特性，又具有良好的沖擊韌性及粘接強度，但其改性劑的制備較復雜，并存在粘合材料的壓剪強度值偏低的特點。而CN1282771A公開了一種建筑用雙組分環氧樹脂結構膠，它包括A組分和B組分，A組分中含有雙酚A型環氧樹脂，B組分中含有聚酰胺型固化劑，A組分中還含有聚硅氧烷，其添加量為雙酚A型環氧樹脂的5-10％，雖然其壓剪強度高，特別是凍融壓剪強度高，但其它力學性能和功能性性能不夠完善和全面。
本發明的技術問題是通過下面的技術方案實現的，其特征在于它是由甲、乙兩組按下述重量配比的原料組成，其中甲組分中E-44型或E-51型環氧樹脂80-120份，液體聚硫橡膠5-30份，填料100-150份，納米SiO23-5份；乙組分中改性固化劑1540份，促進劑3-10份，增塑劑5-10份，硅微粉60-80份，鈦微粉10-20份，鋁粉10-30份，KH-550偶聯劑5-15份。上述原料使用配比為甲組分∶乙組分＝0.5～1.5∶0.5～1.5(重量份)。
本發明通過在甲組分中加入液體聚硫橡膠，可大大提高結構膠的柔韌性，同時納米材料的加入增大了膠與被粘物之間的接觸面積，界面結合力強，力學性能良好，能提高制品的透氣率和自熄性能和自密實性，使結構膠的致密防水、增韌、抗老化、粘接強度、抗剪強度、觸變性、穩定性等性能均大大提高。甲組分中含環氧基團的原料與乙組分中的苯酚、甲醛、脂肪胺加成物改性固化劑，在混合時產生的加成反應，可使結構膠的剪切強度大大提高。與現有技術相比，本發明具有更優良的力學性能和功能性能，不僅可廣泛用于建筑行業，也適應于其它行業。
本發明甲組分中的聚硫橡膠本身硫化后，具有得很好的彈性和粘附性，并且耐各種油類和化學介質作用。當聚硫橡膠和環氧樹脂混合后，末端的硫醇基(-SH)可以和環氧基發生化學作用，從而參加到固化后的環氧樹脂結構中，賦予交聯后的環氧樹脂較好的柔韌性，大大改善了環氧樹脂的抗沖擊性能及脆性差的缺點，可滿足油污、酸(堿)環境較重的結構加固及防水處理要求。
本發明在甲組分中加入了納米SiO2，且通過表面包覆處理，成功地解決了納米材料的極易團聚，不易分散到初級顆粒狀態，不能充分發揮納米材料的性能及作用的問題。納米SiO2的加入增大了膠與被粘物之間的接觸面積，使粘接更穩固、結構更加致密防水，還可增加膠的觸變性和分散性，且具有增韌、抗老化等優異性能，可滿足防水、防滲要求高的要求。
本發明乙組分中的改性固化劑為苯酚、甲醛、脂肪胺加成物，屬揮發性低無毒型胺類固化劑，可在室溫、常溫、低溫、潮濕、干燥條件下固化環氧樹脂，具有優良的物理化學性能；促進劑為三(二甲基氨甲基)苯酚，可加快環氧樹脂的固化速度；增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯；偶聯劑為γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，該偶聯劑的商品名為KH-550，可提高膠的粘接強度，并使膠接接頭更耐介質、耐水、耐老化。另外，在乙組分中還加入有硅微粉、鈦微粉和鋁粉，其中硅微粉為石英粉，表面含有許多羥基，可降低結構膠施膠過程中的固化放熱，減少固化收縮引起的粘接縫隙，同時可提高膠接硬度，提高絕緣性能；鈦微粉為二氧化鈦粉，亦為一種填料，可提高膠的粘附力、增白、介電、耐老化性能；鋁粉可提高膠的粘接強度，耐高溫、導熱，可減少膠的收縮率。
本發明在使用時以甲∶乙＝0.5～1.5∶0.5～1.5(重量比)的比例混合作用。
本發明甲、乙組分的基本配比(重量份)如下甲組分E-44型或E-51型環氧樹脂 80-120份液體聚硫橡膠5-30份水泥(填料) 100-150份納米SiO23-5份乙組分改性固化劑 15-40份促進劑 3-10份增塑劑 5-10份硅微粉 60-80份鈦微粉 10-20份鋁粉10-30份KH-550偶聯劑5-15份
E-44型或E-51型環氧樹脂 100份液體聚硫橡膠 25份水泥(填料) 130份納米SiO23份乙組分改性固化劑 25份促進劑 5份增塑劑 5份硅微粉 70份鈦微粉 15份鋁粉 10份KH-550偶聯劑 10份。
本實施例在常規下使用。
本實施例耐高溫、耐腐蝕、耐油性好，增韌效果好，適用于環境條件較差的場合。
納米SiO25份乙組分改性固化劑 35份促進劑 10份增塑劑 5份硅微粉 70份鈦微粉 15份鋁粉10份KH-550偶聯劑10份本實施例為水下固化型，適用于潮濕環境或抗滲要求高的場合。
由實施例1、2、3的甲、乙組分分別配成的環氧樹脂結構膠，其固化試樣性能如表1表1 實施例1、2、3固化試樣性能與現有技術比較

由以上測試數據可以看出，本發明的加入納米材料的環氧樹脂結構膠與現有的環氧樹脂結構膠的性能指標相比，其內聚抗壓、抗拉強度，本發明實施例1比現有技術均提高50％以上；鋼與鋼干面粘結抗拉、抗剪強度，本發明實施例1比現有技術均提高40％以上；耐久性能(包括沸煮、人工老化、耐高低溫沖擊抗剪強度)，本發明實施例3比現有技術均提高60％以上；鋼與砼粘接抗拉(剪)強度，本發明實施例1、2、3比現有技術均使高一個強度等級的砼破壞。
權利要求
1.一種含納米材料的結構膠，其特征在于它由甲、乙兩組按下述重量配比的原料組成，其中1)甲組分E-44型或E-51型環氧樹脂 80-120份液體聚硫橡膠 5-30份填料 100-150份納米SiO23-5份2)乙組分改性固化劑 15-40份促進劑 3-10份增塑劑 5-10份硅微粉 60-80份鈦微粉 10-20份鋁粉 10-30份KH-550偶聯劑 5-15份。上述原料使用配比為甲組分∶乙組分＝0.5～1.5∶0.5～1.5(重量份)
2.根據權利要求1所述的含納米材料的結構膠，其特征在于甲組分中納米SiO2采用表面包覆處理。
3.根據權利要求1所述的含納米材料的結構膠，其特征在于甲組分中填料為水泥。
4.根據權利要求1所述的含納米材料的結構膠，其特征在于乙組分中改性固化劑為苯酚、甲醛、脂肪胺加成物。
5.根據權利要求1所述的含納米材料的結構膠，其特征在于乙組分中促進劑為三(二甲氨基甲基)苯酚。
6.根據權利要求1所述的含納米材料的結構膠，其特征在于乙組分中增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。
7.根據權利要求1所述的含納米材料的結構膠，其特征在于乙組分中KH-550偶聯劑為γ-氨基丙基三乙氧基硅烷。
全文摘要
一種含納米材料的結構膠，其特征在于它是由甲、乙兩組按下述重量配比的原料組成，其中甲組分中環氧樹脂80－120份，液體聚硫橡膠5－30份，填料100－150份，納米SiO
文檔編號C09J163/00GK1417282SQ0213983
公開日2003年5月14日 申請日期2002年12月13日 優先權日2002年12月13日
發明者李世秋, 廖宏, 彭建波, 師儉英, 葉新平, 黃釤, 李光中, 李忠, 夏濤 申請人:湖南省第六工程公司