[發(fā)明專利]一種環(huán)保型高性能無糠醛環(huán)氧化學(xué)灌漿材料及制法與應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2012-04-11
• 公開（公告）號: CN102617983A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷翅;張亞峰;鄺建政;廖兵;徐宇亮;楊元龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中科院廣州化灌工程有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08G59/24;C09K3/12;E02D3/12
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)灌漿領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保型高性能無糠醛環(huán)氧化學(xué)灌漿材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

環(huán)氧樹脂灌漿材料是一種以環(huán)氧樹脂為主劑，配以稀釋劑和固化劑制備的一種低黏度灌漿材料。和一般的環(huán)氧膠粘劑不同，環(huán)氧樹脂灌漿材料要求漿液的起始黏度低，可灌性好，因此稀釋劑在配方中非常重要。目前最常用的活性稀釋劑是糠醛丙酮體系，該稀釋劑對環(huán)氧樹脂有極好的稀釋作用，配成的漿材可灌性好，可灌入K值達(dá)10^-6～10^-8cm/s(約6×10^-4mm的縫隙)軟弱地層，漿材固化后各方面的力學(xué)性能和耐化學(xué)性都十分優(yōu)異。但是漿液中的糠醛是一種毒性較大、易揮發(fā)的化工原料，糠醛現(xiàn)在已經(jīng)列為10種必須注意的有害有毒物質(zhì)。

面對當(dāng)今的化工綠色化趨勢，糠醛丙酮體系的環(huán)氧灌漿材料因為其毒性較大，導(dǎo)致它的使用日益受到限制。對這種糠醛丙酮體系的環(huán)氧灌漿材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)母男裕诒３制淞W(xué)性能優(yōu)異和價格低廉優(yōu)點的同時，降低其毒性，減少對人體和環(huán)境的危害，使傳統(tǒng)的糠醛丙酮改性環(huán)氧灌漿材料煥發(fā)新的生命和活力，具有十分重要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值。

我國在化學(xué)灌漿材料方面的應(yīng)用于研究只有50多年的歷史，1953年針對長江三峽工程基礎(chǔ)加固和混凝土裂縫處理的要求，國家科委立項，由長江科學(xué)院、中科院廣州化學(xué)研究所等部門對環(huán)氧樹脂和甲基丙烯酸甲酯類材料進(jìn)行了研究，并取得了很可喜的成果。在許多工程中這些材料得到了成功的應(yīng)用，引起了有關(guān)部門的高度重視，從而推進(jìn)了化學(xué)灌漿材料的研究，至今在我國已經(jīng)研制成功各種類型的灌漿材料，而且在某些方面已經(jīng)達(dá)到國際前沿水平。

國內(nèi)外對環(huán)氧樹脂灌漿材料的改性，主要集中在水性環(huán)氧樹脂灌漿材料和無溶劑型環(huán)氧樹脂灌漿材料這兩個方面。水性環(huán)氧樹脂灌漿材料用水做稀釋劑，這是一種完全無毒的環(huán)保型灌漿材料，但是其固化之后各方面的力學(xué)性能低，目前還只用于防水堵漏方面，不適合應(yīng)用在補強加固方面。國外使用的主要是無溶劑型環(huán)氧樹脂灌漿材料，這種材料主要是采用低毒的活性稀釋劑，其主要缺點是這些稀釋劑成本高，黏度大，添加量不能太大，一般為樹脂量的20％以內(nèi)，否則會導(dǎo)致材料的力學(xué)性能急劇下降。因此這類稀釋劑對環(huán)氧樹脂的稀釋效果不如糠醛丙酮體系，配成的漿液的黏度一般都在200厘泊以上，無法對細(xì)微的裂縫進(jìn)行處。因此這種類型的環(huán)氧灌漿材料在國內(nèi)較難推廣。

糠醛丙酮物理共混改性的環(huán)氧樹脂灌漿材料在國內(nèi)各大工程中廣泛使用，主要是因為糠醛與丙酮對環(huán)氧樹脂具有良好的稀釋效果，可以制備低黏度的高滲透的環(huán)氧樹脂灌漿材料，這種漿液的起始黏度低，因此滲透性極佳。并且糠醛和丙酮價格便宜，成本僅為環(huán)氧樹脂的1/3～1/2，而且這種活性稀釋劑的添加量可以很多，可以達(dá)到環(huán)氧樹脂量的150％左右，而仍保持優(yōu)異的力學(xué)性能，這是一般的稀釋劑所無法比擬的。但是這種材料最大的缺點就是其中的糠醛，毒性太大，且易揮發(fā)，對施工人員和環(huán)境造成很大危害。因此在環(huán)氧-糠醛-丙酮體系中，能夠趨利避害，降低其毒性和揮發(fā)型，把這種廣泛使用的傳統(tǒng)有毒材料變成一種環(huán)保的材料，顯得日益重要和緊迫。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有的環(huán)氧樹脂灌漿材料因采用毒性大、易揮發(fā)的稀釋劑成份——糠醛，而給施工人員和環(huán)境帶來的巨大危害，本發(fā)明的首要目的在于提供一種新的稀釋劑，然后利用該稀釋劑制備得到一種環(huán)保型高性能無糠醛環(huán)氧化學(xué)灌漿材料。本發(fā)明的稀釋劑選用苯甲醛代替糠醛，與丙酮通過乳液分散相轉(zhuǎn)移催化法反應(yīng)合成，即將堿性催化劑乳化并通過相轉(zhuǎn)移催化合成稀釋劑。本發(fā)明的灌漿材料摒棄了有毒的糠醛組分，并通過控制稀釋劑的反應(yīng)程度及稀釋劑的添加量對漿液起始粘度進(jìn)行調(diào)整，同時凝膠時間可控、具有優(yōu)異的力學(xué)性能、表面粘結(jié)力強。此外，制備出的灌漿材料固結(jié)體顏色較淺，可滿足很多對顏色有特殊要求的場合，廣泛用于建筑物的裝飾材料、文物保護(hù)及堵水防水、地基加固補強等工程。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述環(huán)保型高性能無糠醛環(huán)氧化學(xué)灌漿材料的制備方法。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述環(huán)保型高性能無糠醛環(huán)氧化學(xué)灌漿材料的用途。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種環(huán)保型高性能無糠醛環(huán)氧化學(xué)灌漿材料，由以下重量份數(shù)的原料制備得到：

環(huán)氧樹脂：100份

稀釋劑：100-150份

固化劑：8-20份

促進(jìn)劑：0.5份

其它助劑：18份。