[發明專利]一種含氟有機硅聚合物改性糠醛丙酮環氧灌漿材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410853110.2
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104610700A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 冉千平;李波;孫德文;萬赟;尹浩;劉玉亭;楊沖
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇博特新材料股份有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L83/08;C08K5/12;C08G59/50
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 李建芳

技術領域

本發明屬于建筑材料領域，具體涉及一種含氟有機硅聚合物改性糠醛丙酮環氧灌漿材料及其制備方法。

背景技術

環氧灌漿材料作為建筑修補加固領域不可或缺的材料之一，具有廣泛的應用。一般來說，對于建筑物細裂縫的修補需要粘度較低的糠醛-丙酮稀釋體系的環氧灌漿材料。當環氧灌漿材料用于建筑物加固時，作為力學承載主體的建筑物需具有較強的抗力學疲勞特性，對于瞬間沖擊載荷及周期載荷需具有足夠的承載能力。因此需要裂縫加固用環氧灌漿材料不僅具備高強度，并且具備高韌性。傳統糠醛-丙酮稀釋體系的環氧灌漿材料存在固化物性能過脆、低溫韌性較差的問題，尤其當環氧灌漿材料在我國北方寒冷地區應用時，低溫脆性大的問題更加突出，因此需要對其進行增韌改性。

目前關于環氧灌漿材料的增韌改性手段較多，其中有機硅改性環氧樹脂材料由于其諸多優點而備受關注。中國專利CN100371387C中公開了一種環氧化硅油改性環氧樹脂復合材料的制備方法。其所述環氧硅油是側基為環氧基烴基的有機硅低聚物分子，通過環氧基在體系固化過程中參與固化反應，將有機硅組分引入體系。改性后體系雖在一定程度上材料的韌性增強，但由于側環氧烴基含量較高，側鏈密度較高，當材料在低溫時(低于0℃)，有機硅鏈段柔韌性受高交聯度的約束而不能完全體現，導致材料低溫時韌性較差。此外，還有研究者直接采用以聚二甲基硅氧烷(PDMS)為主鏈的氨基有機硅聚合物改性環氧材料，此類材料耐熱性有所提高，但是力學性能較低。由于PDMS分子鏈為對稱結構，整體呈非極性，其內聚能密度僅為15.3J^1/2·cm^-3/2而環氧樹脂內聚能密度約為22.2J^1/2·cm^-3/2，兩者相差較大。因此環氧樹脂結構單元與PDMS相容性較差，PDMS改性環氧體系易出現明顯相分離，這也是氨基硅油改性環氧灌漿材料力學性能下降較多的主要原因。因此目前普通有機硅改性環氧灌漿材料存在一定的局限性。

發明內容

為了克服現有技術中環氧灌漿材料體系相容性差、低溫韌性差等缺陷，本發明提供一種體系間相容性好、力學性能、低溫韌性和耐冷熱循環性能優異的含氟有機硅聚合物改性糠醛丙酮環氧灌漿材料及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種含氟有機硅聚合物改性糠醛丙酮環氧灌漿材料，包括質量比為100:(12～35)的含氟有機硅聚合物改性糠醛丙酮環氧灌漿組分(A)和固化劑組分(B)；

含氟有機硅聚合物改性糠醛丙酮環氧灌漿組分(A)按質量份數計，包括：

固化劑組分(B)為多元胺。

上述含氟有機硅聚合物改性糠醛丙酮環氧灌漿材料體系間相容性好、無相分離，力學性能強，低溫韌性好，耐冷熱循環性能優異。

申請人經研究發現：所述含氟有機硅聚合物，低于10份時改性效果不明顯，高于30份時會造成材料強度下降較多；所述鄰苯二甲酸二辛酯，適當添加可進一步改善材料力學性能，但添加量超過20份時材料強度會出現大幅下降；所述糠醛，用量過少時體系稀釋不充分，粘度過高，用量過多時，固化物性能較差；所述丙酮，用量過少時體系稀釋不充分，粘度過高，用量過多時，固化物性能較差；所述無機強堿水溶液，用量小于3份時影響材料的力學性能，用量大于5份時，催化反應較快，不易控制。

上述含氟有機硅聚合物的結構式為：

其中，R為-CH₂CH₂CH₂NH₂或-CH₂CH₂CH₂NHCH₂CH₂NH₂，x為5～50，y為10～50，z為0～3。這樣能進一步提高環氧灌漿材料的低溫韌性和耐冷熱循環性能。

上述x、y、z分別是主鏈中三種結構單元的重復單元數，這三種結構單元可任意排列連接。

優選，所述含氟有機硅聚合物中，y/(x+y+z)的比值范圍為20～80％。這樣能進一步保證環氧灌漿材料的力學強度和低溫韌性。

大于或小于上述范圍，均會使含氟有機硅聚合物改性糠醛丙酮環氧灌漿材料的力學性能變差。

優選，所述含氟有機硅聚合物中氨基質量含量為0.5～1.5wt％。這樣能進一步提高體系間的相容性，并進一步保證產品的耐低溫性能，過大或過小均會導致含氟有機硅聚合物改性糠醛丙酮環氧灌漿材料性能變差。