专利名称：高聚物改性环氧砂浆及其制备方法
技术领域：
本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种高聚物改性环氧砂浆及其制备方法。
背景技术：
混凝土建筑物除要求具有设计的强度，以保证建筑物能安全承受荷载外，还应在在周围的自然环境及使用条件下，具有耐久性能，即防滑性、抗磨性、防水性和抗腐蚀性等。然而，现有技术很多混凝土建筑物存在以下问题有些混凝土建筑物碳化和裂缝问题普遍存在；钢筋混凝土机构受侵蚀引起的钢筋锈蚀严重；临水混凝土表面松散剥落；混凝土表面冲磨破坏、机械磨损等。为了改变混凝土建筑物中存在的上述问题，人们普遍使用环氧砂浆。环氧砂浆是一种混凝土表面修补材料，是以环氧树脂为主要成分，加入一些辅助材料(如固化剂、增塑剂和稀释剂等)而制成的环氧复合材料。环氧砂浆具有强度高、抗冲磨性能好、粘接力强和耐水性好等特点。但是，现有技术中使用的环氧砂浆通常存在电绝缘性差、抗微生物侵蚀性差、耐热和耐温差骤变性能差等缺点，在一定程度上限制了其应用和推广。此外，现有技术中的环氧砂浆有时还含有溶剂，会对环境造成污染，而且在储存、运输和施工的过程中还存在一定的安全隐患。有鉴于此，确有必要提供一种高聚物改性环氧砂浆及其制备方法，该环氧砂浆不含有溶剂，可以减小对环境的污染 ，能够提高在储存、运输和施工的过程中的安全性，而且还具有电绝缘性好、抗微生物侵蚀性好、耐热和耐温差骤变性能好等优点。
发明内容
本发明的目的之一在于针对现有技术的不足，而提供一种高聚物改性环氧砂浆，该环氧砂浆不含有溶剂，可以减小对环境的污染，能够提高在储存、运输和施工的过程中的安全性，而且还具有电绝缘性好、抗微生物侵蚀性好、耐热和耐温差骤变性能好等优点。为了实现上述目的，本发明所采用如下技术方案
一种高聚物改性环氧砂浆，包括A组分和B组分，按质量百分比计，所述A组分包括以下组分
环氧树脂10-35% ；
中温煤浙青 5-20% ；
高聚物15-35% ；
滑石粉5-15% ；
云母粉3-15% ；
硬化剂1-20% ；
增塑剂1-20% ；
稀释剂1-8% ；所述高聚物为焦煤油，所述滑石粉的粒径为1000-3000目，所述云母粉的粒径为5-100 μ m，所述滑石粉和所述云母粉的含水率均小于O. 5% ;所述B组分为胺类固化剂，所述A组分和B组分的质量比例为(10-30) :1。其中，中温煤浙青的环球法软化点为75_95°C，其具有很好的耐水性且价格低廉，它和环氧树脂具有良好的相容性，将其与环氧树脂混合能够获得具有优异的电绝缘性、抗微生物侵蚀性、耐热性、耐化学腐蚀和耐温差骤变性的环氧浙青。滑石粉和云母粉均属于矿物填料，其中，滑石粉可以提高抗磨性能和润滑性能，云母粉可以提高硬度和抗磨性能，此外，使用填料的另一个目的在于减少树脂用量，降低成本，降低热膨胀系数和收缩率，增加导热系数和粘接力。矿物填料的颗粒尺寸对其拉伸强度、抗冲击性、弯曲强度和硬度等方面的性质都有着不同程度的影响，进而影响到环氧砂浆的拉伸强度、抗冲击性、弯曲强度和硬度，因此，本发明对二者的粒径进行了合理的优化，使其兼具优良的拉伸强度、抗冲击性、弯曲强度和硬度。矿物填料的含水率是保证环氧砂浆质量的关键。若矿物填料的含水率太高，会在矿物填料的表面形成一层水膜，降低粘接力，从而影响环氧砂浆的抗压强度、抗拉强度。焦煤油具有憎水作用，再加上外加的压荷负载，使得环氧砂浆层与混凝土之间的水层被排挤出去，使环氧砂浆层具有很好的防水性。而且，焦煤油是化工生产过程中最常见的废弃物，目前主要采用对方、填埋、露天焚烧等方法进行处理，既污染环境，又浪费资源和人力。而本发明则将其变废为宝，用于制备环氧砂浆，不仅可以减少污染，保护环境，而且可以降低生产成本。作为本发明高聚物改性环氧砂浆的一种改进，按质量百分比计，所述A组分包括以下组分
环氧树脂15-30% ；
中温煤浙青 10-15% ；
高聚物20-30% ；
滑石粉8-13% ；
云母粉5-12% ；
硬化剂5-10% ；
增塑剂5-10% ；
稀释剂3-6% ；
所述滑石粉的粒径为1500-2500目，所述云母粉的粒径为10-50 μ m。作为本发明高聚物改性环氧砂浆的一种改进，按质量百分比计，所述A组分包括以下组分
环氧树脂20% ；
中温煤浙青 13% ；
高聚物26% ；
滑石粉10% ；
云母粉11%;
硬化剂8% ；
增塑剂8% ；稀释剂4% ；
所述滑石粉的粒径为2000目，所述云母粉的粒径为30 μ m。作为本发明高聚物改性环氧砂浆的一种改进，所述环氧树脂为E44环氧树脂或双酚A型环氧树脂。其中，双酚A型环氧树脂具有对混凝土附着力优良，固化时体积收缩率低，涂膜坚韧耐磨且具有一定的抗潮性等特点。作为本发明高聚物改性环氧砂浆的一种改进，所述硬化剂为乙二胺。由于环氧树脂为分子量不是很高的线性高分子化合物，加入硬化剂后，能够使其成为体型结构，使其具有不熔的热固性。作为本发明高聚物改性环氧砂浆的一种改进，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯。硬化后的环氧树脂的强度虽然很高，但性质较脆，在低温条件下，抗冲击能力差，加入增塑剂可以增加环氧砂浆的韧性，提高其抗弯及抗冲击性能。作为本发明高聚物改性环氧砂浆的一种改进，所述胺类固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺和异佛尔酮二胺中的至少一种。固化剂是在环氧砂浆中促使环氧树脂固化的添加齐U，如果未添加固化剂或固化剂的添加量不够，则环氧树脂就不会凝固。作为本发明高聚物改性环氧砂浆的一种改进，所述稀释剂为丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、叔丁基苯酚缩水甘油醚和三羟甲基丙烷三甘油醚中的至少一种。由于环氧树脂的粘度较高，不易施工，因此需要加入稀释剂以降低粘度，这些稀释剂本身含有环氧基，可以参加固化反应，使环氧砂浆有弹性和较好的耐热性。相对于现有技术，本发明至少含有以下优点第一，不含有机溶剂，VOC较低，改善了生产和施工环境，特别是空间狭小，通风不良的场合，减小了对环境的污染，且由于无易燃的有机溶剂挥发，因此储存、运输和施工过程更安全可靠。第二，由于中温煤浙青的加入，使得本发明的环氧砂浆电绝缘性好、抗微生物侵蚀性好、耐热、耐化学腐蚀和耐温差骤变性能好，而由于焦煤油的改性作用，使得本发明的环氧砂浆具有良好的防水性能；而具有适当粒径和适当含水率的矿物填料的加入又使得本发明的环氧砂浆具有良好的耐磨防滑性能，特别适用于桥梁、直升机平台、码头、停机坪和工业地面等各种承受重级交通的区域。本发明的另一个目的在于提供一种高聚物改性环氧砂浆的制备方法，包括以下步骤
第一步，将中温煤浙青加入带有加热装置的搅拌缸中，加热到70-80°C，使中温煤浙青完全转化成液体；
第二步，开动搅拌机，加入环氧树脂，使中温煤浙青与环氧树脂混合均匀，得到混合
物；
第三步，待第二步的混合物冷却至30°C以下时，加入焦煤油、硬化剂、增塑剂和稀释剂，并搅拌均匀；
第四步，加入滑石粉和云母粉，搅拌均匀后得到A组分，施工时，将A组分和B组分胺类固化剂按照(10-30) 1的质量比例混合。作为本发明高聚物改性环氧砂浆的制备方法的一种改进，第三步所述搅拌的速度为900-1100r/min，第四步所述搅拌的速度为1200_1800r/min。第四步的搅拌速度较大是因为矿物填料是固体颗粒物 质，较大的搅拌速度才能使其充分分散。
相对于现有技术，本发明简便易行，易于实现工业化，且产品性能稳定，并可根据实际施工条件进行调配，施工操作方便。
具体实施例方式下面结合实施例，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例1
本实施例提供了一种高聚物改性环氧砂浆，包括A组分和B组分，按质量百分比计，A组分包括以下组分
双酚A型环氧树脂20% ；
中温煤浙青13% ；
焦煤油26% ；
滑石粉10% ；
云母粉11%;
硬化剂乙二胺8%;
增塑剂邻苯二甲酸二丁酯 8% ；
稀释剂丁基缩水甘油醚4% ；
其中，滑石粉的粒径为2000目，所述云母粉的粒径为30 μ m，滑石粉和云母粉的含水率均小于O. 5% ；B组分为胺类固化剂二乙烯三胺，A组分和B组分的质量比例为20 :1。其生产工艺如下
第一步，首先按质量比称取各原料(双酚A型环氧树脂、中温煤浙青、焦煤油、粒径为2000目的滑石粉、粒径为30 μ m的云母粉、硬化剂乙二胺、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯、稀释剂丁基缩水甘油醚和二乙烯三胺)，然后将中温煤浙青加入带有加热装置的搅拌缸中，加热到80°C，使中温煤浙青完全转化成液体；
第二步，开动搅拌机，加入双酚A型环氧树脂，使中温煤浙青与双酚A型环氧树脂混合均匀，得到混合物；
第三步，待第二步的混合物冷却至30°C以下时，加入焦煤油、硬化剂乙二胺、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯和稀释剂丁基缩水甘油醚，并搅拌均匀，搅拌速度为900r/min ；
第四步，加入滑石粉和云母粉，搅拌均匀后得到A组分，搅拌速度为1500r/min，施工时，将A组分和B组分胺类固化剂二乙烯三胺按照20 1的质量比例混合。实施例2
本实施例提供了一种高聚物改性环氧砂浆，包括A组分和B组分，按质量百分比计，A组分包括以下组分
E44环氧树脂29% ；
中温煤浙青15% ；
焦煤油30% ；
滑石粉8% ；
云母粉5% ；
硬化剂乙二胺5%;
增塑剂邻苯二甲酸二辛酯 5%;稀释剂苯基缩水甘油醚3% ；
其中，滑石粉的粒径为1500目，所述云母粉的粒径为50 μ m，滑石粉和云母粉的含水率均小于O. 5% ；B组分为胺类固化剂三乙烯四胺，A组分和B组分的质量比例为15 :1。其生产工艺如下
第一步，首先按质量比称取各原料(E44环氧树脂、中温煤浙青、焦煤油、粒径为1500目的滑石粉、粒径为50 μ m的云母粉、硬化剂乙二胺、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯、稀释剂苯基缩水甘油醚和三乙烯四胺)，然后将中温煤浙青加入带有加热装置的搅拌缸中，加热到75°C，使中温煤浙青完全转化成液体；
第二步，开动搅拌机，加入E44环氧树脂，使中温煤浙青与E44环氧树脂混合均匀，得到混合物；
第三步，待第二步的混合物冷却至30°C以下时，加入焦煤油、硬化剂乙二胺、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯和稀释剂苯基缩水甘油醚，并搅拌均匀，搅拌速度为1000r/min ；
第四步，加入滑石粉和云母粉，搅拌均匀后得到A组分，搅拌速度为1200r/min，施工时，将A组分和B组分胺 类固化剂三乙烯四胺按照15 1的质量比例混合。实施例3
本实施例提供了一种高聚物改性环氧砂浆，包括A组分和B组分，按质量百分比计，A组分包括以下组分
双酚A型环氧树脂15%;
中温煤浙青10% ；
焦煤油24% ；
滑石粉13% ；
云母粉12% ；
硬化剂乙二胺10%;
增塑剂邻苯二甲酸二丁酯10% ；
稀释剂叔丁基苯酚缩水甘油醚6% ；
其中，滑石粉的粒径为2500目，所述云母粉的粒径为70 μ m，滑石粉和云母粉的含水率均小于O. 5% ；B组分为胺类固化剂异佛尔酮二胺，A组分和B组分的质量比例为25 :1。其生产工艺如下
第一步，首先按质量比称取各原料(双酚A型环氧树脂、中温煤浙青、焦煤油、粒径为2500目的滑石粉、粒径为70 μ m的云母粉、硬化剂乙二胺、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯、稀释剂叔丁基苯酚缩水甘油醚和异佛尔酮二胺)，然后将中温煤浙青加入带有加热装置的搅拌缸中，加热到70°C，使中温煤浙青完全转化成液体；
第二步，开动搅拌机，加入双酚A型环氧树脂，使中温煤浙青与双酚A型环氧树脂混合均匀，得到混合物；
第三步，待第二步的混合物冷却至30°C以下时，加入焦煤油、硬化剂乙二胺、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯和稀释剂叔丁基苯酚缩水甘油醚，并搅拌均匀，搅拌速度为950r/min ；
第四步，加入滑石粉和云母粉，搅拌均匀后得到A组分，搅拌速度为1800r/min，施工时，将A组分和B组分胺类固化剂异佛尔酮二胺按照25 1的质量比例混合。实施例4本实施例提供了一种高聚物改性环氧砂浆，包括A组分和B组分，按质量百分比计，A组分包括以下组分
E44环氧树脂34% ；
中温煤浙青20% ；
焦煤油35% ；
滑石粉5% ；
云母粉3% ；
硬化剂乙二胺1%;
增塑剂邻苯二甲酸二辛酯 1%;
稀释剂三羟甲基丙烷三甘油醚1%;
其中，滑石粉的粒径为1000目，所述云母粉的粒径为5 μ m，滑石粉和云母粉的含水率均小于O. 5% ；B组分为胺类固化剂二乙烯三胺，A组分和B组分的质量比例为10 :1。其生产工艺如下
第一步，首先按质量比称取各原料(E44环氧树脂、中温煤浙青、焦煤油、粒径为1000目的滑石粉、粒径为5μπι的云母粉、硬化剂乙二胺、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯、稀释剂三羟甲基丙烷三甘油醚和二乙烯三胺)，然后将中温煤浙青加入带有加热装置的搅拌缸中，加热到77°C，使中温 煤浙青完全转化成液体；
第二步，开动搅拌机，加入E44环氧树脂，使中温煤浙青与E44环氧树脂混合均匀，得到混合物；
第三步，待第二步的混合物冷却至30°C以下时，加入焦煤油、硬化剂乙二胺、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯和稀释剂三羟甲基丙烷三甘油醚，并搅拌均匀，搅拌速度为1050r/min ；第四步，加入滑石粉和云母粉，搅拌均匀后得到A组分，搅拌速度为1400r/min ;施工时，将A组分和B组分胺类固化剂二乙烯三胺按照10 1的质量比例混合。实施例5
本实施例提供了一种高聚物改性环氧砂浆，包括A组分和B组分，按质量百分比计，A组分包括以下组分
双酚A型环氧树脂10% ；
中温煤浙青5% ；
焦煤油15% ；
滑石粉15% ；
云母粉15% ；
硬化剂乙二胺16%;
增塑剂邻苯二甲酸二丁酯 8% ；
增塑剂邻苯二甲酸二辛酯 8%;
稀释剂丁基缩水甘油醚4% ；
稀释剂三羟甲基丙烷三甘油醚4%;
其中，滑石粉的粒径为3000目，所述云母粉的粒径为100 μ m，滑石粉和云母粉的含水率均小于O. 5% ；B组分为胺类固化剂二乙烯三胺和异佛尔酮二胺的混合物(二者的质量比为1:1)，A组分和B组分的质量比例为30 :1。
其生产工艺如下
第一步，首先按质量比称取各原料(双酚A型环氧树脂、中温煤浙青、焦煤油、粒径为2000目的滑石粉、粒径为30 μ m的云母粉、硬化剂乙二胺、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯、稀释剂丁基缩水甘油醚、稀释剂三羟甲基丙烷三甘油醚、二乙烯三胺和异佛尔酮二胺)，然后将中温煤浙青加入带有加热装置的搅拌缸中，加热到73°C，使中温煤浙青完全转化成液体；
第二步，开动搅拌机，加入双酚A型环氧树脂，使中温煤浙青与双酚A型环氧树脂混合均匀，得到混合物；
第三步，待第二步的混合物冷却至30°C以下时，加入焦煤油、硬化剂乙二胺、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯、稀释剂丁基缩水甘油醚和三羟甲基丙烷三甘油醚，并搅拌均勻，搅拌速度为1100r/min ；
第四步，加入滑石粉和云母粉，搅拌均匀后得到A组分，搅拌速度为1600r/min;施工时，将A组分和B组分按照30 1的质量比例混合。对比例I
本对比例提供的一种无环氧砂浆，按质量百分比计，包括以下组分 双酚A型环氧树脂49% ；
滑石粉13% ；
云母粉12% ；
硬化剂乙二胺10%;
增塑剂邻苯二甲酸二丁酯10% ；
稀释剂叔丁基苯酚缩水甘油醚6%。对比例2
与实施例1不同的是，滑石粉和云母粉的含水率均为1%，其余同实施例1，这里不再赘述。分别测试实施例1-5和对比例I和2的环氧砂浆的绝缘性能(电阻值)、抗压强度、耐H2SO4 (20wt%, 25°C )性能(时间为30天)、耐NaOH (20wt%, 25°C )性能(时间为30天)、防滑效果、耐温差骤变性能(80°C下露置8小时，然后在5°C下露置10小时，反复三次)，所得结果不于表I。表1:实施例1-5和对比例I的环氧砂浆的性能测试结果。
权利要求
1.一种高聚物改性环氧砂浆，包括A组分和B组分，其特征在于，按质量百分比计，所述A组分包括以下组分 环氧树脂10-35% ； 中温煤浙青 5-20% ； 高聚物15-35% ； 滑石粉5-15% ； 云母粉3-15% ； 硬化剂1-20% ； 增塑剂1-20% ； 稀释剂1-8% ； 所述高聚物为焦煤油，所述滑石粉的粒径为1000-3000目，所述云母粉的粒径为5-100 μ m,所述滑石粉和所述云母粉的含水率均小于O. 5% ； 所述B组分为胺类固化剂，所述A组分和B组分的质量比例为(10-30) :1。
2.根据权利要求1所述的高聚物改性环氧砂浆，其特征在于，按质量百分比计，所述A组分包括以下组分 环氧树脂15-30% ； 中温煤浙青 10-15% ； 高聚物20-30% ； 滑石粉8-13% ； 云母粉5-12% ； 硬化剂5-10% ； 增塑剂5-10% ； 稀释剂3-6% ； 所述滑石粉的粒径为1500-2500目，所述云母粉的粒径为10-50 μ m。
3.根据权利要求2所述的高聚物改性环氧砂浆，其特征在于，按质量百分比计，所述A组分包括以下组分 环氧树脂20% ； 中温煤浙青 13% ； 高聚物26% ； 滑石粉10% ； 云母粉11%; 硬化剂8% ； 增塑剂8% ； 稀释剂4% ； 所述滑石粉的粒径为2000目，所述云母粉的粒径为30 μ m。
4.根据权利要求1至3任一项所述的高聚物改性环氧砂浆，其特征在于所述环氧树脂为E44环氧树脂或双酚A型环氧树脂。
5.根据权利要求1至3任一项所述的高聚物改性环氧砂浆，其特征在于所述硬化剂为乙二胺。
6.根据权利要求1至3任一项所述的高聚物改性环氧砂浆，其特征在于所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯。
7.根据权利要求1至3任一项所述的高聚物改性环氧砂浆，其特征在于所述胺类固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺和异佛尔酮二胺中的至少一种。
8.根据权利要求1至3任一项所述的高聚物改性环氧砂浆，其特征在于所述稀释剂为丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、叔丁基苯酚缩水甘油醚和三羟甲基丙烷三甘油醚中的至少一种。
9.一种权利要求1至3任一项所述的高聚物改性环氧砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 第一步，将中温煤浙青加入带有加热装置的搅拌缸中，加热到70-80°C，使中温煤浙青完全转化成液体； 第二步，开动搅拌机，加入环氧树脂，使中温煤浙青与环氧树脂混合均匀，得到混合物； 第三步，待第二步的混合物冷却至30°C以下时，加入焦煤油、硬化剂、增塑剂和稀释剂，并搅拌均匀； 第四步，加入滑石粉和云母粉，搅拌均匀后得到A组分，施工时，将A组分和B组分胺类固化剂按照(10-30) 1的质量比例混合。
10.根据权利要求9所述的高聚物改性环氧砂浆的制备方法，其特征在于第三步所述搅拌的速度为900-1100r/min，第四步所述搅拌的速度为1200_1800r/min。
全文摘要
本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种高聚物改性环氧砂浆，包括A组分和B组分，A组分包括以下组分环氧树脂10-35%；中温煤沥青5-20%；高聚物15-35%；滑石粉5-15%；云母粉3-15%；硬化剂1-20%；增塑剂1-20%；稀释剂1-8%；滑石粉和云母粉的含水率均小于0.5%；B组分为胺类固化剂。相对于现有技术，本发明不含有机溶剂，减小了对环境的污染，且无易燃的有机溶剂挥发，储存、运输和施工过程更安全可靠。由于中温煤沥青的加入，使得本发明的环氧砂浆电绝缘性好、抗微生物侵蚀性好、耐热、耐化学腐蚀和耐温差骤变性能好，而由于焦煤油的改性作用，使得本发明的环氧砂浆具有良好的防水性能。
文档编号C04B26/26GK103058587SQ201210537750
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者陆天献 申请人:东莞市斯博锐高分子建筑材料科技有限公司