一种用于非开挖修复技术的耐热环氧粘合剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及粘合剂领域，特别是一种用于非开挖修复技术的耐热环氧粘合剂及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 供热管道按热媒种类分为：1、工作压力小于或等于1. 6MPa，介质温度小于或等于 350°C的蒸汽管网；以及2、工作压力小于或等于2. 5MPa，介质温度小于或等于200°C的热水 管网。据研宄发现，管道故障很大程度上是由管道腐蚀引起的，而且内腐蚀和外腐蚀通常是 同时发生的，且外腐蚀比内腐蚀更严重，而阀门和补偿器损坏的主要原因其实也是腐蚀破 坏。由此可见，管道及其附件的腐蚀破坏是影响供热系统可靠性、造成管道故障的主要原 因。
[0003] 供暖管道的非开挖修复技术可避免对腐蚀严重的管线全线开挖、彻底更换，因此 成本相对较低，施工时间短，特别对于埋设于高大建筑物及重要交通干线下的管线腐蚀泄 露无法更换的问题也得到了很好解决。非开挖管道修复技术分为多种，例如上世纪80、90 年代发展起来的翻衬法修复，就是一种典型的非开挖修复技术，其原理是采用纺织纤维材 料制作管状织物，对其进行防渗膜涂层和树脂浸渍处理，然后采用翻转法利用气压使之紧 贴在旧管道内壁上，树脂固化成型后形成内壁光滑的管状纺织复合材料，从而形成对旧管 道的防护与修复。
[0004] 但是，现有技术当中，可以应用于非开挖技术中热水/热蒸汽管网的环氧树脂粘 合剂非常少，这是由于常规的粘合剂具备的力学性能和耐热性能无法满足非开挖修复中热 管道恶劣的工作环境。如CN 104099051 A公开的一种环氧树脂胶粘剂，含有环氧树脂20~ 60份，酸酐类固化剂20~50份，增韧剂5~25份，补强材料5~15份，稀释剂10~20 份，促进剂0.1~2份。其中补强材料为超细或纳米级二氧化硅。根据上述专利文献披露 的测试结果可知，虽然加入了纳米级二氧化硅作为补强剂以及增韧剂以提高胶粘剂的力学 性能，但效果十分有限，产品的剪切强度最高只能达到13. 5MPa，此外，文献中披露的胶粘剂 的玻璃化转变温度为130°C左右，这样的耐热性能完全无法应用到200°C以上的热管道当 中。现有技术中还公开了一些其他改性方法，以提高环氧树脂粘合剂的性能，但往往无法兼 顾力学性能和耐热性能，尤其是耐热性上提升有限，在200°C以上的环境下热损失较大，仍 无法应用于热管道当中。申请人通过大量试验，在采用了特定的配伍和配比，在特定的工艺 条件下制备得到了一种具有优异耐热性能和力学性能的环氧树脂粘合剂，从而完成了本发 明。
【发明内容】
[0005] 针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种用于非开挖修复技术的耐热 环氧粘合剂，该粘合剂兼具有优异的耐热性和力学性能，尤其是能够应用于非开挖管道修 复技术中热管道中。
[0006] 本发明提供的一种用于非开挖修复技术的耐热环氧粘合剂，由A料和B料组成，所 述A料按重量份包括如下组分：有机硅改性环氧树脂65. 0-90. 0份，乙醇20. 0-30. 0份，硅 烷偶联剂0. 05-2. 0份，纳米二氧化硅1. 0-3. 0份；
[0007] 所述B料为20. 0-30. 0份的封端异氰酸酯。
[0008] 优选地，上述有机硅改性环氧树脂是用二苯基硅二醇改性的环氧树脂。
[0009] 更优选地，所述有机硅改性环氧树脂是用二苯基硅二醇改性的环氧树脂E-44。
[0010] 最优选地，用二苯基硅二醇改性的环氧树脂E-44通过包括如下步骤的方法制备 得到：按环氧树脂E-44 :二苯基硅二醇=4:1的质量比备料，将环氧树脂E-44置于反应容 器中，在120°C下抽真空0. 5小时，依次加入二苯基硅二醇和催化剂辛酸亚锡，辛酸亚锡占 反应物总质量（即环氧树脂E-44和二苯基娃二醇的总质量）的1-2%，在145°C下反应2 小时得到有机硅改性环氧树脂产物。
[0011] 优选地，所述封端异氰酸酯为封端异氰酸酯YG-75F (购自东海县依高树脂生产有 限公司）。
[0012] 优选地，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-560。
[0013] 优选地，所述纳米二氧化娃的粒径为20~100nm。
[0014] 上述用于非开挖修复技术的耐热环氧粘合剂，用热失重分析方法对用于非开挖 修复技术的耐热环氧粘合剂进行检测，在空气气氛下，升温速率为10°c/min、最终温度为 200~300°C时，用于非开挖修复技术的耐热环氧粘合剂的热失重比例小于2. 1%，在最优 选地实施方式下可达到0%。
[0015] 用于非开挖修复技术的耐热环氧粘合剂的制备方法，包括如下步骤：
[0016] (1)取乙醇倒入容器中，滴加硅烷偶联剂，震荡摇匀后静置10分钟配成溶液；然 后将该配置好的溶液倒入装有纳米二氧化硅的容器中，超声分散10-20分钟，超声频率为 20-50KHZ，得到透明的改性纳米二氧化硅溶液；
[0017] (2)将环氧树脂E-44置于反应容器中，在120°C下抽真空0? 5小时，依次加入二苯 基硅二醇和催化剂辛酸亚锡，环氧树脂E-44与二苯基硅二醇的质量比为4:1，辛酸亚锡占 反应物总质量的1-2%，在145°C下反应2小时得到有机硅改性环氧树脂产物；
[0018] (3)室温下，将步骤⑴得到的表面改性纳米二氧化硅溶液倒入改性环氧树脂产 物中，于90°C下加热回流，搅拌1小时后减压蒸去乙醇，得到纳米二氧化硅改性的环氧树 脂；
[0019] (4)在500-800r/min的中速分散状态下向纳米二氧化硅改性的环氧树脂中依次 加入环己酮树脂和B料，分散搅拌均匀后灌装即得到用于非开挖修复技术的耐热环氧粘合 剂。
[0020] 本发明中的各组分均可在市场上直接购得。
[0021] 本发明提供的一种用于非开挖修复技术的耐热环氧粘合剂，具有如下有益效果：
[0022] (1)由于纳米Si02粒子的比表面积大，填料与基体接触面积增大，纳米粒子与环 氧树脂之间存在强相互作用，表面处理后的纳米粒子，在基体中实际起到交联点的作用，有 利于环