专利名称：含纳米材料的结构胶的制作方法
技术领域：
本发明属于一种胶粘剂，具体涉及一种建筑用结构胶。
建筑施工与加固改造对粘接材料的要求是多种多样的，应用条件与环境不同，对建筑结构胶也提出了许多新的性能要求，为此我国近年来出现了一些在粘接强度满足规范要求的前提下，又具有一些特种性能的建筑结构胶。如水下或高潮湿条件固化的建筑结构胶、耐高温性能的耐温胶、快固化锚固胶、高温耐持久胶、可在-10℃施工的低温施工胶、耐150℃的高温胶、用于接长构件的特种胶、用无机材料制成的耐高温的高模量胶、用于灌注的水乳型低粘度胶和非水乳型低粘度灌注胶等。
世界胶粘剂的发展趋势要求重点发展环保型胶粘剂，积极开发高品质高性能胶粘剂，中国专利局公开了几种不同性能的胶粘剂，其中CN87100265专利公开了一种室温固化耐高温高强韧性环氧结构胶粘剂及制备方法，该专利方案采用羧基丁腈改性环氧树脂(A组分)与自制的含有胺基、氰基、笨基和醚键的固化剂(B组分)，粘结使用时按1∶12-1(B∶A)的比例配制而成；CN1088604公开了一种氨基多官能环氧树脂类耐热建筑结构胶粘剂，该专利方案选用对氨基笨酚二缩水甘油环氧或4，4’-二氨二笨基甲烷四缩水甘油环氧为主剂，采用芳香胺和笨酚、甲醛、胺类缩合物的混合型固化剂配置而成。上述两种技术方案虽可提高结构胶的韧性，改善结构胶的耐热性等，但仍存在粘合材料的压剪强度值偏低的缺点，特别是在用于大理石和花岗岩的粘接时难以满足安全可靠的要求，同时也不适合在四季温差较大的地区使用。CN1222552A提供了一种含刚性介晶基团及柔性链改性剂的环氧树脂粘合剂及其制备方法，它是液体环氧树脂、双氰双胺、填料等材料配制成一种新型的环氧树脂粘合剂，该粘合剂可在中低温固化，粘接材料既具有较高玻璃化转变温度、高模量、高强度的特性，又具有良好的冲击韧性及粘接强度，但其改性剂的制备较复杂，并存在粘合材料的压剪强度值偏低的特点。而CN1282771A公开了一种建筑用双组分环氧树脂结构胶，它包括A组分和B组分，A组分中含有双酚A型环氧树脂，B组分中含有聚酰胺型固化剂，A组分中还含有聚硅氧烷，其添加量为双酚A型环氧树脂的5-10％，虽然其压剪强度高，特别是冻融压剪强度高，但其它力学性能和功能性性能不够完善和全面。
本发明的技术问题是通过下面的技术方案实现的，其特征在于它是由甲、乙两组按下述重量配比的原料组成，其中甲组分中E-44型或E-51型环氧树脂80-120份，液体聚硫橡胶5-30份，填料100-150份，纳米SiO23-5份；乙组分中改性固化剂1540份，促进剂3-10份，增塑剂5-10份，硅微粉60-80份，钛微粉10-20份，铝粉10-30份，KH-550偶联剂5-15份。上述原料使用配比为甲组分∶乙组分＝0.5～1.5∶0.5～1.5(重量份)。
本发明通过在甲组分中加入液体聚硫橡胶，可大大提高结构胶的柔韧性，同时纳米材料的加入增大了胶与被粘物之间的接触面积，界面结合力强，力学性能良好，能提高制品的透气率和自熄性能和自密实性，使结构胶的致密防水、增韧、抗老化、粘接强度、抗剪强度、触变性、稳定性等性能均大大提高。甲组分中含环氧基团的原料与乙组分中的苯酚、甲醛、脂肪胺加成物改性固化剂，在混合时产生的加成反应，可使结构胶的剪切强度大大提高。与现有技术相比，本发明具有更优良的力学性能和功能性能，不仅可广泛用于建筑行业，也适应于其它行业。
本发明甲组分中的聚硫橡胶本身硫化后，具有得很好的弹性和粘附性，并且耐各种油类和化学介质作用。当聚硫橡胶和环氧树脂混合后，末端的硫醇基(-SH)可以和环氧基发生化学作用，从而参加到固化后的环氧树脂结构中，赋予交联后的环氧树脂较好的柔韧性，大大改善了环氧树脂的抗冲击性能及脆性差的缺点，可满足油污、酸(碱)环境较重的结构加固及防水处理要求。
本发明在甲组分中加入了纳米SiO2，且通过表面包覆处理，成功地解决了纳米材料的极易团聚，不易分散到初级颗粒状态，不能充分发挥纳米材料的性能及作用的问题。纳米SiO2的加入增大了胶与被粘物之间的接触面积，使粘接更稳固、结构更加致密防水，还可增加胶的触变性和分散性，且具有增韧、抗老化等优异性能，可满足防水、防渗要求高的要求。
本发明乙组分中的改性固化剂为苯酚、甲醛、脂肪胺加成物，属挥发性低无毒型胺类固化剂，可在室温、常温、低温、潮湿、干燥条件下固化环氧树脂，具有优良的物理化学性能；促进剂为三(二甲基氨甲基)苯酚，可加快环氧树脂的固化速度；增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，该偶联剂的商品名为KH-550，可提高胶的粘接强度，并使胶接接头更耐介质、耐水、耐老化。另外，在乙组分中还加入有硅微粉、钛微粉和铝粉，其中硅微粉为石英粉，表面含有许多羟基，可降低结构胶施胶过程中的固化放热，减少固化收缩引起的粘接缝隙，同时可提高胶接硬度，提高绝缘性能；钛微粉为二氧化钛粉，亦为一种填料，可提高胶的粘附力、增白、介电、耐老化性能；铝粉可提高胶的粘接强度，耐高温、导热，可减少胶的收缩率。
本发明在使用时以甲∶乙＝0.5～1.5∶0.5～1.5(重量比)的比例混合作用。
本发明甲、乙组分的基本配比(重量份)如下甲组分E-44型或E-51型环氧树脂 80-120份液体聚硫橡胶5-30份水泥(填料) 100-150份纳米SiO23-5份乙组分改性固化剂 15-40份促进剂 3-10份增塑剂 5-10份硅微粉 60-80份钛微粉 10-20份铝粉10-30份KH-550偶联剂5-15份
E-44型或E-51型环氧树脂 100份液体聚硫橡胶 25份水泥(填料) 130份纳米SiO23份乙组分改性固化剂 25份促进剂 5份增塑剂 5份硅微粉 70份钛微粉 15份铝粉 10份KH-550偶联剂 10份。
本实施例在常规下使用。
本实施例耐高温、耐腐蚀、耐油性好，增韧效果好，适用于环境条件较差的场合。
纳米SiO25份乙组分改性固化剂 35份促进剂 10份增塑剂 5份硅微粉 70份钛微粉 15份铝粉10份KH-550偶联剂10份本实施例为水下固化型，适用于潮湿环境或抗渗要求高的场合。
由实施例1、2、3的甲、乙组分分别配成的环氧树脂结构胶，其固化试样性能如表1表1 实施例1、2、3固化试样性能与现有技术比较
由以上测试数据可以看出，本发明的加入纳米材料的环氧树脂结构胶与现有的环氧树脂结构胶的性能指标相比，其内聚抗压、抗拉强度，本发明实施例1比现有技术均提高50％以上；钢与钢干面粘结抗拉、抗剪强度，本发明实施例1比现有技术均提高40％以上；耐久性能(包括沸煮、人工老化、耐高低温冲击抗剪强度)，本发明实施例3比现有技术均提高60％以上；钢与砼粘接抗拉(剪)强度，本发明实施例1、2、3比现有技术均使高一个强度等级的砼破坏。
权利要求
1.一种含纳米材料的结构胶，其特征在于它由甲、乙两组按下述重量配比的原料组成，其中1)甲组分E-44型或E-51型环氧树脂 80-120份液体聚硫橡胶 5-30份填料 100-150份纳米SiO23-5份2)乙组分改性固化剂 15-40份促进剂 3-10份增塑剂 5-10份硅微粉 60-80份钛微粉 10-20份铝粉 10-30份KH-550偶联剂 5-15份。上述原料使用配比为甲组分∶乙组分＝0.5～1.5∶0.5～1.5(重量份)
2.根据权利要求1所述的含纳米材料的结构胶，其特征在于甲组分中纳米SiO2采用表面包覆处理。
3.根据权利要求1所述的含纳米材料的结构胶，其特征在于甲组分中填料为水泥。
4.根据权利要求1所述的含纳米材料的结构胶，其特征在于乙组分中改性固化剂为苯酚、甲醛、脂肪胺加成物。
5.根据权利要求1所述的含纳米材料的结构胶，其特征在于乙组分中促进剂为三(二甲氨基甲基)苯酚。
6.根据权利要求1所述的含纳米材料的结构胶，其特征在于乙组分中增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
7.根据权利要求1所述的含纳米材料的结构胶，其特征在于乙组分中KH-550偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷。
全文摘要
一种含纳米材料的结构胶，其特征在于它是由甲、乙两组按下述重量配比的原料组成，其中甲组分中环氧树脂80－120份，液体聚硫橡胶5－30份，填料100－150份，纳米SiO
文档编号C09J163/00GK1417282SQ0213983
公开日2003年5月14日 申请日期2002年12月13日 优先权日2002年12月13日
发明者李世秋, 廖宏, 彭建波, 师俭英, 叶新平, 黄钐, 李光中, 李忠, 夏涛 申请人:湖南省第六工程公司