CN101619201B - 一种水下环氧胶黏剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水下环氧胶黏剂及其制备方法。该胶黏剂由A、B两种组分组成，其重量百分比组成为：15-23％环氧树脂E-51，15-23％环氧树脂E-44，6-8％环氧活性稀释剂，2-5％增韧剂304树脂，13-20％滑石粉，6-9％氧化钙，1.5-2.0％有机膨润土，2-4％钛白粉，0.5-1.0％偶联剂，0.3-1.0％分散剂，0.3-1.0％消泡剂，1085固化剂10-15％，810固化剂5-10％，1.5-2.2％固化促进剂，其中，1085固化剂、810固化剂以及固化促进剂为B组分组成，余为A组分组成。将A、B组分分别搅拌分散均匀后，将B组分倒入A组分混合均匀，即制得水下环氧胶黏剂。本制备方法简单，产品涂刷性能好，固化速度快，粘接强度高，耐水、耐酸碱腐蚀，不污染环境。可广泛用于在水中粘结各种建筑材料以及修补混凝土裂缝。
Description
技术领域：
本发明涉及一种环氧树脂胶粘剂及其制备方法，特别涉及一种能在水下使用的的环氧胶粘剂及其制备方法。
背景技术：
随着社会经济的发展，水工建设工程领域，要求在水中粘接各种建筑材料，对水库大坝进行裂缝修补时要求在水中用胶粘剂粘接各种修补材料。同样在其它领域，如船舶、医疗、养殖等也有在水环境下使用胶粘剂的需求。但是，目前水下能使用的环氧树脂胶粘剂很少，且存在工作性能较差、粘接强度不高、耐水性差等缺点。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，针对目前胶粘剂水中工作性能不佳、粘接强度低，不耐水的特点，提供一种在水中能够快速固化、涂刷性能好、粘接强度高、耐水性好的环氧胶粘剂及其制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明的水下环氧胶粘剂，由A、B两种组分组成，A组分为添加了各种专用填料、助剂的环氧树脂基液，B组分是由两种水下专用固化剂以及固化促进剂复配而成，其重量百分比组成为：15-23％环氧树脂E-51，15-23％环氧树脂E-44，6-8％环氧活性稀释剂，2-5％增韧剂304树脂，13-20％滑石粉，6-9％活性氧化钙，1.5-2.0％有机膨润土，2-4％钛白粉，0.5-1.0％偶联剂，0.3-1.0％分散剂，0.3-1.0％消泡剂，1085固化剂10-15％，810固化剂5-10％，1.5-2.2％固化促进剂，其中，1085固化剂、810固化剂以及固化促进剂为B组分组成，余为A组分组成。
本发明中采用双酚A型环氧树脂E-51和环氧树脂E-44配合使用。双酚A型环氧树脂的分子结构决定了其固化物有很高的强度和粘接强度，并且有较高的的耐腐蚀性。选择双酚A型环氧树脂(如E-44、E-51)配合使用，环氧树脂E-44黏度大，但其粘接力大一些，环氧树脂E-51黏度要低一些，所以与环氧树脂E-44配合使用，可以补充相互间的不足。
本发明中采用的环氧活性稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚，该稀释剂是对环氧固化体系热形变温度影响较小，并对漆膜柔韧性和抗冲击性能有明显改善作用的二环氧基活性稀释剂。它不但能降低环氧胶粘剂体系的黏度，改善胶液的涂布性和流动性，提高其浸润能力和湿润能力，而且改善了漆膜的抗冲击、抗弯曲能力及耐热性能。
本发明中采用的增韧剂为新华树脂厂的304不饱和树脂。该增韧剂能与环氧树脂混溶，参与固化反应，改善环氧树脂固化物的脆性，起到增韧作用。
本发明中采用的填料为活性氧化钙、滑石粉和有机膨润土、金红石型钛白粉的混合物。在胶粘剂中适当地添加滑石粉和有机膨润土作为部分填料，可相对减少树脂的用量，降低成本。同时也可改善物理机械性能，如增加弹性模数，降低线膨胀系数，减少固化收缩率，增加导热率，增加抗冲击韧性，增加介电性能(电击穿强度)，增加硬化后胶膜吸收振动的能力，增高使用温度，增加粘接强度，以及改善耐水、耐介质性能。另外，在水下胶粘剂与被粘物之间会有层水膜，所以选择部分吸水填料，常用的活性氧化钙(生石灰)，它与被粘物表面的水反应生成氢氧化物，改善了界面情况，同时放出的反应热促进了胶粘剂的固化反应。
本发明中采用专用的水下固化剂1085和810复配使用，一般的水下固化剂在水下使用时，与在干燥环境中使用相比，粘结强度至少降低一半以上，并出现“泛白”现象。1085完全水下强力型环氧树脂固化剂是一种憎水类固化剂，它与水不反应，胶粘时将水排除被粘物之外与环氧树脂反应而粘结。它不仅能在潮湿环境和水下粘结，而且其粘结强度与在干燥环境下使用相比保持率几近百分之百。但因其胺值低，用量大一些，所以配合胺值高的810水下固化剂和固化促进剂DMP-30使用，调节其用量，改善固化速度。
本发明采用的偶联剂为γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷(KH-560)。
本发明采用的分散剂为德谦923S，它具有特殊的界面活性，能帮助颜料润湿及解凝聚，它能够吸附在颜料表面防止返粗，使涂料具有良好的储存安定性，并且还是膨润土的良好活化剂。
本发明采用的消泡剂为德谦6800，属于高粘度、无溶剂体系专用消泡剂。
本发明的水下环氧胶黏剂的制备方法，按照如下步骤操作：(各物质用量均为重量百分比)
第一步，A组分的制备：
将15-23％的环氧树脂E-51、15-23％的环氧树脂E-44、环氧活性稀释剂乙二醇二缩水甘油醚6-8％、0.5-1.0％的偶联剂KH-560、0.3-1.0％的分散剂德谦923S、增韧剂304不饱和树脂2-5％、0.3-1.0％的消泡剂德谦6800依次倒入搅拌分散釜中，进行搅拌，倒入有机膨润土1.5-2.0％，再进行搅拌，搅拌均匀后，加入滑石粉13-20％、活性氧化钙6-9％、钛白粉2-4％，高速搅拌分散，然后研磨、包装；
第二步，B组分的制备：
将1085固化剂10-15％、810固化剂5-10％和1.5-2.2％的固化促进剂DMP-30在密闭容器内搅拌均匀；
第三步，使用前将A、B组分混合，搅拌均匀，即制得水下环氧胶黏剂。
本发明的水下环氧胶黏剂制备方法简单，工艺严格，产品涂刷性能好，固化速度快，粘接强度高，耐水、耐酸碱腐蚀，不污染环境。可广泛用于在水中粘结各种建筑材料以及修补混凝土裂缝。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
按照以下重量百分比配制水下环氧胶黏剂A组分：
环氧树脂E-51 19.0％
环氧树脂E-44 19.0％
乙二醇二缩水甘油醚 7.0％
增韧剂304树脂 3.7％
滑石粉 13.8％
活性氧化钙 8.0％
有机膨润土 1.6％
钛白粉 3.0％
γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷 0.8％
德谦923S 0.5％
德谦6800 0.5％
按照以下重量百分比配制水下环氧胶黏剂B组分：
1085固化剂 14.0％
810固化剂 7.0％
固化促进剂DMP-30 2.1％
将190g环氧树脂E-51、190g环氧树脂E-44、乙二醇二缩水甘油醚70g、γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷8g、5g德谦923S、304树脂37g、5g消泡剂德谦6800依次倒入搅拌分散釜中，进行搅拌，倒入有机膨润土16g，再进行搅拌，搅拌均匀后，加入滑石粉138g、活性氧化钙80g、钛白粉30g，高速搅拌分散，然后研磨，制得A组分；将1085固化剂140g、810固化剂70g和21g固化促进剂DMP-30在密闭容器内搅拌均匀，制得B组分；将B组分倒入A组分混合均匀，即制得水下环氧胶黏剂。在水中进行钢-钢粘接，混凝土粘接，粘接后养护28天，进行性能测试。测试结果：钢-钢拉伸抗剪强度：19.5MPa；钢-钢粘接抗拉强度：14.9MPa；与混凝土的正拉粘接强度：2.89MPa。
实施例2：
按照以下重量百分比配制水下环氧胶黏剂A组分：
环氧树脂E-51 23.0％
环氧树脂E-44 15.0％
乙二醇二缩水甘油醚 6.0％
增韧剂304树脂 4.0％
滑石粉 18.0％
活性氧化钙 6.0％
有机膨润土 1.8％
钛白粉 4.0％
γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷 0.7％
德谦923S 0.8％
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按照以下重量百分比配制水下环氧胶黏剂B组分：
1085固化剂 12.0％
810固化剂 6.2％
固化促进剂DMP-30 1.8％
将230g环氧树脂E-51、150g环氧树脂E-44、乙二醇二缩水甘油醚60g、γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷7g、8g德谦923S、304树脂40g、7g消泡剂德谦6800依次倒入搅拌分散釜中，进行搅拌，倒入有机膨润土18g，再进行搅拌，搅拌均匀后，加入滑石粉180g、活性氧化钙60g、钛白粉40g，高速搅拌分散，然后研磨，制得A组分；将1085固化剂120g、810固化剂62g和18g固化促进剂DMP-30在密闭容器内搅拌均匀，制得B组分；将B组分倒入A组分混合均匀，即制得水下环氧胶黏剂。在水中进行钢-钢粘接，混凝土粘接，粘接后养护28天，进行性能测试。测试结果：钢-钢拉伸抗剪强度：19.2MPa；钢-钢粘接抗拉强度：15.3MPa；与混凝土的正拉粘接强度：2.68MPa。
实施例3：
按照以下重量百分比配制水下环氧胶黏剂A组分：
环氧树脂E-51 19.5％
环氧树脂E-44 18.5％
乙二醇二缩水甘油醚 6.5％
增韧剂304树脂 3.8％
滑石粉 15.0％
氧化钙 9.0％
有机膨润土 1.5％
钛白粉 3.0％
γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷 0.8％
德谦923S 0.5％
德谦6800 0.5％
按照以下重量百分比配制水下环氧胶黏剂B组分：
1085固化剂 13.0％
810固化剂 6.5％
固化促进剂DMP-30 1.9％
将195g环氧树脂E-51、185g环氧树脂E-44、乙二醇二缩水甘油醚65g、γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷8g、5g德谦923S、304树脂38g、5g消泡剂德谦6800依次倒入搅拌分散釜中，进行搅拌，倒入有机膨润土15g，再进行搅拌，搅拌均匀后，加入滑石粉150g、活性氧化钙90g、钛白粉30g，高速搅拌分散，然后研磨，制得A组分；将1085固化剂130g、810固化剂65g和19g固化促进剂DMP-30在密闭容器内搅拌均匀，制得B组分；将B组分倒入A组分混合均匀，即制得水下环氧胶黏剂。在水中将混凝土表面涂刷该胶粘剂，然后粘贴GB柔性填料，待粘合剂完全固化后，用手去剥离GB柔性填料，GB柔性填料变形，而粘接面处却粘接良好。以上试验证明，在水中用此粘合剂粘接塑性GB柔性填料和刚性的混凝土表面是可行的，以此可以用来修补混凝土裂缝。
Claims (6)
1.一种水下环氧胶黏剂，其特征在于：该胶黏剂由A、B两种组分组成，A组分为添加了专用填料、助剂的环氧树脂基液，B组分是由两种水下专用固化剂以及固化促进剂复配而成，其重量百分比组成为：15-23％环氧树脂E-51，15-23％环氧树脂E-44，6-8％环氧活性稀释剂，2-5％增韧剂，13-20％滑石粉，6-9％活性氧化钙，1.5-2.0％有机膨润土，2-4％钛白粉，0.5-1.0％偶联剂，0.3-1.0％分散剂，0.3-1.0％消泡剂，1085固化剂10-15％，810固化剂5-10％，1.5-2.2％固化促进剂DMP-30，其中，1085固化剂、810固化剂以及固化促进剂为B组分组成，余为A组分组成。
2.根据权利要求1所述的一种水下环氧胶黏剂，其特征在于：采用的环氧活性稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚。
3.根据权利要求1所述的一种水下环氧胶黏剂，其特征在于：采用的增韧剂为304不饱和树脂。
4.根据权利要求1所述的一种水下环氧胶黏剂，其特征在于：采用的填料为活性氧化钙、滑石粉和有机膨润土、金红石型钛白粉的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种水下环氧胶黏剂，其特征在于：偶联剂是γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷；分散剂是德谦923S；消泡剂是德谦无溶剂体系专用消泡剂6800。
6.一种水下环氧胶黏剂的制备方法，其特征在于按如下步骤操作：各物质用量配比均为重量百分比，第一步，制备A组分，将15-23％的环氧树脂E-51、15-23％的环氧树脂E-44、环氧活性稀释剂乙二醇二缩水甘油醚6-8％、偶联剂γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷0.5-1.0％、0.3-1.0％分散剂德谦923S、增韧剂304不饱和树脂2-5％、0.3-1.0％德谦无溶剂体系专用消泡剂6800依次倒入搅拌分散釜中，进行搅拌，倒入有机膨润土1.5-2.0％，再进行搅拌，搅拌均匀后，加入滑石粉13-20％、活性氧化钙6-9％、钛白粉2-4％，高速搅拌分散，然后研磨、包装；第二步，制备B组分，将1085固化剂10-15％、810固化剂5-10％和1.5-2.2％的固化促进剂DMP-30在密闭容器内搅拌均匀；第三步，使用前将A、B组分混合，搅拌均匀，即制得水下环氧胶黏剂。
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