本发明属于粘结剂,具体地,涉及一种热熔型环氧树脂粘结剂制备方法及其应用。
背景技术:
1、在现代基础设施建设和工业发展进程中,粘结剂是不可或缺的关键材料。尤其在道路桥梁等大型工程领域,粘结剂对于保证结构的整体性和稳定性具有至关重要的作用。随着交通流量的日益增加、环境条件的日益复杂以及对工程质量和耐久性要求的不断提高,粘结剂的性能直接影响到道路桥梁等结构的使用寿命和安全性能。具体地,在道路桥梁施工中,钢桥面铺装面临着复杂的腐蚀环境,传统粘结剂往往难以有效抵御雨水、工业污染物等腐蚀介质的侵蚀。同时,在夏季高温和车辆行驶产生的摩擦热作用下,粘结剂所处环境温度较高,现市售的部分粘结剂在高温下容易出现软化、变形等问题,使得铺装层与钢桥面之间的粘结力下降,引发桥面变形、推移等病害,增加了道路桥梁的维护成本和安全风险。
2、因此,提供一种新型的粘结剂制备方法,能够制备出一种防腐蚀和耐热性较好的粘结剂从而克服现有粘结剂在防腐蚀、耐热性以及施工性能方面的不足,以确保道路桥梁的耐久性和安全性,满足实际工程建设的需求,具有重要的现实意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种热熔型环氧树脂粘结剂制备方法及其应用,解决了现有技术中存在的粘结剂防腐蚀和耐热性欠佳的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
3、一种热熔型环氧树脂粘结剂制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
4、s1、将复合填料和乙醇溶液混合并搅拌,加入3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷磁力搅拌,调节ph,控温水浴加入烷基烯酮二聚体控速搅拌,冷却、过筛,得到预处理料a;将l-谷氨酸和氢氧化钠溶液混合并搅拌,得到混合液a;将混合液a逐滴加入预处理料a中超声,通入氮气搅拌,搅拌完成后分别用无水乙醇和去离子水依次控速离心洗涤,取产物干燥、研磨、过500目筛,得到预处理料b;
5、s2、将丙烯酸-2-羟基乙酯、异丁烯酸正丁酯和偶氮二异丁腈一次控温搅拌,得到混合料a;将环氧树脂、活性稀释剂、抗氧化剂和偶联剂二次控温搅拌,加入混合料a搅拌,再加入邻苯二甲酸二缩水甘油酯搅拌,搅拌完成后加入预处理料b三次控温搅拌,真空脱泡,得到组分a;通入氩气,将固化剂、促进剂和偶联剂混合并搅拌均匀,得到组分b;
6、s3、将组分a与组分b于室温下混合均匀,即得粘结剂成品。
7、作为本发明的一种优选技术方案,步骤s1所述复合填料包括玻璃鳞片、滑石粉和绢云母按质量比为2-3:2-2.5:1-2组成。
8、进一步地,所述玻璃鳞片厚度2-3μm、片径300目,所述滑石粉为3000目,绢云母为2500目。
9、作为本发明的一种优选技术方案,步骤s1乙醇溶液的质量分数为10%;氢氧化钠溶液的浓度为0.1mol/l。
10、作为本发明的一种优选技术方案,步骤s1所述复合填料、乙醇溶液、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和烷基烯酮二聚体的用量比为20-25g:125-150ml:12-15g:4-6g;所述l-谷氨酸和氢氧化钠溶液的用量比为2.5-3g:50-55ml;所述混合液a和预处理料a的质量比为16-20:5.2-5.5。
11、作为本发明的一种优选技术方案,步骤s1所述混合并搅拌的时间均为20-30min;所述磁力搅拌的时间为30-40min;所述调节ph为采用0.1mol/l的氢氧化钠溶液调节ph=6.0;所述控温水浴的温度为60-65℃;所述控速搅拌的速度为7500-8000r/min,时间为5-10min;所述冷却、过筛为冷却至室温,过100目筛;所述超声的时间为20-30min;所述通入氮气搅拌的时间为22-24h;所述控速离心洗涤的速度为5000-5500r/min;所述干燥、研磨、过筛中,温度为50-55℃,过筛为过500目筛。
12、作为本发明的一种优选技术方案,步骤s2的混合料a中所述丙烯酸-2-羟基乙酯、异丁烯酸正丁酯和偶氮二异丁腈的质量比为3-3.5:3.5-4:0.2-0.5;a组分中所述环氧树脂、活性稀释剂、抗氧化剂、偶联剂、混合料a、邻苯二甲酸二缩水甘油酯和预处理料b质量比为95-100:10-20:1.5-2:0.5-2:4-6:8-10:10-15;组分b中所述固化剂、促进剂和偶联剂的质量比为65-100:4-6:0.5-1。
13、进一步地,所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂e-44和双酚a型环氧树脂e-51中的任意一种;所述活性稀释剂包括正丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、4-叔丁基苯基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚和间苯二酚双缩水甘油醚中的任意一种;所述抗氧化剂包括t501、t502、tbx、bht和1010中的至少一种;所述偶联剂包括kh-560、kh-550、kh-570中的任意一种。
14、进一步地,所述固化剂的制备方法包括:惰性气体保护下,将二元胺升温至60-95℃,按二元胺与单环氧化合物摩尔比1:2向二元胺中滴加单环氧化合物搅拌2-3h,得到固化剂。
15、进一步地,所述二元胺包括乙二胺、己二胺、聚醚胺d230和聚醚胺d2000中的任意一种;所述单环氧化合物包括辛基缩水甘油醚、叔碳酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的任意一种。
16、作为本发明的一种优选技术方案,步骤s2所述一次控温搅拌的温度为70-80℃,时间为2-2.5h;所述二次控温搅拌的温度为60-80℃,时间为0.5-1.5h;所述加入混合料a搅拌的时间为2-3h;所述再加入邻苯二甲酸二缩水甘油酯搅拌的时间为1-1.5h;所述三次控温搅拌的温度为40-45℃,时间为2-3h。
17、作为本发明的一种优选技术方案,步骤s2所述促进剂包括邻甲基苯酚、苄基二甲胺、n-二缩水苯胺、dmp-10、壬基酚和间苯二酚中的任意一种;所述偶联剂包括kh-560、kh-550、a-171、kh-570、b201和z-6040中的任意一种。
18、作为本发明的一种优选技术方案,步骤s3所述组分a与组分b的质量比为1:1-1.5。
19、一种热熔型环氧树脂粘结剂的应用,用于道路桥梁施工。
20、本发明的有益效果:
21、(1)本发明选用了玻璃鳞片、滑石粉和绢云母复配作为复合填料,并选用了3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷增加复合填料与环氧树脂基体的相容性和结合力,再以烷基烯酮二聚体通过物理吸附沉积在复合填料上,使得烷基烯酮二聚体发生水解和解吸后的产物为复合填料提供了更高的疏液性,在此基础上还加入了l-谷氨酸和与基体中的环氧基团相产生强界面相互作用,从而有助于进一步提高复合填料的分散性,因此,体系中加入的玻璃鳞片、滑石粉和绢云母能协效在体系中形成层层排列的迷宫效应,增加了腐蚀介质向基材内的渗透距离,使制得的结剂成品具有优异的防腐蚀性能。
22、(2)本发明加入了异丁烯酸正丁酯,体系中形成了网络结构,一定程度上改善了体系的耐热性,同时,掺入了邻苯二甲酸二缩水甘油酯进一步使得网络结构更加致密,因此由此制得的粘结剂成品具有优异的耐热性。
23、(3)本发明选用的活性稀释剂不易挥发,能参与固化反应,增加固化体系韧性,且选用的固化剂能赋予固化物更好的柔韧性与弹性;本发明主要应用于道路桥梁施工中钢桥面铺装,且施工工艺简单,可在10℃-60℃的环境温度下搅拌使用。
1.一种热熔型环氧树脂粘结剂制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的热熔型环氧树脂粘结剂制备方法,其特征在于,步骤s1所述复合填料包括玻璃鳞片、滑石粉和绢云母按质量比为2-3:2-2.5:1-2组成。
3.根据权利要求1所述的热熔型环氧树脂粘结剂制备方法,其特征在于,步骤s1所述复合填料、乙醇溶液、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和烷基烯酮二聚体的用量比为20-25g:125-150ml:12-15g:4-6g;所述l-谷氨酸和氢氧化钠溶液的用量比为2.5-3g:50-55ml;所述混合液a和预处理料a的质量比为16-20:5.2-5.5。
4.根据权利要求1所述的热熔型环氧树脂粘结剂制备方法,其特征在于,步骤s2的混合料a中所述丙烯酸-2-羟基乙酯、异丁烯酸正丁酯和偶氮二异丁腈的质量比为3-3.5:3.5-4:0.2-0.5。
5.根据权利要求1所述的热熔型环氧树脂粘结剂制备方法,其特征在于,步骤s2的a组分中所述环氧树脂、活性稀释剂、抗氧化剂、偶联剂、混合料a、邻苯二甲酸二缩水甘油酯和预处理料b质量比为95-100:10-20:1.5-2:0.5-2:4-6:8-10:10-15。
6.根据权利要求1所述的热熔型环氧树脂粘结剂制备方法,其特征在于,步骤s2的组分b中所述固化剂、促进剂和偶联剂的质量比为65-100:4-6:0.5-1。
7.根据权利要求1所述的热熔型环氧树脂粘结剂制备方法,其特征在于,所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂e-44和双酚a型环氧树脂e-51中的任意一种;所述活性稀释剂包括正丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、4-叔丁基苯基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚和间苯二酚双缩水甘油醚中的任意一种;所述抗氧化剂包括t501、t502、tbx、bht和1010中的至少一种;所述偶联剂包括kh-560、kh-550、kh-570中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的热熔型环氧树脂粘结剂制备方法,其特征在于,步骤s2所述促进剂包括邻甲基苯酚、苄基二甲胺、n-二缩水苯胺、dmp-10、壬基酚和间苯二酚中的任意一种;所述偶联剂包括kh-560、kh-550、a-171、kh-570、b201和z-6040中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的热熔型环氧树脂粘结剂制备方法,其特征在于,步骤s3所述组分a与组分b的质量比为1:1-1.5。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的热熔型环氧树脂粘结剂制备方法制备而成的粘结剂的应用,其特征在于,所述粘结剂用于道路桥梁施工。