本发明属于建筑材料领域,具体涉及一种自发热型预制构件拼接胶及其制备方法。
背景技术:
1、预制构件拼接胶通常为环氧树脂基材料。环氧树脂材料具有高模量、高强度、高粘结及耐疲劳、抗蠕变等性能,但同时存在显著的缺点,如脆性大、韧性低、环境温度在-5℃以下难固化导致冬季无法施工等。这些缺点直接制约了我国东北或西北地区的风电混凝土塔筒拼接、桥梁预制构件拼接、接缝快速修补等工程进度,使得这些工程在较长的低温期,无法动工或进展缓慢。
2、针对环氧树脂拼接胶在-5℃以下难固化的问题,目前还没有明确的解决办法。中国专利cn117551409a公开了一种室温固化耐超低温环氧胶粘剂及其制备方法,提供了一种在室温条件下固化的环氧胶粘剂,其具有耐超低温的特点,但仍未解决在低温条件下使拼接胶固化的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中的不足,本发明的目的在于提供一种自发热型预制构件拼接胶及其制备方法。
2、为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
3、本发明第一方面提供了一种自发热型预制构件拼接胶,所述拼接胶由隔离存储的a、b两组份组成;
4、所述a组份由下述重量份的原料组成:环氧树脂80~120份、活性稀释剂1~20份、液体增韧剂1~10份、固体増韧剂5~30份、偶联剂1~10份、填料50~200份、发热剂5~20份、i类触变剂1~5份;
5、所述b组份由下述重量份的原料组成:固化剂80~120份、促进剂1~10份、ii类触变剂10~70份、导电剂0.1~5份、填料50~200份。
6、优选地,所述拼接胶由a、b两组份按重量比(1~5):1组成。
7、优选地,所述a组份由下述重量份的原料组成:环氧树脂100份、活性稀释剂10份、液体增韧剂5份、固体増韧剂25份、偶联剂3份、填料134份、发热剂20份、i类触变剂3份。
8、优选地,所述b组份由下述重量份的原料组成:固化剂100份、促进剂5份、ii类触变剂30份、导电剂1份、填料164份。
9、优选地,所述环氧树脂为双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂中的至少一种。
10、更加优选地,所述双酚a环氧树脂的环氧值为0.51~0.55mol/100g;所述双酚f环氧树脂的环氧值为0.44~0.55mol/100g。
11、优选地,所述活性稀释剂为丁基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、十二-十四烷基缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚中的至少一种。
12、优选地,所述液体増韧剂为端羧基液体丁腈橡胶(ctbn)、液体聚硫橡胶、端羟基液体硅橡胶中的至少一种。
13、优选地,所述固体増韧剂为陶瓷质晶须、无机盐晶须中的任意一种或两种的混合物。
14、更加优选地,所述陶瓷质晶须为碳化硅晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须中的至少一种;所述无机盐晶须为硫酸钙晶须、碳酸钙晶须中的至少一种。
15、优选地,所述偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基三甲基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲基硅烷中的至少一种。
16、优选地,所述填料为石英粉、滑石粉、钛白粉、硫酸钡、硫酸钙、碳酸钙、氧化铝中的至少一种。
17、更加优选地,所述填料的目数为100~400目。
18、优选地,所述发热剂为铁粉、钨粉中的任意一种或两种的混合物。
19、更加优选地,所述发热剂的目数为300~400目。
20、优选地,所述i类触变剂为疏水型气相二氧化硅。
21、优选地,所述固化剂为脂肪族多元胺类固化剂、芳香族多元胺类固化剂、脂环族多元胺类固化剂、改性多元胺类固化剂的至少一种。
22、优选地,所述促进剂为叔胺类促进剂。
23、更加优选地,所述叔胺类促进剂为2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯中的至少一种。
24、优选地,所述ii类触变剂为钠基膨润土、凹凸棒土的任意一种或两种的混合物。
25、更加优选地,所述ii类触变剂的含水率为10%~20%。
26、优选地,所述导电剂为氯化钠、氯化钾、碳酸钠、碳酸钾的至少一种。
27、本发明第二方面提供了第一方面所述自发热型预制构件拼接胶的制备方法,包括以下步骤:
28、(1)a组份的制备:将环氧树脂、活性稀释剂和液体増韧剂混合均匀;加入填料、固体增韧剂、偶联剂,真空搅拌;加入发热剂和i类触变剂,搅拌均匀,得到a组份;
29、(2)b组份的制备:将固化剂和促进剂混合均匀;加入填料和导电剂,真空搅拌;加入ii类触变剂,搅拌均匀,得到b组份。
30、步骤(3),使用时,将a组份和b组份混合均匀即得拼接胶。
31、优选地,将环氧树脂、活性稀释剂和液体増韧剂置于搅拌釜中,进行混合,混合前先对搅拌釜预热,所述预热温度为60℃~90℃,所述混合时间为5min~30min。
32、优选地,所述抽真空搅拌时间为30min~60min。
33、本发明的有益效果为:
34、(1)本发明提出一种用液体增韧剂和固体增韧剂共混的方法提高拼接胶的韧性,尤其是选择微米级晶须为固体增韧剂时,可以穿插在环氧树脂中,即提高拼接胶的韧性,使其不易脆裂,又可以作为补强剂,提高拼接胶的强度。
35、(2)本发明将a组分抽真空进行脱水,然后加入偶联剂,形成疏水体系,最后加入发热剂密封保存,使得发热剂在常规状况下,难以反应,只有遇到b组分时,才会启动反应。将a、b组分按比例混合后,发热剂利用混合过程带来的空气和b组分带来的水分及导电剂,发生氧化放热,诱导环氧树脂和固化剂开始反应,使其可以实现-5℃以下的外界环境下的固化,达到预期的力学性能,提高了预制构件的安全性。
36、(3)环氧树脂和固化剂在反应过程中放热,一方面会促进自身反应,另一方面也会加速b组分ii类触变剂继续脱水,为发热剂提供水分,直到混合料内部的氧气被耗尽,发热剂停止反应。另外,发热剂反应后变为氧化物,体积变大,挤占原本空气的位置,使整体结构更加致密。
1.一种自发热型预制构件拼接胶,其特征在于,所述拼接胶由隔离存储的a、b两组份组成;
2.根据权利要求1所述的拼接胶,其特征在于,所述a组份和b组份的重量比为(1~5):1。
3.根据权利要求1所述的拼接胶,其特征在于,所述a组份由下述重量份的原料组成:环氧树脂100份、活性稀释剂10份、液体增韧剂5份、固体増韧剂25份、偶联剂3份、填料134份、发热剂20份、i类触变剂3份。
4.根据权利要求1所述的拼接胶,其特征在于,所述b组份由下述重量份的原料组成:固化剂100份、促进剂5份、ii类触变剂30份、导电剂1份、填料164份。
5.根据权利要求1或3所述的拼接胶,其特征在于,所述发热剂为铁粉、钨粉中的任意一种或两种的混合物。
6.根据权利要求1或3所述的拼接胶,其特征在于,所述固体増韧剂为陶瓷质晶须、无机盐晶须中的任意一种或两种的混合物;所述陶瓷质晶须为碳化硅晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须中的至少一种;所述无机盐晶须为硫酸钙晶须、碳酸钙晶须中的至少一种;所述液体増韧剂为端羧基液体丁腈橡胶、液体聚硫橡胶、端羟基液体硅橡胶中的至少一种。
7.根据权利要求1或3所述的拼接胶,其特征在于,所述活性稀释剂为丁基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、十二-十四烷基缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚中的至少一种;所述i类触变剂为疏水型气相二氧化硅。
8.根据权利要求1或4所述的拼接胶,其特征在于,所述ii类触变剂为钠基膨润土、凹凸棒土的任意一种或两种的混合物;所述导电剂为氯化钠、氯化钾、碳酸钠、碳酸钾的至少一种。
9.根据权利要求8所述的拼接胶,其特征在于,所述ii类触变剂的含水率为10%~20%。
10.权利要求1-9任一所述拼接胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
