一種化學錨栓用膠粘劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑后錨固技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種化學錨栓用膠粘劑及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，化學螺栓錨固技術(shù)在建筑翻新、結(jié)構(gòu)加固、現(xiàn)有建筑改擴建等方面得到大 量應用，例如幕墻龍骨固定、鋼結(jié)構(gòu)固定、道路隔音屏固定和地鐵隧道設備固定等。作為一 種新型、簡便且有效的后固定方法，化學螺栓錨固技術(shù)通過運用高強度的化學粘合劑，使鋼 筋、螺桿等與混凝土產(chǎn)生高強握裹力和粘接力，從而達到預期的固定效果。
[0003] 目前，市場上流通的化學錨栓膠須遵循GB 50367-2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設計規(guī) 范》中4.4.5項記載的錨固型快固結(jié)構(gòu)膠安全性能鑒定標準。由于該標準最近兩年才得以實 施，再加之激烈的市場競爭等因素，使得化學錨栓膠的質(zhì)量參差不齊。雖然其中的部分產(chǎn)品 能夠通過GB 50367-2013的檢測，但由于這些化學錨栓膠中含有活潑的不飽和鍵(如環(huán)氧中 的苯環(huán)、乙烯基樹脂中的碳-碳雙鍵等），因此在光、熱、水、動荷載等環(huán)境因素的長期影響 下，耐候性不佳，一些強度指標大大下降，達不到結(jié)構(gòu)粘接的要求，導致化學錨栓在一些混 凝土結(jié)構(gòu)中發(fā)生松動、脫落、剝離的現(xiàn)象。在實際施工中，有些混凝土的內(nèi)部潮濕(地鐵隧道 內(nèi)），這就要求化學錨栓能在潮濕面施工。市場上化學錨栓的包裝形式大多是玻璃管式，通 過將玻璃管外包裝打碎來充當膠粘劑的細骨料，但當玻璃管在頂面施工時較困難、易掉落， 施工效率低。
[0004] 能夠同時解決耐候性以及在潮濕面或頂面施工等問題的化學錨栓用膠粘劑在中 國發(fā)明專利中罕有公開。CN 103321352 A公開了一種基于丙烯酸環(huán)氧樹脂的化學錨栓膠管 的制備方法及其產(chǎn)品，包括以下步驟:1)將過氧化物固化劑裝填入玻璃管中，高溫熔融法密 封玻璃管；2)將密封玻璃管裝入外層玻璃管中作為獨立的內(nèi)芯玻璃管;3)在外層玻璃管與 內(nèi)芯玻璃管的間隙裝入石英砂、丙烯酸環(huán)氧樹脂及促進劑的混合物，高溫熔融法密封外層 玻璃管即得到成品化學錨栓膠管。首先，該發(fā)明中所使用的樹脂為丙烯酸環(huán)氧樹脂，此類樹 脂不易大量使用，因為環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)，具有一定的不飽和結(jié)構(gòu)，并且丙烯酸中的 碳-碳雙鍵不能徹底反應，經(jīng)過固化的丙烯酸環(huán)氧樹脂在光、熱、水、動荷載等環(huán)境因素的長 期影響下，耐候性不佳，一些強度指標大大下降。化學錨栓膠作為一類結(jié)構(gòu)用膠，耐老化性 能好是一個很重要的指標，該發(fā)明中卻未有相關(guān)描述。其次，該發(fā)明公開了一種玻璃管式的 包裝方法，但未考慮在頂面施工時所存在的問題。最后，該發(fā)明中也未記載在干、濕基材上 使用時的性能指標。
[0005] 鑒于此，開發(fā)一種耐候性佳，耐老化性好，適于干、濕界面和頂面施工的化學錨栓 用膠粘劑具有積極的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對上述情況，本發(fā)明旨在提供一種具有良好的耐候性、耐老化性和濕潤界面粘 接能力的化學錨栓用膠粘劑及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明的設計原理如下： (1) 復合使用環(huán)氧樹脂和乙烯基樹脂作為主體樹脂，環(huán)氧樹脂具有高粘接強度，乙烯基 樹脂具有快速固化的作用； (2) 通過大量使用TDE-85環(huán)氧樹脂和氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂來降低環(huán)氧體系中的不飽 和度，進而提高環(huán)氧體系的耐候型、耐老化性； (3) 通過使用水下固化劑和甲基戊二胺固化環(huán)氧樹脂來提高體系在干、濕界面的粘接 強度； (4) 使用過氧化苯甲酸叔丁酯作為引發(fā)劑，過氧化苯甲酸叔丁酯屬于中溫引發(fā)劑，一般 引發(fā)溫度在60°C，在室溫下能夠穩(wěn)定存在于不含促進劑的甲組分中，不發(fā)生自聚反應； (5) 復合使用甲基戊二胺和促進劑(環(huán)烷酸銅），促進引發(fā)劑(過氧化苯甲酸叔丁酯)產(chǎn) 生自由基，進而引發(fā)乙烯基樹脂快速固化，由于過氧化苯甲酸叔丁酯屬于中溫引發(fā)劑，一般 引發(fā)溫度在60°C，通過加入甲基戊二胺能夠降低其引發(fā)溫度，使其在室溫條件下就能引發(fā)； (6) 使用交聯(lián)劑的作用是將兩類主體反應樹脂聯(lián)成網(wǎng)狀，形成互相貫穿的聚合網(wǎng)狀物， 交聯(lián)劑既能夠與胺反應，又能夠進行自由基聚合，進而提高體系的強度和韌性； (7) 使用穩(wěn)定劑(又稱為儲存抑制劑，通常存在于可固化樹脂組合物中）以防止過早的 凝膠化，即以確保保存期限，除了對儲存穩(wěn)定性的作用以外，穩(wěn)定劑還可以用于調(diào)節(jié)加入固 化劑時固化的凝膠時間； (8) 選用偶聯(lián)劑(3-氨丙基三乙氧基硅烷)來提高粘接強度，偶聯(lián)劑是分子兩端含有性 質(zhì)不同的功能性化合物，其一端能與無機物表面反應，另一端則與有機物分子反應，以化學 鍵的形式將兩種性質(zhì)大不相同的材料牢固地結(jié)合在一起，偶聯(lián)劑在兩種不同物質(zhì)之間起著 橋梁作用，從而改善了表面性質(zhì)，增加了界面的粘附性，提高了化學錨栓膠的粘接強度； (9) 復合使用流變助劑(多羥基羧酸酰胺)與觸變劑(氣相白炭黑），調(diào)節(jié)體系到達合適 的觸變指數(shù)，所生產(chǎn)的化學錨栓膠具有良好的施工性能，不流掛，快速攪拌后膠體粘度變 小，易施工;過一段時間，膠體因為攪拌剪切力的消失，體系粘度變大，觸變性變好，不流掛， 這是氣相白炭黑和多羥基羧酸酰胺與環(huán)氧樹脂共同作用的效果。
[0008] 具體而言，本發(fā)明提供了一種化學錨栓用膠粘劑，其包括甲、乙兩種組分，并且甲 組分與乙組分的重量比為5:1;其中： 以重量份計，所述甲組分包括如下成分： 氫化雙酸A環(huán)氧樹脂 15~35份； TDE-85環(huán)氧樹脂 10~30份； 環(huán)氧乙烯基樹脂 15~35份； 交聯(lián)劑 2~4份； 引發(fā)劑 2~3份； 穩(wěn)定劑 0.05~0.1份； 填料 30~50份； 觸變劑 0.5~2份； 流變助劑 0.05~0.1份； 以重量份計，所述乙組分包括如下成分： 水下固化劑 15~30份； 甲基戊二胺 8~17份； 促進劑 0.5~1份； 偶聯(lián)劑 1~2份； 填料 45~50份； 觸變劑 0.5~2份； 流變助劑 0.05~0.1份。
[0009] 優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述甲組分和乙組分中的填料獨立地選自水泥、滑石 粉、高嶺土、石英砂中的任意一種或其任意比例的混合物。
[0010] 優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述甲組分和乙組分中的觸變劑為氣相白炭黑，優(yōu)選德 固賽A200型氣相白炭黑或瓦克N20型氣相白炭黑。
[0011]優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述甲組分和乙組分中的流變助劑為多羥基羧酸酰胺， 優(yōu)選BYK-R605型流變助劑或BYK-R606型流變助劑。
[0012]優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述甲組分中的氫化雙酚A環(huán)氧樹脂(又稱為氫化雙酚A 二縮水甘油醚)在25°C時的粘度為2500~4000mPa. s。
[0013] 優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述甲組分中的TDE-85環(huán)氧樹脂(又稱為4，5-環(huán)氧環(huán)己 烷-1，2-二甲酸二縮水甘油酯)在25°C時的粘度為1500~2000mPa.s。
[0014] 優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述甲組分中的環(huán)氧乙烯基樹脂選自丙烯酸環(huán)氧樹脂、 甲基丙烯酸環(huán)氧樹脂中的任意一種或其任意比例的混合物。
[0015] 優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述甲組分中的交聯(lián)劑為甲基丙烯酸縮水甘油酯。
[0016] 優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述甲組分中的引發(fā)劑為過氧化苯甲酸叔丁酯。
[0017] 優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述甲組分中的穩(wěn)定劑選自4-叔丁基焦兒茶酸、4-甲基 焦兒茶酚中的任意一種或其任意比例的混合物。
[0018]優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述乙組分中的水下固化劑為親水型改性脂環(huán)胺固化 劑，優(yōu)選美國空氣化工A-MCA型固化劑或1-965型固化劑。
[0019]優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述乙組分中的甲基戊二胺為2-甲基戊二胺。
[0020] 優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述乙組分中的促進劑為環(huán)烷酸銅。
[0021] 優(yōu)選的，在上述膠粘劑中，所述乙組分中的偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷，優(yōu)選 KH-550型硅烷偶聯(lián)劑。
[0022] 上述化學錨栓用膠粘劑可以通過包括如下步驟的制備方法制備： (1) 甲組分的制備： 按照配方中的重量份，稱取組成甲組分的各種成分，先將氫化雙酚A環(huán)氧樹脂、TDE-85 環(huán)氧樹脂、環(huán)氧乙烯基樹脂、交聯(lián)劑、引發(fā)劑和穩(wěn)定劑加入到捏合機中，攪拌均勻，然后加入 填料，攪拌均勻，使體系成糊狀，最后分批加入觸變劑，攪拌3~4小時后出料，封入包裝，即得 化學錨栓用膠粘劑的甲組分； (2) 乙組分的制備： 按照配方中的重量份，稱取組成乙組分的各種成分，先將水下固化劑、甲基戊二胺、促 進劑、偶聯(lián)劑和流變助劑加入到捏合機中，攪拌均勻，然后加入填料，攪拌均勻，使體系成糊 狀，最后分批加入觸變劑，攪拌3~4小時后出料，封入包裝，即得化學錨栓用膠粘劑的乙組 分； (3)化學錨栓用膠粘劑的制備： 在使用時，分別將包裝內(nèi)的甲組分和乙組分取出，并按照甲組分:乙組分=5:1的重量比 將甲組分與乙組分混合均勻，即得化學錨栓用膠粘劑。
[0023] 優(yōu)選的，在上述制備方法中，所述包裝為玻璃管包裝或塑料軟包裝。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明具有下列優(yōu)點： (1) 本發(fā)明的化學錨栓用膠粘劑的強度指標符合GB 50367-2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設計 規(guī)范》中4.4.5項記載的錨固型快固結(jié)構(gòu)膠安全性能鑒定標準； (2) 通過使用水下固化劑和水泥、高嶺土等吸水填料，提高了化學錨栓用膠粘劑在濕界 面上的粘接強度，研制的化學錨栓可用于干、濕混凝土中的固定； (3) 由于環(huán)氧樹脂的大量使用，并且所使用的樹脂優(yōu)選具有飽和鍵的環(huán)氧樹脂，使得本 發(fā)明的化學錨栓用膠粘劑具有較佳的耐候性和耐老化性，使用本發(fā)明的化學錨栓用膠粘劑 可以提高使用壽命和安全性能，具有良好的實用價值； (4) 本發(fā)明的化學錨栓用膠粘劑的制備工藝簡便，包裝適從性強(不僅可以采用普通的 玻璃管包裝，更適用于新一代的塑料軟包裝），生產(chǎn)可在常壓條件下進行，無三廢排放。
【具體實施方式】
[0025] 下面將結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做出進一步的描述。以下實施例僅用于更加清 楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0026] 實施例1: 一種化學錨栓用膠粘劑，其包括甲組分和乙組分，兩種組分分別包括如下成分（以克 計）：
(1)甲組分的制備： 按照上表中記載的重量稱取組成甲組分的原料，先將15g氫化雙酚A環(huán)氧樹脂、30g TDE-85環(huán)氧樹脂、35g丙烯酸環(huán)氧樹脂、2g甲基丙烯酸縮水甘油酯、2g過氧化苯甲酸叔丁酯、 0.05g 4-叔丁基焦兒茶酚和0.05g BYK-R605型流變助劑加入到捏合機中，攪拌均勻，再加 入30g水泥，攪拌均勻，使體系成糊狀，最后分批加入0.5g德固賽A200型氣相白