一种可打磨环氧树脂建筑接缝胶及其制备方法
阅读说明：本技术 一种可打磨环氧树脂建筑接缝胶及其制备方法 (Epoxy resin building joint adhesive capable of being polished and preparation method thereof ) 是由 齐晓彤 彭博 邓宽 赵希娟 王炜 张剑 韩宇栋 郑旗 张腾 文峰年 郭宏志 于 于 2020-12-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可打磨环氧树脂建筑接缝胶及其制备方法。所述可打磨环氧树脂建筑接缝胶包含甲组分和乙组分,按重量百分比计,所述甲组分包含30％～70％的环氧树脂、1％～5％的稀释剂、0.1％～2％的活性剂、0.5％～8％的轻质填料和20％～70％的甲填料；所述乙组分包含20％～70％的固化剂、0.1％～5％的活性剂、1％～4％的触变剂、10％～25％的阻燃剂、2％～5％的颜料和10％～60％的乙填料；其中,所述甲组分和所述乙组分按NCO当量和NH当量的配比1:0.9～1.1进行混合。本发明的可打磨环氧树脂建筑接缝胶具有良好的粘接性、抗裂性,较高的抗拉强度、抗压强度以及修补表面可打磨造型等特点,并且其施工简单、修补可操作性好、耐久性优异,特别适用于包括文化工程在内的建筑工程修补施工。(The invention discloses a polishable epoxy resin building joint adhesive and a preparation method thereof. The sandable epoxy resin building joint glue comprises a component A and a component B, wherein the component A comprises 30-70% of epoxy resin, 1-5% of diluent, 0.1-2% of active agent, 0.5-8% of light filler and 20-70% of filler A by weight percentage; the component B comprises 20 to 70 percent of curing agent, 0.1 to 5 percent of active agent, 1 to 4 percent of thixotropic agent, 10 to 25 percent of flame retardant, 2 to 5 percent of pigment and 10 to 60 percent of B filler; wherein the component A and the component B are mixed according to the ratio of NCO equivalent to NH equivalent of 1: 0.9-1.1. The polishable epoxy resin building joint adhesive has the characteristics of good adhesion and crack resistance, higher tensile strength and compressive strength, polishable modeling of the repaired surface and the like, is simple in construction, good in repairing operability and excellent in durability, and is particularly suitable for repairing construction of building engineering including cultural engineering.)
技术领域
本发明属于建筑材料应用领域，涉及一种可打磨环氧树脂建筑接缝胶及其制备方法。
背景技术
GRC(玻璃纤维增强混凝土)、FRP(纤维增强复合材料)等基材由于其优异的使用性能近年来正被广泛地应用于建筑工业领域，而由于建筑物所处环境条件的影响以及特殊施工要求等原因，这种装配式建筑材料的对接处，包括门窗框四周、建筑外墙间的缝隙等部位存在连接缝是非常常见的，通常需要对其进行接缝密封以使其满足建筑物使用及美观等要求。建筑行业最常见的修补用密封胶一般主要包括聚氨酯、硅酮和丙烯酸三种，但这些传统溶剂型密封胶的缺点是收缩性大、溶剂含量高、有气味、开裂、长期紫外线作用下缺少稳定性和柔性，以及修补表面无法打磨、不可雕刻等。
CN110760285A公开的装配式建筑用抗流挂单组分聚氨酯密封胶包括了聚氨酯预聚体、预制抗流挂剂、增量填料、偶联剂、固化促进剂等，通过对预制抗流挂剂中氢化蓖麻油的酯化改性来使其充分发挥抗流挂性能，以此得到的聚氨酯密封胶对建筑基层附着力强、延伸率大、抗流挂性能好、耐候，适合装配式建筑接缝的立面施工。但其中对聚氨酯密封胶修补表面的雕刻造型性没有明确表述，根据其配方，聚氨酯密封胶延伸率优异的同时某些强度及造型性是有很大程度牺牲的。
近年来，环氧树脂胶由于其优异的粘接性、修补性、可打磨性以及良好的抗剪切强度、粘接强度，并且各方面性能稳定等特点，开始被广泛地应用于GRC和FRP等建筑材料的修补接缝密封当中。与传统接缝修补胶相比，环氧树脂胶具有固化条件低、耐老化、易触变以及修补表面可操作等特点，优异的使用性能使其在建筑结构的粘接修补中已逐步得到应用。
现有技术通常用到的修补接缝用环氧树脂胶组成主要包含环氧树脂、固化剂、稀释剂、活性剂及各种填料等。
CN109694680A公开的裂缝修补用环氧树脂胶包括了环氧树脂、消泡剂、稀释剂、固化剂、沸石粉填料、表面活性剂等，利用表面活性剂使得沸石在体系中分散均匀从而实现沸石的填充补强作用，具有高强高韧、断裂伸长率高等优点。但其在制备时需要对沸石粉进行10～60min盐酸浸泡，并对表面活性剂进行乙醇搅拌溶解，制备过程步骤略复杂且所需时间较长，此外虽然添加沸石使得环氧树脂胶拉伸强度等力学性能均有提高，但是关于接缝修补时的施工性及裂缝修补表面是否可打磨可雕刻没有明确的详细表述，由于特殊建筑场所如主题公园等对施工有较严格的美观要求，无可雕刻性的修补胶容易使得修补表面不好打磨从而使建筑的造型艺术效果大打折扣。
建筑行业对建筑结构用胶的综合性能要求很高，不仅要求良好的可施工性，同时还要求胶粘剂具有良好的抗拉、抗压等力学性能以及优异的耐老化性能，这就需要一种新型建筑工业用修补胶来满足工艺要求，其具备施工性好、轻质高强、力学性能优良、耐久性好等特点。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的一个目的在于提供一种可打磨环氧树脂建筑接缝胶。
本发明的另一个目的在于提供一种上述可打磨环氧树脂建筑接缝胶的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的可打磨环氧树脂建筑接缝胶，其特征在于，包含甲组分和乙组分：
基于所述甲组分的总重量，按重量百分比计，所述甲组分包含：
基于所述乙组分的总重量，按重量百分比计，所述乙组分包含：
以及
其中，所述甲组分和所述乙组分按NCO当量和NH当量的配比1：0.9～1.1进行混合。
在本发明优选的实施方案中，本发明的可打磨环氧树脂建筑接缝胶，其特征在于，包含甲组分和乙组分：
基于所述甲组分的总重量，按重量百分比计，所述甲组分包含：
基于所述乙组分的总重量，按重量百分比计，所述乙组分包含：
其中，所述甲组分和乙组分按NCO当量和NH当量配比1：1混合均匀。
在本发明中，所述环氧树脂可以为双酚A类环氧树脂、双酚F类环氧树脂、氢化环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、液体橡胶改性环氧树脂和石油树脂中的一种或几种环氧树脂的混合物；例如E51型环氧树脂、E44型环氧树脂以及其它双酚F类环氧树脂中的一种或多种的混合物。
所述稀释剂可以为烯丙基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、十二烷基缩水甘油醚、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚等中的一种或几种的混合物。
所述活性剂可以为苯胺甲基三乙氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂、润湿分散剂中一种或几种的混合物，例如KH550、KH560、带酸基共聚物类润湿活性剂、海明斯德谦生产的Disponer9250、Disponer 9850、Disponer 904S等。
所述轻质填料可以为空心玻璃微珠和酚醛树脂空心微球中的一种或两者的混合物。
所述甲填料和乙填料可以为重钙、高岭土、硅藻土、轻钙、滑石粉、云母粉、硅微粉、晶须、钛白粉、重晶石粉中的一种或几种的混合物。
所述固化剂可以为脂肪族胺类常温固化剂、脂环族胺类常温固化剂中的一种或几种的混合物，如：酰胺基胺类固化剂(商品名称为EVONIK-Ancamide 506固化剂)；改性脂肪胺类固化剂(商品名称EVONIK-Ancamide 2636固化剂)；改性聚酰胺类固化剂(商品名称EVONIK-Ancamide 2784固化剂)；改性聚胺类固化剂(商品名称EVONIK-Ancamide 2766固化剂)等。
所述触变剂可以为气相二氧化硅和有机膨润土粉中的一种或两者的混合物。
所述阻燃剂可以为三氧化二锑、氢氧化镁、氧化钼、氢氧化锆、氢氧化铝中的一种或几种的混合物。
所述颜料可以为氧化铁红、氧化铁蓝、色素炭黑、氧化铁黄中的一种或几种的混合物。
根据本发明的另一方面，提供上述可打磨环氧树脂建筑接缝胶的制备方法，所述制备方法包括：
1.甲组分制备
按照上述可打磨环氧树脂建筑接缝胶的甲组分的组成分别称取相应含量的环氧树脂、稀释剂、活性剂、轻质填料及甲填料，先将环氧树脂、稀释剂和活性剂加入真空搅拌器中，以800～1400rpm的转速搅拌5～10分钟后，将转速降低至400～600rpm，并依序加入轻质填料和甲填料，待全部加入后，将搅拌机转速上升至800～1700rpm持续搅拌10～15分钟后，开启搅拌机真空模式至-98Kpa后，持续搅拌5～10分钟，搅拌完成后即得甲组分；
2.乙组分制备
按照上述可打磨环氧树脂建筑接缝胶的乙组分的组成分别称取相应含量的固化剂、活性剂、触变剂、阻燃剂、颜料和乙填料，先将固化剂和活性剂加入真空搅拌器中，以800～1400rpm的转速搅拌5～10分钟后，将转速降低至400～600rpm，并依序加入触变剂、阻燃剂、颜料和乙填料，待全部加入后，将搅拌机转速上升至800～1700rpm持续搅拌10～15分钟后，开启搅拌机真空模式至-98Kpa后，持续搅拌5～10分钟，搅拌完成后即得乙组分；
3.调制可打磨环氧树脂建筑接缝胶
将制备好的甲组分和乙组分按NCO当量和NH当量的配比1：0.9～1.1混合均匀后，得到可打磨环氧树脂建筑接缝胶。
本发明的有益效果是：
有别于传统密封胶如聚氨酯及硅酮等在建筑基材接缝中的应用，本发明中的可打磨环氧树脂建筑接缝胶具有良好的粘接性、抗裂性、较高的抗拉强度、抗压强度以及修补表面可打磨造型等特点，并且其施工简单、修补可操作性好、耐久性优异，特别适用于包括文化工程在内的建筑工程修补施工。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步阐述本发明，下面各实施例仅用于说明本发明而本发明的保护范围不受这些实施例的限制。
可打磨环氧树脂建筑接缝胶组成如下表1所示：
表1可打磨环氧树脂建筑接缝胶配方组成
说明：
在实施例1中环氧树脂是40％双酚A类环氧树脂(E51环氧树脂)和60％聚氨酯改性环氧树脂(商品名称：102C-4R(厂家：泰州市恒创绝缘材料有限公司))组成的混合物；
在实施例2中环氧树脂是30％双酚A类环氧树脂(E51环氧树脂)和70％聚氨酯改性环氧树脂(商品名称：102C-4R(厂家：泰州市恒创绝缘材料有限公司))组成的混合物；
在实施例3中环氧树脂是20％双酚A类环氧树脂(E51环氧树脂)和80％聚氨酯改性环氧树脂(商品名称：102C-4R(厂家：泰州市恒创绝缘材料有限公司))组成的混合物；
对比例1中甲组分中的环氧树脂是双酚A类环氧树脂(E51环氧树脂)；
对比例2中的甲组分的环氧树脂是20％双酚A类环氧树脂(E51环氧树脂)和80％聚氨酯改性环氧树脂(商品名称：102C-4R(厂家：泰州市恒创绝缘材料有限公司))组成的混合物；
对比例3中的甲组分的环氧树脂是30％双酚A类环氧树脂(E51环氧树脂)和70％聚氨酯改性环氧树脂(商品名称：102C-4R(厂家：泰州市恒创绝缘材料有限公司))组成的混合物；
稀释剂是烯丙基缩水甘油醚；
活性剂是海明斯德谦生产的Disponer9250；
轻质填料是空心玻璃微球；
甲填料是由19％的重钙、68％的滑石粉和13％的硅藻土组成的混合物；
乙组分中的固化剂是18％的酰胺基胺类固化剂(商品名称为EVONIK-Ancamide506固化剂)和82％的改性聚胺类固化剂(EVONIK-Ancamide 2766固化剂)的混合物。
活性剂是海明斯德谦生产的Disponer9250；
触变剂是由24％的气相二氧化硅和76％的有机膨润土组成的混合物；
阻燃剂是氢氧化铝；
颜料是氧化铁棕，德国拜耳乐4686色粉；
乙填料是由19％的重钙、68％的滑石粉和13％的硅藻土组成的混合物。
本发明的实施例和对比例的打磨环氧树脂建筑接缝胶的制备方法如下：
1.甲组分制备
按照表1所示的可打磨环氧树脂建筑接缝胶的甲组分组成分别称取相应含量的环氧树脂、稀释剂、活性剂、轻质填料以及甲填料。先将环氧树脂、稀释剂和活性剂加入真空搅拌器中，以1000rpm的转速搅拌5分钟后，将转速降低至500rpm，并依序加入相应含量的轻质填料和甲填料。待全部加入后，将搅拌机转速上升至1500rpm持续搅拌15分钟后，开启搅拌机真空模式至-98Kpa后，持续搅拌5分钟，搅拌完成后即得甲组分。
2.乙组分制备
按照表1所述可打磨环氧树脂建筑接缝胶的乙组分组成分别称取相应含量的固化剂、活性剂、触变剂、阻燃剂、颜料和乙填料。先将固化剂和活性剂加入真空搅拌器中，以1000的转速搅拌5分钟后，将转速降低至500rpm，并依序加入相应含量的触变剂、阻燃剂、颜料和乙填料。待全部加入后，将搅拌机转速上升至1500rpm持续搅拌15分钟后，开启搅拌机真空模式至-98Kpa后，持续搅拌5分钟。搅拌完成后即得乙组分。
3.调制可打磨环氧树脂建筑基材接缝胶
将制备好的甲组分和乙组分按NCO当量和NH当量的配比1：1混合均匀后，得到可打磨环氧树脂建筑接缝胶。
对制备的可打磨环氧树脂建筑接缝胶进行性能测试，性能测试主要参考《GB/T1728-1979漆膜、腻子膜干燥时间测定法》、《GB/T 2793-1995胶粘剂不挥发物含量的测定》、《GB/T 6753.3-1986涂料贮存稳定性试验方法》、《GB/T 8624-2012建筑材料及制品燃烧性能分级》、《GB/T 6329-1996胶粘剂对接接头拉伸强度的测定》和《GB/T 2567-2008树脂浇铸体性能试验方法总则》。检测结果如表2所示：
表2可打磨环氧树脂建筑接缝胶性能检测结果
根据表2所示的测试结果，可以看出：
1、采用轻质填料及触变剂改性技术
对比例2与实施例3配方类似，两者变量在于对比例2中无轻质填料和触变剂，实验结果证实对比例2表现为施工性很差：易粘刀、刮涂抹涂很困难。
对比例3与实施例2进行比对，两者除轻质填料和触变剂含量外其余均相同，其中对比例3的轻质填料和触变剂含量已经超出给定大范围，结果表现为该对比例施工性极差，极易粘刀，影响施工。
本申请利用轻质微球及触变剂作为填料，解决环氧胶粘度与抹涂、刮涂等施工性的对立性，实现接缝胶的带水施工；同时使得环氧接缝胶有优异触变性，不流坠，能满足建筑立面等工况下的接缝施工要求，并且实现接缝表面可雕刻，满足造型美观要求。轻质填料和触变剂的效果主要体现在施工性上，增强其触变性能，使其立面抹涂不至于流坠，并且操作顺畅无障碍。
2、采用柔性树脂增韧改性技术
对比例1与实施例1相同组成，二者区别在于对比例1中无柔性树脂，实验证实其韧性很差，断裂伸长率测量无数据。
本发明中环氧树脂并非选择单一树脂作为固化体系之一，而是同时添加了另一种柔性树脂聚氨酯改性环氧树脂，以实现接缝施工中胶泥优异的韧性，其加入可减少接缝胶固化后在工作环境下的裂缝产生，增强产品的耐候性耐久性。
此外，本发明中的可打磨环氧树脂建筑接缝胶在甲组分、乙组分中均加入了一种填料或多种填料混合物，填料的加入使得固化物中树脂比例减少，因此减少了树脂的固化放热，使体系的固化反应能比较平稳的发生，从而使得树脂在固化时的收缩减少，一定程度降低树脂体系开裂的可能性；所加入的填料在环氧树脂胶中除了实现某些功能性增强外，还可以改进环氧树脂胶的黏度、触变性能等，提高树脂体系在裂缝修补等工况下的可操作性，此外填料带来的良好触变性也使得环氧树脂胶在修补表面可打磨可雕刻，从而达到可艺术造型，美观等施工要求。
本发明中的可打磨环氧树脂建筑接缝胶能满足建筑修补用胶应具有良好粘接性及修补性、可打磨雕刻、轻质高强、耐老化、阻燃等要求，是一种施工方式简便、施工成本低、能高效满足施工要求的可打磨树脂接缝胶。此外，在有效满足建筑接缝胶对基材的粘接剪切强度、抗拉强度等力学性能要求的同时，本发明中的可打磨环氧树脂建筑基材接缝胶还具备良好的基材修补表面可施工性，从而可满足主题公园、城市景观、文旅度假区等有美观要求的施工场所中的建筑造型，实现建筑艺术效果。
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