專利名稱：用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活化劑，具體涉及一種用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹脂具有粘接力強、在常溫可以固化、固化收縮性小、力學(xué)性能高以及耐腐蝕性能好等特點，因此作為粘合劑、涂料、灌漿材料等被廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、建筑等多個領(lǐng)域。環(huán)氧樹脂類化學(xué)灌漿材料是目前使用最廣泛、用量最大的補強類灌漿材料。由于環(huán)氧樹脂本身粘度很大，作為灌漿材料使用時一般需加入活性稀釋劑?？啡?丙酮體系活性稀釋劑以其稀釋效果好、可在潮濕環(huán)境使用、價格低廉等優(yōu)點成為環(huán)氧類灌漿材料最常用的活性稀釋劑。但是如果糠醛-丙酮體系活化效率低，則漿材固結(jié)體的力學(xué)性能比較低，而且容易開裂。對于大型水利工程水電站的低滲透性軟弱基礎(chǔ)的防滲、固結(jié)、補強，灌漿材料的高滲透性和優(yōu)良的力學(xué)性能缺一不可。另外，灌漿材料達(dá)到工程要求的力學(xué)性能所需要的時間(養(yǎng)護(hù)期)也是漿材的一個重要指標(biāo)。因為漿材的養(yǎng)護(hù)期直接影響工程的進(jìn)度，進(jìn)而影響到整個工程的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的發(fā)揮。中國發(fā)明專利01114747. 4,200610037536. 6 以及專利申請200910040465. 9均提供了系列改性糠醛-丙酮環(huán)氧灌漿材料的方法，由這些方法制備得到的灌漿材料不是初始粘度高、可灌性差，就是最終力學(xué)性能低，難以滿足工程需要。中國發(fā)明專利87105255. 5,01107590. 2以及專利申請201010598220. 0等公開了一系列滲透性能、力學(xué)性能優(yōu)良的環(huán)氧樹脂類化學(xué)灌漿材料，他們分別從漿材的滲透性能和力學(xué)性能進(jìn)行了闡述，但并未提及達(dá)到所列力學(xué)性能所需溫度和養(yǎng)護(hù)期。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的在于克服現(xiàn)有環(huán)氧灌漿材料糠醛-丙酮體系活化技術(shù)的缺點與不足，提供一種用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑的制備方法。本發(fā)明的另一目的在于提供通過上述制備方法得到的用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑。采用該活化劑制備的環(huán)氧灌漿材料不僅初始粘度低、可操作時間長，滲透性能好、養(yǎng)護(hù)期短，而且具有親和力強、力學(xué)性能優(yōu)良等特點。本發(fā)明的再一目的在于提供所述的用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑的應(yīng)用。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑的制備方法，包括以下步驟將多元胺、酚類化合物和甲醛按質(zhì)量比(25 80) (15 30) (20 80)配比混合，加入催化劑，攪拌升溫至40 70°C反應(yīng)5 20小時，然后脫水得到用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑；所述的多元胺優(yōu)選為脂肪胺或脂環(huán)胺中的一種或兩種；
所述的多元胺更優(yōu)選為二乙烯三胺、三乙烯四胺或異佛爾酮二胺中的一種；所述的酚類化合物指的是苯酚及其衍生物，優(yōu)選為苯酚、對氨基苯酚、對甲基苯酚、4-甲基苯酚、4-甲氧基苯酚或4-氨基苯酚中的一種或至少兩種形成的混合物；所述的甲醛為質(zhì)量百分比37%的甲醛水溶液；所述的催化劑為堿金屬氫氧化物，優(yōu)選為氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種或兩種；催化劑的用量按本領(lǐng)域技術(shù)人員的常識使用即可，一般為反應(yīng)原料總質(zhì)量的 0. 2% ；一種用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑，通過上述制備方法制備得到；所述的用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑應(yīng)用于環(huán)氧類灌漿材料的制備，可制得滲透性能和力學(xué)性能優(yōu)良的高滲透環(huán)氧灌漿材料。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果本發(fā)明所述的用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑制備方法簡單。使用通過配方優(yōu)化得到的本發(fā)明所述的糠醛-丙酮活化劑制備的高滲透環(huán)氧灌漿材料，除具有極低的初始粘度外，還具有更長的可操作時間，滲透性能得到進(jìn)一步提高。而高滲透環(huán)氧灌漿材料固結(jié)體的力學(xué)性能在后期上升更快，養(yǎng)護(hù)期更短，能在更短的時間內(nèi)達(dá)到工程所需力學(xué)要求，從而極大地提高了工作效率。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例1將25質(zhì)量份二乙烯三胺、20質(zhì)量份對甲氧基酚和20質(zhì)量份甲醛(質(zhì)量百分比 37 %，下同)混合均勻，加入催化劑NaOH (前述所用物質(zhì)總質(zhì)量的1 % )，攪拌下升溫至40 V 反應(yīng)20小時，然后通過減壓，充分脫水得到用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑。實施例2將40質(zhì)量份三乙烯四胺、13質(zhì)量份苯酚、2質(zhì)量份對氨基苯酚和50質(zhì)量份甲醛混合均勻，加入催化劑氫氧化鈉(前述所用物質(zhì)總質(zhì)量的)，攪拌下升溫至60°C反應(yīng)15小時，然后通過減壓，充分脫水得到用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑。實施例3將45質(zhì)量份二乙烯三胺、25質(zhì)量份對甲基酚、5質(zhì)量份對氨基苯酚和80質(zhì)量份甲醛混合均勻，加入催化劑氫氧化鉀(前述所用物質(zhì)總質(zhì)量的)，攪拌下升溫至50°C反應(yīng) 18小時，然后通過減壓，充分脫水得到用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑。實施例4將80質(zhì)量份異佛爾酮二胺、22質(zhì)量份苯酚、3質(zhì)量份對甲基苯酚和60質(zhì)量份甲醛混合均勻，加入催化劑氫氧化鉀(前述所用物質(zhì)總質(zhì)量的)，攪拌下升溫至70°C反應(yīng)5 小時，然后通過減壓，充分脫水得到用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑。實施例5采用本發(fā)明活化劑(實施例1制備)制備的高滲透環(huán)氧灌漿材料，制備過程如下A液50質(zhì)量份環(huán)氧樹脂E44，40質(zhì)量份糠醛，30質(zhì)量份丙酮，15質(zhì)量份辛基縮水甘油醚和3質(zhì)量份二(辛基磷酰氧基)鈦酸乙二酯混勻得到；
B液15質(zhì)量份二乙烯三胺，6質(zhì)量份活化劑(實施例1)，3質(zhì)量份Y -氨丙基三甲氧基硅烷和2質(zhì)量份2，4，6-三(二甲基氨基)苯酚混勻得到；使用時將A液和B液混合，得到高滲透性高強度的環(huán)氧灌漿材料。實施例6采用本發(fā)明活化劑(實施例2制備)制備的高滲透環(huán)氧灌漿材料，制備過程如下A液50質(zhì)量份環(huán)氧樹脂E51，30質(zhì)量份糠醛，30質(zhì)量份丙酮，8質(zhì)量份1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚和3質(zhì)量份二(辛基磷酰氧基)鈦酸乙二酯混勻得到；B液12質(zhì)量份二乙烯三胺，8質(zhì)量份活化劑(實施例幻，3質(zhì)量份Y -氨丙基三甲氧基硅烷和2質(zhì)量份2，4，6-三(二甲基氨基)苯酚混勻得到；使用時將A液和B液混合，得到高滲透性高強度的環(huán)氧灌漿材料。實施例7采用本發(fā)明活化劑(實施例3制備)制備的高滲透環(huán)氧灌漿材料，制備過程如下A液40質(zhì)量份環(huán)氧樹脂E44，30質(zhì)量份糠醛，30質(zhì)量份丙酮，6質(zhì)量份1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚和2質(zhì)量份二(辛基磷酰氧基)鈦酸乙二酯混勻得到；B液12質(zhì)量份三乙烯四胺，6質(zhì)量份活化劑(實施例；3)，3質(zhì)量份Y -氨丙基三甲氧基硅烷和2質(zhì)量份2，4，6-三(二甲基氨基)苯酚混勻得到；使用時將A液和B液混合，得到高滲透性高強度的環(huán)氧灌漿材料。實施例8采用本發(fā)明活化劑(實施例4制備)制備的高滲透環(huán)氧灌漿材料，制備過程如下A液45質(zhì)量份環(huán)氧樹脂E51，25質(zhì)量份糠醛，25質(zhì)量份丙酮，12質(zhì)量份芐基縮水甘油醚和3質(zhì)量份三(二辛基焦磷酰氧基)鈦酸異丙酯混勻得到；B液15質(zhì)量份二乙烯三胺，5質(zhì)量份活化劑(實施例4)，3質(zhì)量份Y -氨丙基三乙氧基硅烷和4質(zhì)量份2，4，6-三(二甲基氨基)苯酚混勻得到；使用時將A液和B液混合，得到高滲透性高強度的環(huán)氧灌漿材料。實施例9采用本發(fā)明活化劑(實施例4制備)制備的高滲透環(huán)氧灌漿材料，制備過程如下A液35質(zhì)量份環(huán)氧樹脂E44，25質(zhì)量份糠醛，25質(zhì)量份丙酮，10質(zhì)量份芐基縮水甘油醚和3質(zhì)量份三(二辛基焦磷酰氧基)鈦酸異丙酯混勻得到；B液1質(zhì)量5份二乙烯三胺，6質(zhì)量份活化劑(實施例4)，3質(zhì)量份Y -氨丙基三甲氧基硅烷和6質(zhì)量份三乙醇胺混勻得到；使用時將A液和B液混合，得到高滲透性高強度的環(huán)氧灌漿材料。對比實施例1 制備高滲透環(huán)氧灌漿材料，組合物比例與實施例5 —致，區(qū)別僅在使用中國發(fā)明專利01107590. 2實施例1制備的線性中間體替代本發(fā)明實施例1的活化劑。對比實施例2:制備高滲透環(huán)氧灌漿材料，組合物比例與實施例9 一致，區(qū)別僅在使用中國發(fā)明專利01107590. 2實施例2制備的線性中間體替代本發(fā)明實施例1的活化劑。效果實施例將實施例5 9、對比實施例1 2制備的環(huán)氧灌漿材料進(jìn)行檢測，其中初始粘度參照GB/T10M7-2008標(biāo)準(zhǔn)測試；表面張力參照GB/T 18396-2008標(biāo)準(zhǔn)檢測；抗壓強度參照GB/T 2569-1981標(biāo)準(zhǔn)測試；抗拉強度參照GB/T 2568-1995標(biāo)準(zhǔn)測試以及粘接強度參照 GB16777-2008測試標(biāo)準(zhǔn)測試。測試結(jié)果如表1所示表1高滲透性高強度環(huán)氧灌漿材料的物理、力學(xué)性能
權(quán)利要求
1.一種用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟將多元胺、酚類化合物和甲醛按質(zhì)量比05 80) (15 30) (20 80)配比混合，加入催化劑，攪拌升溫至40 70°C反應(yīng)5 20小時，然后脫水得到用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑；所述的酚類化合物為苯酚或其衍生物； 所述的催化劑為堿金屬氫氧化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑的制備方法，其特征在于所述的多元胺為脂肪胺或脂環(huán)胺中的一種或兩種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑的制備方法，其特征在于所述的多元胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺或異佛爾酮二胺中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑的制備方法，其特征在于所述的酚類化合物為苯酚、對氨基苯酚、對甲基苯酚、4-甲基苯酚、4-甲氧基苯酚或 4-氨基苯酚中的一種或至少兩種形成的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑的制備方法，其特征在于所述的催化劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種或兩種。
6.一種用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑，通過權(quán)利要求1 5任一項所述的制備方法制備得到。
7.權(quán)利要求6所述的用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑在環(huán)氧類灌漿材料中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明通過將多元胺、酚類化合物和甲醛按質(zhì)量比(25～80)∶(15～30)∶(20～80)混合，加入催化劑，攪拌升溫至40～70℃反應(yīng)5～20小時，然后脫水得到用于灌漿材料的高效糠醛-丙酮活化劑。該高效糠醛-丙酮活化劑應(yīng)用于環(huán)氧類灌漿材料的制備，可制得滲透性能和力學(xué)性能優(yōu)良的高滲透環(huán)氧灌漿材料。本發(fā)明制備方法簡單，采用該高效糠醛-丙酮活化劑制備得到的高滲透環(huán)氧灌漿材料除具有極低的初始粘度外，還具有更長的可操作時間，滲透性能得到進(jìn)一步提高的優(yōu)點；而漿材的力學(xué)性能在后期上升更快，養(yǎng)護(hù)期更短，能在更短的時間內(nèi)達(dá)到工程所需力學(xué)要求，極大地提高工作效率。
文檔編號C08L61/34GK102432788SQ201110237100
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者何泳生, 史珺, 梁利巖 申請人:中科院廣州化學(xué)有限公司