一种混凝土裂缝修复用复合改性环氧树脂胶黏剂及其制备方法与流程

本发明涉及环氧树脂胶黏剂及其制备方法，特别是涉及一种混凝土裂缝修复用复合改性环氧树脂胶黏剂及其制备方法，属于桥梁裂缝修复的

背景技术：

1、通常来说，桥梁在道路中的占比越来越大，作为直接暴露在自然环境中的大型工程设施，难免产生一些病害。其中裂缝是桥梁工程中最为常见的病害之一，虽然一些初期裂缝并不会对桥梁造成实质性影响，但随着时间的推移裂缝会不断扩展，进而造成大面积破坏，威胁桥梁安全。因此有必要在明确桥梁裂缝产生原因的基础上，探究有效的处理方案，对混凝土裂缝进行及时修补，避免二次开裂影响结构安全。

2、目前对于宽度为0.05～1.5mm的微小裂缝,一般采用压注胶进行压力注浆的方法进行修复。环氧树脂作为注浆修复材料，具有优异的力学性能，粘接强度高、抗渗性好、耐腐蚀性强等优点，因此被广泛应用于混凝土裂缝修复。但由于环氧树脂固化物呈交联网络结构，存在脆性大、抗冲击性能差、韧性不足等缺点，限制了其在工程领域的应用，因此需对环氧树脂进行增韧改性。

3、目前主要改性方法有弹性橡胶体改性以及纳米粒子改性，采用弹性橡胶体增韧改性后的环氧树脂韧性明显提高，断裂形貌呈现出韧性断裂特征，但由于低模量的橡胶粒子的加入，降低了改性后环氧树脂的玻璃化转变温度、弹性模量、屈服强度和抗蠕变性能，这也限制了这类改性方法的应用；与软质橡胶不同，使用硬质无机纳米颗粒可以借助无机颗粒和基质之间的相互作用，同时提高力学性能、耐热性能，但是其增韧效果却不如弹性体明显，同时纳米粒子在环氧树脂中存在的团簇现象会导致增韧效果减弱，分散性较差。除此之外，采用橡胶体改性环氧树脂所制备的胶黏剂黏度较高，流动性较差，限制了其在裂缝注浆修补领域的应用。

4、经检索，其中一篇中国发明专利cn112479632a公开了一种用于路面修复的不饱和聚酯混凝土及其制备方法，由改性不饱和聚酯、纤维、抗老化剂、骨料组成，在兼具低温性能与抗紫外线性能的同时也极具环保性，虽然该专利可用于路面修补加固，但其所制备材料黏度较高，不适应桥梁裂缝修复。

5、另外一篇中国发明专利cn109181607a公开了一种建筑材料用环氧胶黏剂及其制备方法，虽然具有较高韧性、耐高温性能与粘结强度，但其拉伸强度不符合现有规范对于混凝土裂缝修复胶抗拉强度需≥25mpa要求，并且其固化剂二乙烯三胺或三乙烯四胺具有毒性，影响使用安全。

6、还有一篇中国发明专利cn107488428a公开了一种环氧树脂类灌钢用胶黏剂及其制备方法，该专利提出了常规胶黏剂无法满足水下环境结构加固的技术问题，但是没有针对该技术问题说明采用的技术方案可行性，因此，无法证实该专利能够解决要对应的技术问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的诸多技术缺陷与不足，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种混凝土裂缝修复用复合改性环氧树脂胶黏剂及其制备方法，解决现有裂缝注浆料强度与韧性无法同时提高以及黏度较高的技术问题。

2、一种混凝土裂缝修复用复合改性环氧树脂胶黏剂，以质量计包括以下组分：

3、环氧树脂100质量份；

4、羧基丁腈橡胶5～25质量份；

5、纳米二氧化钛0.5～2.5质量份；

6、纳米二氧化硅1～5质量份；

7、稀释剂3～12质量份；

8、固化剂26～30质量份；

9、固化剂促进剂用量为固化剂用量1％。

10、优选的，所述环氧树脂e-51为双酚a环氧树脂e-51，环氧值为0.51～0.54eq/100g，该双酚a环氧树脂e-51为100份。

11、优选的，所述羧基丁腈橡胶为端羧基液体丁腈橡胶。

12、优选的，所述纳米二氧化钛为硅烷偶联剂表面改性纳米二氧化钛。

13、优选的，所述纳米二氧化硅为硅烷偶联剂表面改性纳米二氧化硅。

14、优选的，所述稀释剂为环氧活性稀释剂乙二醇二缩水甘油醚。

15、优选的，所述固化剂为改性脂肪胺固化剂593，胺值为614.8mgkoh/g。

16、优选的，所述固化剂促进剂为固化剂促进剂dmp-30。

17、优选的，该方法包括以下步骤：

18、(1)首先，按照环氧树脂、羧基丁腈橡胶、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、稀释剂和固化剂以及固化剂促进剂的质量份进行称料；

19、(2)其次，将称好的环氧树脂、羧基丁腈橡胶置于反应釜中150℃加热搅拌3h，分别得到环氧树脂预聚物和羧基丁腈橡胶预聚物；

20、(3)然后，向反应釜中加入纳米二氧化钛、纳米二氧化硅，常温搅拌1h，

21、(4)最后，加入固化剂、固化剂促进剂、稀释剂，常温搅拌8～10min得到复合改性环氧树脂胶黏剂。

22、(5)根据需要对拌合好的复合改性环氧树脂胶黏剂进行浇筑裂缝修复或抹面成型。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、1、本发明选用环氧树脂e-51作为胶黏剂主体材料，相较于其他环氧当量树脂，其初始黏度较低，可更有效用于裂缝修复工作；

25、2、本发明选用羧基丁腈橡胶作为增韧材料，当胶黏材料受到外界冲击时，羧基丁腈橡胶充当应力集中点，在其周围形成应力场，并在应力场作用下界面脱粘形成空洞化吸收大量能量，从而提高胶黏材料的韧性与抗冲击性能；

26、3、本发明选用纳米二氧化钛与纳米二氧化硅作为辅助增韧剂，当胶黏剂受到外界冲击时，刚性纳米粒子可以与树脂基体脱离产生韧窝，韧窝能够达到钝化裂纹的作用，从而提高胶黏剂的整体韧性。同时由于羧基丁腈橡胶的存在破坏了环氧树脂交联网络的整体性，会导致胶黏材料的强度下降，但纳米粒子可起到骨架作用，有助于提高胶黏材料的整体强度；

27、4、本发明选用乙二醇二缩水甘油醚作为稀释剂，可以在降低复合改性胶黏剂黏度的同时，提高了复合改性胶黏剂的韧性；

28、5、本发明选用改性脂肪胺593作为固化剂，与传统酚醛胺固化剂t31相比，黏度较低，更适用于裂缝压注浆修复。同时脂肪胺593固化速度较快，更易于满足工程应用的实际要求；

29、6、本发明选用dmp-30作为固化剂促进剂，有助于进一步加快胶黏剂的凝胶速率，满足注浆修复需求；

30、7、与传统的物理混合法相比，本发明通过采用预聚法制备羧基丁腈橡胶改性环氧树脂，羧基丁腈橡胶带有极性极强的—cn基，能够在预聚反应和固化反应过程中良好的分散在环氧树脂基体中，提高了改性环氧树脂的韧性；

31、8、本发明通过添加柔性橡胶体与硬质纳米粒子改性环氧树，与传统单一材料改性环氧树脂相比，在提高胶黏剂韧性的同时，显示出较好的强度。

技术特征：

1.一种混凝土裂缝修复用复合改性环氧树脂胶黏剂，其特征在于：以质量计包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的一种混凝土裂缝修复用复合改性环氧树脂胶黏剂，其特征在于：所述环氧树脂e-51为双酚a环氧树脂e-51，环氧值为0.51～0.54eq/100g，该双酚a环氧树脂e-51为100份。

3.根据权利要求1所述的一种混凝土裂缝修复用复合改性环氧树脂胶黏剂，其特征在于：所述羧基丁腈橡胶为端羧基液体丁腈橡胶。

4.根据权利要求1所述的一种混凝土裂缝修复用复合改性环氧树脂胶黏剂，其特征在于：所述纳米二氧化钛为硅烷偶联剂表面改性纳米二氧化钛。

5.根据权利要求1所述的一种混凝土裂缝修复用复合改性环氧树脂胶黏剂，其特征在于：所述纳米二氧化硅为硅烷偶联剂表面改性纳米二氧化硅。

6.根据权利要求1所述的一种混凝土裂缝修复用复合改性环氧树脂胶黏剂，其特征在于：所述稀释剂为环氧活性稀释剂乙二醇二缩水甘油醚。

7.根据权利要求1所述的一种混凝土裂缝修复用复合改性环氧树脂胶黏剂，其特征在于：所述固化剂为改性脂肪胺固化剂593，胺值为614.8mgkoh/g。

8.根据权利要求1所述的一种混凝土裂缝修复用复合改性环氧树脂胶黏剂，其特征在于：所述固化剂促进剂为固化剂促进剂dmp-30。

9.根据权利要求1至8任意一项权利要求所述的一种混凝土裂缝修复用复合改性环氧树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

技术总结本发明公开一种混凝土裂缝修复用复合改性环氧树脂胶黏剂及其制备方法，以质量计包括以下组分：环氧树脂100质量份；羧基丁腈橡胶5～25质量份；纳米二氧化钛0.5～2.5质量份；纳米二氧化硅1～5质量份；稀释剂3～12质量份；固化剂26～30质量份；固化剂促进剂用量为固化剂用量1％。本发明提供一种混凝土裂缝修复用复合改性环氧树脂胶黏剂及其制备方法，解决现有裂缝注浆料强度与韧性无法同时提高以及黏度较高的技术问题。技术研发人员：袁博,宋泽冈,邓旭东,刘艳莉,张世俊,粟海涛,廖琦,肖荣兵,陈坤,陈自敏,李漳,张春雨,李均进,瞿发宪,殷继华,符德省,颜展,李波,纪云涛,余成群,楼介翔,余健,杨耿焱,治明甫,张书端,陈梦嫄,景晓剑受保护的技术使用者：云南省公路科学技术研究院技术研发日：技术公布日：2024/10/17