[发明专利]一种混合稀释剂及利用其制备的环保型高渗透环氧灌浆材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种混合稀释剂，进而调配一种新的环保型高渗透环氧灌浆材料。混合稀释剂包含非活性稀释剂和活性稀释剂，环保型高渗透环氧灌浆材料由环氧树脂100份，非活性稀释剂50～90份，活性稀释剂10～50份，固化剂12～25份，增韧剂10～18份，促进剂5～8份组成。本发明的灌浆材料所添加稀释剂均为无毒组分，通过对稀释剂比例调节进而对环氧浆液粘度进行调控，环氧灌浆材料初始粘度低、可灌性强，凝胶时间可控，同时使环氧灌浆材料固结体具有优异的力学性能；浆液配置过程简单，易于掌握，原材料来源广泛。

技术领域

本发明涉及环氧树脂灌浆材料技术领域，具体涉及一种混合稀释剂及利用其制备的环保型高渗透环氧灌浆材料及其制备方法。

背景技术

环氧树脂灌浆材料简称环氧浆材，具有浆液粘度低、渗透性好、可灌性好，以及固结体力学性能优良等优点，在地基加固处理和混凝土裂缝处理等方面得到了大量的应用。环氧浆材一般由A、B两组分组成，其中A组分为主剂，主要由环氧树脂和稀释剂组成，B组分为固化剂，主要由固化剂、增韧剂及促进剂组成。

目前，国内广泛使用的环氧浆材主要是以糠醛—丙酮体系为稀释剂，该体系稀释剂不但能有效降低环氧浆液的粘度，而且固结后的环氧灌浆材料能保持优良的力学性能。以环氧树脂、糠醛、丙酮为A组分，再选用胺类固化剂为B组分，进行均匀混合。该关键技术在于糠醛能够与丙酮发生反应，生成一糠叉丙酮、二糠叉丙酮。糠叉丙酮能够与胺反应，从而可以接入到环氧树脂分子链中去。所制备的环氧灌浆材料固化物收缩性低，力学性能优良。但糠醛是一种极易挥发且毒性较大的产品，需慎重使用。在施工过程中，如操作不当，会造成环境污染及人员中毒等现象。面对如今日益严格的环保要求，急需研制具有环保型的化学灌浆材料。水性环氧灌浆材料是以水作为稀释剂，能够使环氧灌浆材料无毒化。然而，水性环氧灌浆材料的固结体力学性能差，很难作为补强加固材料在工程上进行应用。此外，国外也有相应的环保型环氧灌浆材料，但配置的浆液粘度一般都在200mPa·s以上，且价格相对国内产品较高，难以满足国内工程需求。

人们以糠醛和丙酮作为稀释剂制备环氧灌浆材料，此类稀释剂不但可以降低浆液粘度，而且可以使非活性的稀释剂丙酮参与反应。具体的反应过程如下：

环保型灌浆材料的浆液首先具备较小的粘度和适宜的操作时间，根据JC/T1041-2007，等级I初始浆液粘度应小于等于30mPa·s，可操作时间应大于30min。环氧树脂由于自身粘度大，很难直接作为A组分进行使用，需添加其他稀释剂来降低A组分的粘度。通常，添加环氧树脂灌浆材料中稀释剂可分为两类：一、非活性稀释剂，例如甲苯、二甲苯、丙酮、苯乙烯以及一些酚类化合物等，该稀释剂将不会与环氧树脂和固化剂发生反应，会降低固结体的性能；二、活性稀释剂，例如低分子量的缩水甘油醚或缩水甘油酯等，此类稀释剂能够参与到固化反应中，该稀释剂能够保证材料具有良好性能，但稀释效果较非活性稀释剂效果差，且稀释剂含量过多将降低固结体的交联密度。此外，由于糠醛—丙酮体系稀释剂在工程上大量应用，也有学者将糠醛—丙酮体系稀释剂单独作为第三类稀释剂。正常情况下，丙酮是作为非活性稀释剂。但在以糠醛—丙酮为稀释剂的环氧灌浆材料中，丙酮参与到反应中去，因而在该体系中具有活性。该体系不但使材料具有较低初始粘度，同时也能够保证环氧灌浆材料的力学性能。但糠醛—丙酮稀释剂体系中糠醛是一类毒性较大(LD₅₀＝65mg/kg，中等毒性)、易挥发的呋喃环系衍生物，2017年10月被世界卫生组织国际癌症研究机构列入3类致癌物。因而，该系列环氧浆材使用范围日益受到限制，急需一种安全环保的环氧浆材来替代该系列产品。

发明内容

针对目前广泛使用的环氧树脂灌浆材料配方中以糠醛—丙酮为体系的稀释剂容易对施工人员和环境造成危害的问题，本发明首要目的是要提供一种新的稀释剂组合配方，然后利用该稀释剂制备一种环保型的环氧化学灌浆材料。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：