[发明专利]一种低热线性膨胀系数的抗冲磨型环氧砂浆及其制备方法

说明书

本发明提供一种低热线性膨胀系数的抗冲磨型环氧砂浆及其制备方法，属于建筑材料领域，所述抗冲磨型环氧砂浆包括：环氧树脂100份、固化剂10‑25份、石英砂400‑600份、微球填料10‑60份和助剂10‑100份；所述环氧树脂包括笼型γ‑缩水甘油醚氧丙基倍半硅氧烷；所述微球填料为环氧树脂微球的碳化产物；本发明通过复配改性填料降低环氧树脂的热膨胀性能，提高环氧砂浆作为混凝土补强的粘结稳定性，同时在环氧基体中引入含硅环氧单体进一步改善其热膨胀性能和耐冲磨性能。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种低热线性膨胀系数的抗冲磨型环氧砂浆及其制备方法。

背景技术

环氧砂浆是一种以环氧树脂、固化剂与无机填料按一定比例混合配置而成的复合材料，其中环氧树脂的固化物是由环氧树脂与固化剂交联反应形成的具有三维网络结构的高聚物，具有良好的粘附性、力学强度、绝缘性和化学稳定性，环氧砂浆是最早用于混凝土建筑物修补的材料之一，目前广泛的应用于水工建筑物过流面的抗冲磨损、抗气蚀与抗冻融保护，如溢流坝、溢洪道、泄洪洞、泄水闸底板、护坦、消力墩、排水底孔的底板及边墙等混凝土结构在含砂高速水流冲磨作用及推移质冲击作用下的磨损修复，以及破坏后的修复，混凝土建筑物的缺陷修补以及补强与加固处理等。

环氧砂浆虽然其具有强度高、弹性模量低、极限拉伸大等优良的特性，但其热膨胀系数较大，当环氧砂浆修补面积或厚度较大，或者施工迭合面层时，修补材料与被修补混凝土的热膨胀系数要求较高的匹配度，若两种材料的热膨胀系数相差较大，随温度变化产生的体积变化差异非常大，会使得界面粘结失效或者使该部分的材料强度很低，在温度剧烈变化时甚至能使环氧砂浆与老混凝土脱开。

现有技术对环氧砂浆的热膨胀性能的改善方法主要是通过优化固化剂种类、砂胶比、砂子类型等条件因素实现，但这些条件因素对其热膨胀系数的影响较小，难以较好地改善热膨胀性能；现有技术中还通过加入玻璃微球降低环氧树脂的热膨胀系数，但玻璃微球密度较大且表面光滑，与环氧树脂的接触面积较为有限，对固化产物的增强作用明显，抗冲磨性能较差。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种低热线性膨胀系数的抗冲磨型环氧砂浆及其制备方法。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种低热线性膨胀系数的抗冲磨型环氧砂浆，包括环氧树脂100份、固化剂10-25份、石英砂400-600份、微球填料10-60份和助剂10-100份；

其中，所述环氧树脂包括笼型γ-缩水甘油醚氧丙基倍半硅氧烷；所述微球填料为环氧树脂微球的碳化产物。

优选的，所述笼型γ-缩水甘油醚氧丙基倍半硅氧烷在所述环氧树脂中的质量比例为4-12wt％。

优选的，所述固化剂为脂肪族多胺、酚醛胺或改性酰胺基胺类固化剂，优选为多乙烯多胺。

优选的，所述微球填料的制备方法包括以下步骤：

(1)分别称取六(3-巯基丙酸)二季戊四醇酯、环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯、2,2'-(萘-1,6-二基双(氧基))双(亚甲基)二环氧乙烷和4,4-双(4-正丙基环己基)-1,1-联苯，搅拌混合后，逐渐升温至60-70℃，继续搅拌30-60min，加入叔胺催化剂，依次在室温下和70-80℃水浴条件下各搅拌反应1-2h，反应完成后加入反应体系2-4倍体积的环己烷，搅拌混合后静置过夜，固液分离，沉淀以环己烷洗涤沉淀，真空干燥制得环氧树脂微球；

其中，所述六(3-巯基丙酸)二季戊四醇酯、环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯、2,2'-(萘-1,6-二基双(氧基))双(亚甲基)二环氧乙烷、4,4-双(4-正丙基环己基)-1,1-联苯和所述叔胺催化剂的质量比例为(1.5-2.0)：(0.8-1.3)：(0.5-0.8)：(2.5-3.0)：(0.1-0.4)；