[发明专利]一种性能可控环氧-聚酮注浆材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于环氧注浆材料领域，涉及环氧注浆材料的制备方法，具体涉及一种性能可控环氧-聚酮注浆材料及其制备方法与应用。

背景技术

环氧树脂由于力学性能优异、固化收缩率小、耐腐蚀性能优良、粘接力强等优点而在防渗补强中得到广泛应用。环氧注浆材料是指以环氧树脂为主剂，加入一定量的稀释剂和固化剂配制成的浆液。该材料可用压送设备注入地层或缝隙内，使其扩散，然后在被处理部位进行原位化学反应从而达到胶凝或固化，使岩土或混凝土达到加固或防渗堵漏的目的。然而，在长期的试验和施工中发现，环氧浆液的渗透性以及可操作时间和注浆体后期力学性能是一个相互矛盾的问题。对于大坝、桥梁、公路等大型工程的基础加固，由于地质条件千差万别，注浆材料的力学性能，渗透性和可操作时间等必须具有可控性。对于渗透性差的地层，注浆材料应具有较高的渗透性和较长的可操作时间，否则浆液无法渗入需要补强的部位。然而，可操作时间的延长以及渗透性的增加必然影响固结后的力学性能。如何在保持固结体力学性能的情况下延长浆液的可操作时间是目前环氧注浆材料应用中的一个难题。中国发明专利87105255.5公开了一种高渗透性呋喃-环氧化学灌浆材料，浆材具有很好的渗透性，但后期力学性能增加过慢，可控性差，在实际应用中往往需要较长的固化期。中国发明专利201010597831.3报道了一种环保柔韧性环氧树脂灌浆材料，由于利用了活性稀释剂代替糠醛丙酮体系，力学性能有所提高，但其初始粘度大，可灌时间相对较短，可灌性受到限制。

发明内容

本发明的目的是针对现有材料和技术的不足，提供一种性能可控环氧-聚酮注浆材料及其制备方法与应用。本发明的环氧-聚酮注浆材料，主要由甲，乙两组分组成，其中甲组分包括环氧树脂、反应性溶剂和界面改性剂，乙组分包括胺类固化剂、固化调控剂、固化促进剂和催化剂，反应性溶剂在催化剂等作用下形成聚酮树脂，并进一步与环氧形成互穿网络结构，因此确保注浆材料的力学性能、渗透性和可操作时间等实现可控，可以满足不同工程的需要。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种性能可控环氧-聚酮注浆材料，由甲组分和乙组分共同组成；所述甲组分和乙组分的重量比为100：（0.5~70）；

所述甲组分包括环氧树脂、反应性溶剂和界面改性剂；所述乙组分包括胺类固化剂、固化调控剂、固化促进剂和催化剂；

所述甲组分的组成按重量配比为：环氧树脂10~95份，反应性溶剂5~90份，界面改性剂0~5份；所述乙组分的组成按重量配比为：胺类固化剂5~95份，固化调控剂0~65份，固化促进剂0.5~20份，催化剂0~5份。

所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂和/或双酚F型环氧树脂，优选为E-51、F51、E-44或F-44；所述反应性溶剂为醛基化合物和酮基化合物的混合物，优选为苯甲醛、多聚甲醛、乙二醛、糠醛、丁酮、环己酮、丙酮、双乙烯酮或乙酰丙酮中的一种或两种以上；所述界面改性剂为稀土偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或两种以上，优选为稀土偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂及其复合物。

所述胺类固化剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、己二胺、间苯二胺、3-二甲氨基丙胺、3-二乙氨基丙胺或3-二丁胺基丙胺中的一种或两种以上。

所述固化调控剂为环氧化合物、酚类、醛类、酮类、聚酰胺齐聚物或聚乙烯胺齐聚物中的一种或两种以上和多胺类化合物的加成物；所述环氧化合物为环氧丙烷苯基醚、环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷异辛醚、碳十二至十四烷基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、聚乙二醇二缩甘油醚、聚丙二醇二缩甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、三羟甲基三缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油醚或间苯二酚二缩水甘油醚；所述酚类为苯酚、甲基苯酚或二苯酚；所述醛类为甲醛、多聚甲醛、乙醛、糠醛或苯甲醛；所述酮类为甲乙酮、甲基异丙基酮或甲基异丁基酮；所述多胺类化学物为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、己二胺、间苯二胺、3-二甲氨基丙胺、3-二乙氨基丙胺或3-二丁胺基丙胺中的一种或两种以上。

所述固化促进剂为2,4,6-三（二甲基氨基甲基）苯酚、2,4,6-三（二甲基氨基甲基）苯酚的三油酸盐、2,4,6-三（二甲基氨基甲基）苯酚的三-（2-乙基己酸）盐、三乙醇胺、苄基二甲胺、邻羟基苄基二甲胺、咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、取代脲、三苯基膦或乙酰苯肼中的一种或两种以上。