[发明专利]一种环保型高性能无糠醛环氧化学灌浆材料及制法与应用

说明书

技术领域

本发明属于化学灌浆领域，具体涉及一种环保型高性能无糠醛环氧化学灌浆材料及其制备方法与应用。

背景技术

环氧树脂灌浆材料是一种以环氧树脂为主剂，配以稀释剂和固化剂制备的一种低黏度灌浆材料。和一般的环氧胶粘剂不同，环氧树脂灌浆材料要求浆液的起始黏度低，可灌性好，因此稀释剂在配方中非常重要。目前最常用的活性稀释剂是糠醛丙酮体系，该稀释剂对环氧树脂有极好的稀释作用，配成的浆材可灌性好，可灌入K值达10^-6～10^-8cm/s(约6×10^-4mm的缝隙)软弱地层，浆材固化后各方面的力学性能和耐化学性都十分优异。但是浆液中的糠醛是一种毒性较大、易挥发的化工原料，糠醛现在已经列为10种必须注意的有害有毒物质。

面对当今的化工绿色化趋势，糠醛丙酮体系的环氧灌浆材料因为其毒性较大，导致它的使用日益受到限制。对这种糠醛丙酮体系的环氧灌浆材料进行适当的改性，在保持其力学性能优异和价格低廉优点的同时，降低其毒性，减少对人体和环境的危害，使传统的糠醛丙酮改性环氧灌浆材料焕发新的生命和活力，具有十分重要的现实意义和应用价值。

我国在化学灌浆材料方面的应用于研究只有50多年的历史，1953年针对长江三峡工程基础加固和混凝土裂缝处理的要求，国家科委立项，由长江科学院、中科院广州化学研究所等部门对环氧树脂和甲基丙烯酸甲酯类材料进行了研究，并取得了很可喜的成果。在许多工程中这些材料得到了成功的应用，引起了有关部门的高度重视，从而推进了化学灌浆材料的研究，至今在我国已经研制成功各种类型的灌浆材料，而且在某些方面已经达到国际前沿水平。

国内外对环氧树脂灌浆材料的改性，主要集中在水性环氧树脂灌浆材料和无溶剂型环氧树脂灌浆材料这两个方面。水性环氧树脂灌浆材料用水做稀释剂，这是一种完全无毒的环保型灌浆材料，但是其固化之后各方面的力学性能低，目前还只用于防水堵漏方面，不适合应用在补强加固方面。国外使用的主要是无溶剂型环氧树脂灌浆材料，这种材料主要是采用低毒的活性稀释剂，其主要缺点是这些稀释剂成本高，黏度大，添加量不能太大，一般为树脂量的20％以内，否则会导致材料的力学性能急剧下降。因此这类稀释剂对环氧树脂的稀释效果不如糠醛丙酮体系，配成的浆液的黏度一般都在200厘泊以上，无法对细微的裂缝进行处。因此这种类型的环氧灌浆材料在国内较难推广。

糠醛丙酮物理共混改性的环氧树脂灌浆材料在国内各大工程中广泛使用，主要是因为糠醛与丙酮对环氧树脂具有良好的稀释效果，可以制备低黏度的高渗透的环氧树脂灌浆材料，这种浆液的起始黏度低，因此渗透性极佳。并且糠醛和丙酮价格便宜，成本仅为环氧树脂的1/3～1/2，而且这种活性稀释剂的添加量可以很多，可以达到环氧树脂量的150％左右，而仍保持优异的力学性能，这是一般的稀释剂所无法比拟的。但是这种材料最大的缺点就是其中的糠醛，毒性太大，且易挥发，对施工人员和环境造成很大危害。因此在环氧-糠醛-丙酮体系中，能够趋利避害，降低其毒性和挥发型，把这种广泛使用的传统有毒材料变成一种环保的材料，显得日益重要和紧迫。

发明内容

针对现有的环氧树脂灌浆材料因采用毒性大、易挥发的稀释剂成份——糠醛，而给施工人员和环境带来的巨大危害，本发明的首要目的在于提供一种新的稀释剂，然后利用该稀释剂制备得到一种环保型高性能无糠醛环氧化学灌浆材料。本发明的稀释剂选用苯甲醛代替糠醛，与丙酮通过乳液分散相转移催化法反应合成，即将碱性催化剂乳化并通过相转移催化合成稀释剂。本发明的灌浆材料摒弃了有毒的糠醛组分，并通过控制稀释剂的反应程度及稀释剂的添加量对浆液起始粘度进行调整，同时凝胶时间可控、具有优异的力学性能、表面粘结力强。此外，制备出的灌浆材料固结体颜色较浅，可满足很多对颜色有特殊要求的场合，广泛用于建筑物的装饰材料、文物保护及堵水防水、地基加固补强等工程。

本发明的另一目的在于提供上述环保型高性能无糠醛环氧化学灌浆材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述环保型高性能无糠醛环氧化学灌浆材料的用途。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种环保型高性能无糠醛环氧化学灌浆材料，由以下重量份数的原料制备得到：

环氧树脂：100份

稀释剂：100-150份

固化剂：8-20份

促进剂：0.5份

其它助剂：18份。