[发明专利]室温固化耐高温环氧树脂封堵材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备的技术领域，具体涉及一种室温固化的耐高温封堵材料的制备方法。

背景技术

油页岩原位开采和原油开采一样，除了需要阻水外，还需要固井和高温开采。这就对阻水和固井材料的性能提出更高的要求，即需要室温或较低温度固化，且具有良好的耐热性。

环氧树脂是一种包括很多类型的热固性树脂，如缩水甘油胺、缩水甘油酯以及脂肪族环族环氧树脂等，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、电器绝缘性以及收缩率低、易加工成型等优点。因此由它复配的环氧树脂胶粘剂具有良好粘接性能和较高的粘结强度，是应用最广泛的胶黏剂之一。其广泛地应用于化工、水利、交通、机械、电子、汽车、航空航天等领域。同时，环氧树脂存在固化温度高、变形性和耐热性差等缺点，因此在一些需要室温固化且在高温环境中使用的场所，其使用受到了很大限制。对其进行增韧改性备受关注。

所谓的常温固化，是指在室温20～30℃条件下快速凝胶，在一周内完全固化且达到所需温度的胶粘剂。目前国内外耐高温胶粘剂的定义尚未完全明确。普遍认为耐热胶粘剂需要满足以下条件(中国胶粘剂,2009,18(11):57-62.)：1)长期暴露在高温场合，而且具备初期性能；2)热变形温度高；3)周期变化下耐热性较好；4)能短时间承受高温考验；5)热失重的温度高。中国专利CN1670109公开了用聚氨酯预聚体(端羟基聚硅氧烷和二异氰酸酯按10～1：1比例)制成耐高温的环氧树脂胶粘剂，其粘接强度15-30MPa，但是无论在制备预聚体和改性环氧树脂时都需要在真空度很高的条件下进行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服环氧树脂封堵材料存在脆性大和耐温性差等的问题，提供一种以聚醚多元醇和异氰酸酯制备的聚氨酯预聚体改性的环氧树脂封堵材料，可以在室温固化且能获得很好耐热性，其分解温度高达275℃。

本发明的技术问题通过以下技术方案解决：

一种室温固化的耐高温环氧树脂封堵材料，由A组分和B组分组成，A组分包括环氧树脂、稀释剂、偶联剂、填料；B组分包括固化剂、促进剂；其特征在于，B组分中还有改性剂，所述的改性剂是异氰酸酯和聚醚多元醇反应得到的产物。各组分的组成按重量份数计，A组分的组成为：环氧树脂100份、稀释剂30-40份、偶联剂2-7份、填料0-100；B组分的组成为：固化剂25-30份、促进剂6-10份；改性剂5-10份。

所述环氧树脂可以是双酚A型环氧树脂E-51或E-44；优选双酚A型环氧树脂E-51。

所述活性稀释剂可以是十二烷基缩水甘油醚或丁基缩水甘油醚，优选丁基缩水甘油醚。

所述偶联剂可以是有机硅烷类和非硅烷类，优选有机硅烷类3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)。

所述固化剂可以是市售810水下固化剂、T31固化剂，优选810水下固化剂；

所述促进剂可以是二乙烯三胺(DETA)或/和三乙烯四胺(TETA)、2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)，优选二乙烯三胺；

所述的异氰酸酯可以是2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，优选TDI；所述的聚醚多元醇和异氰酸酯的用量按摩尔比可以是1.0～2.0∶1，优选1.3∶1。

所述的填料是超细水泥、纳米二氧化硅或氧化铝。

一种室温固化耐高温环氧树封堵材料的制备方法，步骤包括：

(1)将聚醚多元醇在真空条件下脱水3h，然后加入异氰酸酯，聚醚多元醇和异氰酸酯的用量按摩尔比是1.0～2.0∶1，在70～100℃、氮气保护下搅拌4h。将体系放置室温降温，得到改性剂。

(2)将环氧树脂与活性稀释剂、偶联剂，搅拌均匀，即得A组分；将固化剂和复合促进剂混合均匀，加入由步骤(1)制得的改性剂搅拌均匀，即得B组分。

一种室温固化耐高温环氧树封堵材料的使用方法，将B组分倒入A组分中室温混合均匀，在需要封堵的位置固化封堵。

本发明一种室温固化耐高温的环氧树脂胶粘剂，是在B组分中加入了异氰酸酯和聚醚多元醇反应得到的改性剂，得到了以下有益效果：

1、最高热分解温度可达到275℃。

2、在高温条件下剪切性能良好、抗拉强度高，在室温条件下固化时间短，伸展性、韧性良好。

3、制备工艺简单，可操作性能强，应用广泛；特别是A组分和B组分均在室温下制备(减少了加热和加温溶解的要素)、以聚醚多元醇替代现有技术的端羟基聚硅氧烷作为改性剂，都能大大降低封堵材料的成本，并提高封堵材料的性能。