[发明专利]一种室温固化环氧树脂膨胀土改良剂及其制备和使用方法

说明书

本发明涉及一种室温固化环氧树脂膨胀土改良剂，所述环氧树脂膨胀土改良剂通过下述原料组分来制备：a)环氧树脂；b)磁性离子液体；以及c)巯基化合物。所述环氧树脂膨胀土改良剂还可包括遇水生热型发热剂。本发明还提供上述环氧树脂膨胀改良剂的制备方法和使用方法。本发明的有益效果在于(1)通过环氧树脂的原位固化以及磁性离子液体固化剂与膨胀土的离子交换，来永久且显著地降低膨胀土的膨胀率；以及(2)制备和施工方法简单，适用于工业化生产。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域。具体来说，本发明涉及一种室温固化环氧树脂膨胀土改良剂，室温固化环氧树脂膨胀土改良剂的制备方法，以及室温固化环氧树脂膨胀土改良剂的使用方法。

背景技术

膨胀土是一种具有较多裂隙和较大胀缩性质的地质体。膨胀土粘土成分主要由强亲水性矿物蒙脱土与伊利石组成，它们吸水时膨胀，失水时收缩，使得膨胀土发生反复变形。膨胀土的这些性质对工程建筑物等有严重的破坏作用，因此需要改良膨胀土来降低膨胀土的膨胀性。

目前，改良膨胀土的方法主要可分为物理改良方法和化学改良方法。化学改良方法能永久改变膨胀土的晶层结构，因此从建筑施工的长期稳定性和安全性而言可能比物理改良方法略胜一筹。化学改良方法之一使用聚合物来改良膨胀土，但其尚存在以下问题：1)聚合物只通过包裹、机械啮合等物理作用来提高粘土颗粒之间的连接作用，因此降低膨胀土膨胀性以及增加膨胀土强度的作用有限；2)聚合物是疏水性的且在聚合过程中不吸收水分，膨胀土颗粒表面存在的吸附水膜会削弱聚合物网络对膨胀土颗粒之间连接的加强作用；以及3)聚合物难以在室温条件下快速固化。

为此，本领域仍然需要开发一种高效、可在室温条件下快速固化的聚合物膨胀土改良剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种室温固化环氧树脂膨胀土改良剂，其主要包括环氧树脂、可与膨胀土进行离子交换的磁性离子液体固化剂、巯基化合物固化促进剂以及遇水生热型发热剂。本发明的环氧树脂膨胀土改良剂通过环氧树脂的原位固化来形成粘结膨胀土颗粒的环氧树脂网络，且磁性离子液体固化剂可与膨胀土进行离子交换来进一步降低膨胀土的膨胀性。此外，本发明的环氧树脂膨胀土改良剂还可包括遇水生热型发热剂。遇水生热型发热剂在反应之前由环氧树脂膨胀土改良剂中的有机相液体如巯基化合物等包覆，随着有机相液体的消耗，遇水生热型发热剂接触膨胀土表面的吸附水膜，迅速消耗水膜并放热，这同时加速环氧树脂的固化以及促进环氧树脂网络与膨胀土颗粒的相互作用。

本发明的目的还在于提供室温固化环氧树脂膨胀土改良剂的制备方法和使用方法。

为了实现上述目的，本发明提供下述技术方案。

在第一方面中，本发明提供一种室温固化环氧树脂膨胀土改良剂，所述环氧树脂膨胀土改良剂可通过下述原料组分来制备：a)环氧树脂；b)磁性离子液体；以及c)巯基化合物；其中，磁性离子液体的结构如下述结构式(I)所示：

在式(I)中，n＝1-15，X为Cl或Br。

在第一方面的一种实施方式中，所述的环氧树脂膨胀土改良剂还可包括遇水生热型发热剂。

在第一方面的另一种实施方式中，所述环氧树脂膨胀土改良剂还可包括消泡剂、流平剂、防沉剂、粘度调节剂和稀释剂中的一种或多种。

在第一方面的另一种实施方式中，所述环氧树脂可包括缩水甘油酯类环氧树脂，所述甘油酯类环氧树脂包括下述中的一种或多种：四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯，邻苯二甲酸二缩水甘油酯，间苯二甲酸二缩水甘油酯或六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯。

在第一方面的另一种实施方式中，所述巯基化合物可包括下述中的一种或多种：聚硫醇、液态聚硫橡胶或硫醇的巯基化合物。