[发明专利]一种高模量高韧性的环氧结构胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高模量高韧性的环氧结构胶及其制备方法和应用。本发明所述环氧结构胶为A、B双组份胶，所述A组份的组成包括环氧树脂、环氧稀释剂、环氧接枝POSS、润湿分散剂、消泡剂、触变剂、细骨料；所述B组份的组成包括固化剂及固化促进剂；所述环氧接枝POSS为双官能环氧稀释剂接枝改性氨基POSS制得。本发明通过在体系中引入环氧接枝POSS，改善传统的环氧树脂存在的脆性大，断裂韧性不足的问题，提升材料断裂韧性及断裂伸长率的同时，保持或小幅提升材料力学强度及弹性模量，克服现有对环氧基材料增韧方法及手段通常存在增加材料断裂韧性及断裂伸长率的同时降低材料的力学强度及模量的问题。

技术领域

本发明属于建筑结构胶技术领域，具体涉及一种高模量高韧性的环氧结构胶及其制备方法和应用。

背景技术

环氧树脂因其具备优良的物理机械性能而在国民经济中广泛应用于多个领域，其中在建筑领域应用非常普遍。预制构件拼接胶通常为环氧树脂基材料，而环氧树脂材料主要技术点在于其高模量、高强度、高粘结及耐疲劳、抗蠕变性能，但同时存在显著的缺点，如脆性较大，韧性不足。对于预制构件拼接用胶，除了需要具备高模量以抵抗重载荷条件下造成的材料形变和蠕变，还需要材料具备良好的抗冲击韧性，以抵抗瞬时冲击载荷，避免局部应力集中效应造成的材料开裂失效。

针对环氧树脂的韧性不足的问题目前已有大量改性手段，如第二相核壳结构粒子增韧、分子级互穿网络增韧改性等，但此类改性手段存通常在增加环氧材料柔韧性的同时明显降低了材料的强度及弹性模量，导致材料的高模量和高韧性不能同时兼得。而在目前预制构件拼接设计中，出于对建筑安全角度的考虑，预制构件拼接用胶在具备高粘结、高模量的同时还需具备较高断裂伸长率(高断裂韧性)，，以提升建筑物的耐疲劳及抗震性能。

中国专利201611173603.7公开了一种增韧、耐热的改性环氧树脂及其制备方法，发明通过以聚倍半硅氧烷(POSS)作为“桥梁”，将氨基硅油键合于环氧树脂体系中，虽在一定程度上增加了环氧基材料的断裂伸长率，但由于氨基硅油主链为聚二甲基硅氧烷，在体系中链柔性高于一般碳链，且分子量较高，链段较长，网络变形能力强，因此改性后的材料虽然断裂伸长率明显增加，但材料弹性模量出现大幅下降，力学强度出现不足。

中国专利201410827360.9公开了一种双组份增韧抗冲环氧结构胶及其制备方法，发明通过改性聚硫橡胶来增加环氧结构胶的抗冲性能及阻尼性能，但同样由于聚硫橡胶柔性链段的加入，在增加抗冲击性能的同时，降低了材料的弹性模量，及部分力学性能。因此现有技术很难做到提升预制构件拼接胶的断裂韧性及断裂伸长率的同时保持较高的材料弹性模量。

发明内容

针对现有技术中在提升建筑用胶领域中预制构件拼接胶、植筋锚固胶或粘钢胶等的断裂韧性及断裂伸长率的同时保持较高的材料弹性模量较为困难的问题，即高模量与高韧性难以兼得的问题，本发明提供一种高模量高韧性的环氧结构胶及其制备方法和应用。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高模量高韧性的环氧结构胶，该环氧结构胶为A、B双组份胶，组份A：B质量比为5～35：1；

所述A组份的组成及质量份数如下：

所述B组份的组成及质量份数如下：

固化剂 15～45份，

固化促进剂 0～3。

所述A组份中环氧树脂的环氧值为0.44～0.55mol/100g；

优选的，所述环氧树脂选自双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂中任意一种或两种任意比例混合；