[发明专利]可潮湿面固化的单组分硅烷化环氧树脂

说明书

本发明提供一种可潮湿面固化的单组分硅烷化环氧树脂，其结构式如(I)所示，是由含有两个或两个以上环氧基团的环氧化合物与含有仲氨基团的硅烷化合物按摩尔比0.45～0.55：1反应而制得。上述硅烷化的环氧树脂，以端基形式存在于环氧树脂分子链端的硅烷，可按有机硅固化机理达到固化交联目的。该硅氧化环氧树脂在应用时无需外加固化剂，可单组分包装。

技术领域

本发明涉及的单组分可潮湿面固化的硅氧化环氧树脂，可用来制备应用于建筑、防腐、碳纤维补强、混凝土修补等领域的单组分的潮湿及水下环境固化的环氧树脂胶黏剂、密封胶、涂料和复合材料等。

背景技术

潮湿、水下环境的混凝土建筑及钢铁构筑物，如地下车库、港口码头、跨海大桥、船坞、隧洞等，工作环境恶劣，长期受到各种介质的侵蚀破坏，为提高整个结构的安全性和耐久，需要涂装保护，并对产生的病害及时整治、修补加固。环氧树脂作为一种对该类环境下进行黏接、修补、堵漏和加固处理的重要材料，需要与固化剂反应生成三维交联网络结构才具有使用价值。目前用于潮湿面施工的环氧树脂类胶黏剂(CN201611262931.4)和涂料(CN201911077361.5)，往往是将固化剂与环氧树脂分开的双组分包装形式，使用前再按比例将两个组分混合并进行搅拌，以使两组分分散均匀。双组分包装既增加了施工的复杂性，也使包装、运输、贮存成本增加。水下潮湿、低温的环境及待涂装修复的基面存在的水分子层等，易造成环氧固化不完全、待补结构与环氧树脂界面间黏接力较差，即影响修补加固的补强效果，也使耐介质性和耐久性达不到预期。

CN 111253834 A公开了一种潮湿固化环氧涂料，是将制备的新型酮亚胺类固化剂为作组分B，将环氧树脂、活性稀释剂、活性增韧剂、防锈颜料、云母粉、硅烷偶联剂等作为组分A，使用前需将A、B组分混合均匀。

CN 110922925 A公开了一种混凝土潮湿面的环氧树脂胶黏剂，是由A组分和B组分以一定比例混合制成，其中所述A组分包括环氧树脂、坡缕石粉、废玻璃粉；B组分中包含改性胺类固化剂、一元胺、触变剂。

发明内容

本发明旨在提供一种单组分包装、适用于水下及潮湿面固化的硅烷化环氧树脂。

本发明的技术方案是：利用环氧基与胺基间的开环加成反应，将硅烷引入环氧树脂分子链端。该硅烷化环氧树脂成膜时是按照有机硅的固化机理，烷氧基水解缩合达到固化交联的目的。

本发明提供的可潮湿面固化的单组分硅烷化环氧树脂，其结构式如(I)所示，是由含有两个或两个以上环氧基团的环氧化合物与含有仲氨基团的硅烷化合物经开环加成反应而制得，所述的环氧化合物与硅烷化合物的摩尔比为0.45～0.55：1。

结构式(I)中，R₁为H或甲基；R₂为H或甲基；R₃为苯基或正丁基。

所述的环氧化合物为环氧值是0.55-0.56、0.48-0.54、0.41-0.47的双酚A型、双酚F型、双酚AD型环氧树脂中的任意一种或两种的组合物。所述的含仲氨基团的硅烷化合物为3-苯氨基丙基三甲氧基硅烷、N-正丁基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷的任意一种或两种组合。

所述的可潮湿面固化的单组分硅烷化环氧树脂的合成方法，是在N₂保护下，在搅拌条件下，装有搅拌器的环氧化合物和硅烷化合物于30～90℃温度下反应2～10小时，出料即得到可潮湿面固化的单组分硅烷化环氧树脂。

本发明相对于现有技术具有如下的优点和效果：

(1)硅氧化环氧树脂中的硅烷以端基形式存在于环氧树脂分子链端，三维交联网络的生成是按有机硅固化机理，即通过烷氧基的水解缩合反应达到交联固化的目的。