專利名稱：一種丙烯酸糠醇酯樹脂及其制備方法和由它改性的灌漿材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種呋喃樹脂，具體來說是涉及一種新的丙烯酸糠醇酯樹脂，還涉及它的制備方法和這種樹脂改性的環(huán)氧樹脂灌漿材料。
背景技術(shù)：
糠醛丙酮樹脂是自1967年以來用途比較廣的呋喃樹脂，它可以作為環(huán)氧樹脂的稀釋劑，加入胺類固化劑后又可以交聯(lián)形成熱固性高分子。而且由糠醛丙酮樹脂和環(huán)氧樹脂制成的灌漿材料具有滲透性好、力學(xué)性能優(yōu)良、受被灌介質(zhì)有無水影響小等優(yōu)點，從而廣泛應(yīng)用于水電大壩、地下建筑、橋梁、涵管等軟弱基礎(chǔ)加固和混凝土裂縫的防滲補(bǔ)強(qiáng)。
然而，在應(yīng)用糠醛丙酮樹脂灌漿材料的過程中我們發(fā)現(xiàn)，在糠醛丙酮樹脂和環(huán)氧樹脂的體系中加入胺類固化劑后，前期固化反應(yīng)快，放熱大，容易爆聚，后期固化慢，要一個月后才能基本完全固化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于開發(fā)一種前期固化反應(yīng)放熱小，后期固化時間短的呋喃樹脂，另一目的是開發(fā)出這種呋喃樹脂的制備方法，又一目的是開發(fā)出由這種呋喃樹脂改性的灌漿材料。
本發(fā)明在催化劑存在的條件下，使糠醇，阻聚劑和丙烯酸或甲基丙烯酸混合并發(fā)生反應(yīng)，得到丙烯酸糠醇酯樹脂，將得到的丙烯酸糠醇酯混合環(huán)氧樹脂，胺類固化劑和稀釋劑，得到的灌漿材料前期固化反應(yīng)放熱小，不易爆聚，而且只需1～3天就可以完全固化并達(dá)到較高的強(qiáng)度，從而實現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
本發(fā)明的一種丙烯酸糠醇酯樹脂，其特征是按質(zhì)量份數(shù)計，由糠醇100份，丙烯酸或甲基丙烯酸20～70份，在催化劑份和阻聚劑存在下反應(yīng)得到。
所述的催化劑最好是0.1～0.6，可以是質(zhì)子酸如對甲基苯磺酸、硫酸氫鈉或濃硫酸等，或相轉(zhuǎn)移催化劑如四丁基溴化銨或三乙基芐基氯化銨等。
所述的阻聚劑最好是0.1～0.5份，可以是2，6-二叔丁基對苯二酚、2，6-二硝基對甲苯酚、對苯酚、對叔丁基鄰苯二酚、對羥基苯甲醚或?qū)Ρ锦取?br> 本發(fā)明的一種丙烯酸糠醇酯樹脂的制備方法，其特征是包括以下的步驟將糠醇升溫至30～60℃，滴加丙烯酸或甲基丙烯酸、催化劑和阻聚劑的混合溶液，然后保持溫度在30～50℃反應(yīng)2～6h，再升溫至50～70℃反應(yīng)3～7h，加入堿中和至pH為4～7，然后快速升溫減壓脫水，至無水時為止，降溫出料，即得產(chǎn)品。
所述的催化劑可以是質(zhì)子酸如對甲基苯磺酸、硫酸氫鈉或濃硫酸等，或相轉(zhuǎn)移催化劑如四丁基溴化銨或三乙基芐基氯化銨等；所述的阻聚劑可以是2，6-二叔丁基對苯二酚、2，6-二硝基對甲苯酚、對苯酚、對叔丁基鄰苯二酚、對羥甲基苯酚、對羥基苯甲醚或?qū)Ρ锦?；所述的堿可以是氨水或氫氧化鈉等。
所述的混合溶液最好在0.5～3h內(nèi)滴加完，所述的減壓脫水可以采用常規(guī)的方法，如減壓蒸餾等。
本發(fā)明的一種由丙烯酸糠醇酯樹脂改性的灌漿材料，其特征是按質(zhì)量份數(shù)計，由環(huán)氧樹脂100份，本發(fā)明丙烯酸糠醇酯樹脂20～100份，胺類固化劑12～30份和稀釋劑0～30份反應(yīng)得到。
所述的環(huán)氧樹脂可以是雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂或雙酚AD型環(huán)氧樹脂等；所述胺類固化劑可以是脂肪多元胺類如二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙二胺或二乙胺基丙胺等，或脂環(huán)多元胺如孟烷二胺、異佛爾酮二胺或二胺基環(huán)己烷等，或改性多胺如酮亞胺、邁克爾加成多胺、曼尼希加成多胺或改性芳香胺等；所述的稀釋劑可以是非活性稀釋劑或活性稀釋劑，非活性稀釋劑可以是酮類如丁酮、丙酮或環(huán)己酮等，醇類如甲醇、乙醇或乙二醇等，酯類如甲酸乙酯或乙酸乙酯等，芳香烴類如苯、甲苯或苯乙烯等，活性稀釋劑可以是縮水甘油醚或縮水甘油酯如環(huán)氧丙烷丁基醚、環(huán)氧丙烷苯基醚、乙二醇雙縮水甘油醚、二縮水甘油醚或甲基丙烯酸縮水甘油酯等。
本發(fā)明的灌漿材料的制備方法，是將本發(fā)明丙烯酸糠醇酯樹脂與環(huán)氧樹脂、稀釋劑混合均勻后加入胺類固化劑，混合均勻即得產(chǎn)物。
本發(fā)明的灌漿材料在常溫下3天內(nèi)便可以完全固化，前期固化反應(yīng)放熱不大，不易爆聚，且1～3天的壓縮強(qiáng)度可達(dá)30～110MPa，拉伸剪切強(qiáng)度可達(dá)5～14MPa，而且具有良好的耐腐蝕性，漿材粘度可調(diào)，貯存期可達(dá)半年以上，因此可用于建筑物的軟弱基礎(chǔ)加固，混凝土裂縫的防滲補(bǔ)強(qiáng)，在建筑物的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。
具體實施例方式
以下實施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明不限于以下實施例。
實施例1在裝有攪拌器、溫度計、冷凝管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中加入100g糠醇，將0.1g對苯酚，0.3g對甲基苯磺酸與60g丙烯酸混勻后加入恒壓滴液漏斗中，待燒瓶內(nèi)溫度升至60℃時開始滴加，1個小時滴加完畢。然后降溫至50℃反應(yīng)2個小時，然后升溫至70℃再反應(yīng)3個小時，用氨水中和至pH為5～6，升高溫度，減壓蒸餾分出水，直到無水餾出，降溫出料。
取上述步驟制得的丙烯酸糠醇酯樹脂40g，加入100g E-51環(huán)氧樹脂，混合均勻后加入16g二乙烯三胺，攪拌均勻，即得灌漿材料。該灌漿材料在室溫下15分鐘后凝膠，室溫固化18個小時后測其力學(xué)性能，壓縮強(qiáng)度為101.3MPa。
實施例2在裝有攪拌器、溫度計、冷凝管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中加入100g糠醇，將0.1g對甲基苯磺酸、0.4g對羥甲基苯酚與70g甲基丙烯酸混勻后加入恒壓滴液漏斗中，待燒瓶中溫度升至30℃時開始滴加，1個小時滴加完畢。再在此溫度下反應(yīng)6個小時，然后升溫至40℃再反應(yīng)7個小時，用氫氧化鈉溶液中和至pH為4，升高溫度，減壓蒸餾分出水，直到無水餾出，降溫出料。
取上述步驟制得的丙烯酸糠醇酯樹脂20g，加入100g E-51環(huán)氧樹脂，30g環(huán)氧丙烷苯基醚和30g二胺基環(huán)己烷，攪拌均勻，即得灌漿材料。該灌漿材料在室溫下半個小時后凝膠，室溫固化3天后測其力學(xué)性能，壓縮強(qiáng)度為50.3MPa，拉伸剪切強(qiáng)度為5.2MPa。
實施例3在裝有攪拌器、溫度計、冷凝管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中加入100g糠醇，將0.2g對甲基苯磺酸、0.5g對羥甲基苯酚與40g甲基丙烯酸混勻后加入恒壓滴液漏斗中，待燒瓶中溫度升至40℃時開始滴加，1個小時滴加完畢。再在此溫度下反應(yīng)2個小時，然后升溫至60℃再反應(yīng)5個小時，用氫氧化鈉溶液中和至pH為5～6，升高溫度，減壓蒸餾分出水，直到無水餾出，降溫出料。
取上述步驟制得的丙烯酸糠醇酯樹脂30g，加入100g E-51環(huán)氧樹脂，15g環(huán)氧丙烷丁基醚和20g酮亞胺，攪拌均勻，即得灌漿材料。該灌漿材料在室溫下半個小時后凝膠，室溫固化3天后測其力學(xué)性能，壓縮強(qiáng)度為60.3MPa，拉伸剪切強(qiáng)度為7.2MPa。
實施例4在裝有攪拌器、溫度計、冷凝管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中加入100g糠醇，將0.3g對苯醌、0.2g濃硫酸與20g丙烯酸混勻后加入恒壓滴液漏斗中，待燒瓶內(nèi)溫度升至40℃時開始滴加，0.5個小時滴加完畢。再在此溫度下反應(yīng)4個小時，然后升溫至55℃再反應(yīng)5個小時，用氨水中和至pH為5～6，升高溫度，減壓蒸餾分出水，直到無水餾出，降溫出料。
取上述步驟制得的丙烯酸糠醇酯樹脂60g，加入100g雙酚AD型環(huán)氧樹脂，攪拌均勻后加入18g二乙烯三胺，攪拌均勻，即得灌漿材料。該灌漿材料在室溫下20分鐘后凝膠，室溫固化3天后測其力學(xué)性能，壓縮強(qiáng)度為58.0MPa，拉伸剪切強(qiáng)度為6.0MPa。
實施例5在裝有攪拌器、溫度計、冷凝管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中加入100g糠醇，將0.4g對羥基苯甲醚、0.2g硫酸氫鈉與30g丙烯酸混勻后加入恒壓滴液漏斗中，待燒瓶內(nèi)溫度升至40℃時開始滴加，0.5個小時滴加完畢。再在此溫度下反應(yīng)4個小時，然后升溫至50℃再反應(yīng)6個小時，用氨水中和至pH為5～6，升高溫度，減壓蒸餾分出水，直到無水餾出，降溫出料。
取上述步驟制得的丙烯酸糠醇酯樹脂20g，加入100份雙酚F型環(huán)氧樹脂，攪拌均勻后加入12g二乙烯三胺，攪拌均勻，即得灌漿材料。該灌漿材料在室溫下20分鐘后凝膠，室溫固化3天后測其力學(xué)性能，壓縮強(qiáng)度為78.2MPa，拉伸剪切強(qiáng)度為6.7MPa。
實施例6在裝有攪拌器、溫度計、冷凝管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中加入100g糠醇，將0.2g對叔丁基鄰苯二酚、0.6g三乙基芐基氯化銨與45g丙烯酸混勻后加入恒壓滴液漏斗中，待燒瓶內(nèi)溫度升至40℃時開始滴加，0.5個小時滴加完畢。再在此溫度下反應(yīng)6個小時，然后升溫至55℃再反應(yīng)4個小時，用氨水中和至pH為7，升高溫度，減壓蒸餾分出水，直到無水餾出，降溫出料。
取上述步驟制得的丙烯酸糠醇酯樹脂100g，加入100g E-51環(huán)氧樹脂，攪拌均勻后加入26g二乙烯三胺，攪拌均勻，即得灌漿材料。該灌漿材料在室溫下40分鐘后凝膠，室溫固化3天后測其力學(xué)性能，壓縮強(qiáng)度為30.5MPa，拉伸剪切強(qiáng)度為5.0MPa。
權(quán)利要求
1.一種丙烯酸糠醇酯樹脂，其特征是按質(zhì)量份數(shù)計，由糠醇100份，丙烯酸或甲基丙烯酸20～70份，在催化劑和阻聚劑存在下反應(yīng)得到。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種丙烯酸糠醇酯樹脂，其特征是所述的催化劑為0.1～0.6份，是質(zhì)子酸或相轉(zhuǎn)移催化劑，所述的阻聚劑為0.1～0.5份，是2，6-二叔丁基對苯二酚、2，6-二硝基對甲苯酚、對苯酚、對叔丁基鄰苯二酚、對羥基苯甲醚或?qū)Ρ锦?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2的一種丙烯酸糠醇酯樹脂，其特征是質(zhì)子酸是對甲基苯磺酸、硫酸氫鈉或濃硫酸，相轉(zhuǎn)移催化劑是四丁基溴化銨或三乙基芐基氯化銨。
4.一種丙烯酸糠醇酯樹脂的制備方法，其特征是包括以下的步驟將糠醇升溫至30～60℃，滴加丙烯酸或甲基丙烯酸、催化劑和阻聚劑的混合溶液，然后保持溫度在30～50℃，反應(yīng)2～6h，再升溫至50～70℃，反應(yīng)3～7h，加入堿中和至pH為4～7，然后快速升溫減壓脫水，至無水時為止，降溫出料，即得產(chǎn)品。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的一種丙烯酸糠醇酯樹脂的制備方法，其特征是所述的催化劑是質(zhì)子酸或相轉(zhuǎn)移催化劑，所述的阻聚劑是2，6-二叔丁基對苯二酚、2，6-二硝基對甲苯酚、對苯酚、對叔丁基鄰苯二酚、對羥甲基苯酚、對羥基苯甲醚或?qū)Ρ锦?，所述的堿是氨水或氫氧化鈉，所述的混合溶液在0.5～3h內(nèi)滴加完，所述的減壓脫水采用減壓蒸餾。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的一種丙烯酸糠醇酯樹脂的制備方法，其特征是質(zhì)子酸是對甲基苯磺酸、硫酸氫鈉或濃硫酸，相轉(zhuǎn)移催化劑是四丁基溴化銨或三乙基芐基氯化銨，
7.一種由丙烯酸糠醇酯樹脂改性的灌漿材料，其特征是按質(zhì)量份數(shù)計，由環(huán)氧樹脂100份，權(quán)利要求1～3所述的任一種丙烯酸糠醇酯樹脂20～100份，胺類固化劑12～30份和稀釋劑0～30份反應(yīng)得到。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的一種由丙烯酸糠醇酯樹脂改性的灌漿材料，其特征是所述的環(huán)氧樹脂是雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂或雙酚AD型環(huán)氧樹脂，所述胺類固化劑是脂肪多元胺或脂環(huán)多元胺或改性多胺或改性芳香胺，所述的稀釋劑是非活性稀釋劑或活性稀釋劑，
9.根據(jù)權(quán)利要求8的一種由丙烯酸糠醇酯樹脂改性的灌漿材料，其特征是脂肪多元胺是二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙二胺或二乙胺基丙胺，脂環(huán)多元胺是孟烷二胺、異佛爾酮二胺或二胺基環(huán)己烷，改性多胺是酮亞胺、邁克爾加成多胺或曼尼希加成多胺，非活性稀釋劑是酮類或醇類或酯類或芳香烴類稀釋劑，活性稀釋劑是縮水甘油醚或縮水甘油酯。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的一種由丙烯酸糠醇酯樹脂改性的灌漿材料，其特征是所述的酮類稀釋劑是丁酮、丙酮或環(huán)己酮，所述的醇類稀釋劑是甲醇、乙醇或乙二醇，所述的酯類稀釋劑是甲酸乙酯或乙酸乙酯，所述的芳香烴類稀釋劑是苯、甲苯或苯乙烯，所述的縮水甘油酯稀釋劑是環(huán)氧丙烷丁基醚、環(huán)氧丙烷苯基醚、乙二醇雙縮水甘油醚、二縮水甘油醚或甲基丙烯酸縮水甘油酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種丙烯酸糠醇酯樹脂及其制備方法，其特征是按質(zhì)量份數(shù)計，將糠醇100份，丙烯酸或甲基丙烯酸20～70份，催化劑0.1～0.6份和阻聚劑0.1～0.5份混合發(fā)生反應(yīng)得到。本發(fā)明還涉及由這種丙烯酸糠醇酯樹脂改性的灌漿材料，其特征是按質(zhì)量份數(shù)計，由環(huán)氧樹脂100份，丙烯酸糠醇酯樹脂20～100份，胺類固化劑12～30份和稀釋劑0～30份反應(yīng)得到。本發(fā)明得到的灌漿材料前期固化反應(yīng)放熱不大，不易爆聚，常溫下3天內(nèi)便可以完全固化，且1～3天的壓縮強(qiáng)度是30～110MPa，拉伸剪切強(qiáng)度是5～14MPa，此外還具有耐腐蝕性和耐貯存等良好性能，因此可用于建筑物的軟弱基礎(chǔ)加固，混凝土裂縫的防滲補(bǔ)強(qiáng)，在建筑物的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號E04G21/02GK1737035SQ20051003666
公開日2006年2月22日 申請日期2005年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月22日
發(fā)明者陳艷春, 張亞峰, 鄺健政 申請人:中國科學(xué)院廣州化學(xué)研究所