一種雙組分常溫固化的石材干掛膠的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙組分常溫固化的石材干掛膠的制備方法。所述的干掛膠由A、B兩種組分組成，其中A組分包括環(huán)氧樹脂、環(huán)氧稀釋劑、氣相白炭黑、硅微粉和納米碳酸鈣；B組分包括改性脂肪胺固化劑、固化促進劑、氣相白炭黑、硅微粉和納米碳酸鈣，使用時兩組分按照質量比1:1混合均勻。按本發(fā)明方案制備的雙組分常溫固化的干掛膠相比現有的普通石材干掛膠表干時間短，固化速度快，且長期存放時不會出油，適合于建筑幕墻中的石材干掛施工。
【專利說明】—種雙組分常溫固化的石材干掛膠的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙組分常溫固化的石材干掛膠的制備方法。
【背景技術】
[0002]近幾年石材幕墻在我國建筑領域呈現快速發(fā)展趨勢。作為幕墻結構中起重要粘接作用的石材干掛膠在幕墻施工中大量使用。環(huán)氧樹脂作為三大通用熱固型樹脂之一具備耐化學性高、耐老化性好及力學強度高等優(yōu)點。環(huán)氧干掛膠因此成為石材幕墻結構粘接的重要膠粘劑。強制性建材行業(yè)標準JC 887-2001《干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑》規(guī)定了石材幕墻用環(huán)氧干掛膠的性能要求?？紤]到建筑施工條件和膠生產成本，市場上的環(huán)氧干掛膠產品一般為常溫條件固化，分成A、B兩組分。A組分以環(huán)氧樹脂為主要原料，輔以適當的助劑和填料出組分以胺類固化劑為主要原料，輔以適當的助劑和填料。使用時按照產品說明的推薦比例混合。在工程應用中石材干掛膠暴露出兩個突出問題，具體表現為:1.膠固化速度慢，表現在23°C環(huán)境下表干時間(膠混合時開始計時到指觸不粘手的時間)超過55min，固化2h后鋼-鋼拉伸剪切強度小于IMPa ;2.膠易出油，表現在存放過程中樹脂、稀釋劑、固化劑等有機物與無機填料相容性不好發(fā)生明顯相分離，以浮油的形式在表面析出。膠固化慢影響施工進度，而干掛膠出油在施工時容易造成A、B組分中的活性物質固化反應不充分而影響粘接強度，情況嚴重時析出的有色有機物質會污染石材。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現有技術的不足，提供一種雙組分常溫固化的石材干掛膠的制備方法。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現的:一種雙組分常溫固化的石材干掛膠的制備方法，所述雙組分石材干掛膠由A、B兩組分組成，使用時按照質量比1:1混合，A、B組分的制備方法如下:
(1)A組分的制備方法:在行星攪拌機中加入環(huán)氧樹脂、環(huán)氧稀釋劑、氣相白炭黑后攪拌5-10分鐘后，加入表面用硅烷偶聯劑修飾的硅微粉、納米碳酸鈣，繼續(xù)攪拌20-40分鐘，鏟邊后閉合缸蓋打開真空泵，抽真空至-0.08MPa，攪拌I小時后，出料包裝得A組分，其中:環(huán)氧樹脂、環(huán)氧稀釋劑、氣相白炭黑、表面用硅烷偶聯劑修飾的硅微粉、納米碳酸鈣的重量份數依次為28~32份、1.5^3份、(Tl.5份、58~60份、6~10份，總量為100份；
(2)B組分的制備方法:在行星攪拌機中加入改性脂肪胺固化劑、固化促進劑、氣相白炭黑后攪拌5-10分鐘后，加入表面用硅烷偶聯劑修飾的硅微粉、納米碳酸鈣，繼續(xù)攪拌20-40分鐘，鏟邊后閉合缸蓋打開真空泵，抽真空至-0.08MPa，攪拌I小時后，出料包裝得B組分；其中，改性脂肪胺固化劑、固化促進劑、氣相白炭黑、表面用偶聯劑修飾的硅微粉、納米碳酸鈣的重量份數依次為28~30份、1.5~2份、(Tl份、58~64份、6~10份，總量為100份。
[0005]進一步地，所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A環(huán)氧樹脂，環(huán)氧值為0.4-0.52。
[0006]進一步地，所述的環(huán)氧稀釋劑為分子結構中只含一個環(huán)氧基團的單官能度的環(huán)氧活性稀釋劑。
[0007]進一步地,所述的改性脂肪胺固化劑Gardner色澤度< 3,分子結構中含有柔性醚鏈段，單位分子結構含有平均3~4個伯胺活潑氫，胺值190-220，活潑氫當量為180-220，25°C粘度為2000~20000厘泊。
[0008]進一步地，所述的固化促進劑為2，4，6-三(二甲氨基甲基)_苯酚。
[0009]進一步地，所述A、B組分的硅微粉表面用硅烷偶聯劑修飾，大小為400-600目。
[0010]進一步地，所述Α、B組分的納米碳酸鈣平均粒徑為4(T60nm。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:將A、B組分按照質量比1:1混合后標準條件下(溫度23±2°C，相對濕度50±5%)的表干時間35-40min，相比目前常規(guī)的環(huán)氧干掛膠表干時間55min以上大幅縮短，2h鋼-鋼拉伸剪切強度達到3MPa，高于普通的環(huán)氧干掛膠產品2h鋼-鋼拉伸剪切強度(小于IMPa)。35°C下A、B組分放置90天后均不出油。按照本發(fā)明配方制備的A、B組分，應用時達到了 JC 887-2001《干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑》的標準要求。【具體實施方式】
[0012]建筑用的雙組分石材干掛環(huán)氧膠粘劑常使用改性胺類固化劑。固化劑的反應活性越高相應的固化速度越快。而反應活性取決于固化劑分子結構中的活潑氫數量，一般說來伯胺上的活潑氫反應活性高于仲胺上的活潑氫。因此在環(huán)氧膠粘劑配方設計中，選擇分子結構中活潑氫(特別是伯胺活潑氫)數量多的固化劑，可提高固化速度。本發(fā)明具體采用上海杜耳化工有限公司牌號為D2386的固化劑，屬于一種改性脂肪胺類固化劑，胺值為200-215，活潑氫當量為190，分子結構中含有柔性醚鏈段，單位分子結構含有平均3~4個伯胺活潑氫。為進一步提升反應速度，B組分中還加入了胺類固化促進劑2，4，6-三(二甲氨基甲基)-苯酚(DMP-30)。
[0013]解決出油問題，勢必要改善填料跟環(huán)氧樹脂、環(huán)氧稀釋劑、固化劑、固化促進劑的相容性。硅烷偶聯劑ΚΗ560[gamma-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷]分子結構中的一個端基是環(huán)氧基，跟環(huán)氧樹脂和環(huán)氧活性稀釋劑的分子結構相似相容；而硅烷偶聯劑KH550(3-氨基丙基三乙氧基硅烷)分子結構中的一個端基是氨基，跟改性胺類固化劑和固化促進劑DMP-30的分子結構相似相容?；诖?，A組分的填料采用400飛00目表面經硅烷偶聯劑KH560修飾的硅微粉，B組分的填料采用400-600目表面經硅烷偶聯劑ΚΗ550修飾的硅微粉。40-60nm粒徑的納米碳酸鈣作為無機粉料在配方中起到調整組分粘度和觸變性的作用。實驗表明:35°C環(huán)境下A、B組分放置90天后觀察，沒有觀察到明顯的出油現象。另外B組分選用的固化劑色澤度(加德納法)小于等于3，外觀近乎無色透明。即便發(fā)生出油，也不會因為色澤深而污染石材。
[0014]基于以上原理，本發(fā)明提供一種雙組分常溫固化的石材干掛膠的制備方法，所述雙組分石材干掛膠由A、B兩組分組成，使用時按照質量比1:1混合，A、B組分的制備方法如下:
(1)A組分的制備方法:在行星攪拌機中加入環(huán)氧樹脂、環(huán)氧稀釋劑、氣相白炭黑后攪拌5-10分鐘后，加入表面用硅烷偶聯劑修飾的硅微粉、納米碳酸鈣，繼續(xù)攪拌20-40分鐘，鏟邊后閉合缸蓋打開真空泵，抽真空至-0.08MPa，攪拌I小時后，出料包裝得A組分，其中:環(huán)氧樹脂、環(huán)氧稀釋劑、氣相白炭黑、表面用硅烷偶聯劑修飾的硅微粉、納米碳酸鈣的重量份數依次為28~32份、1.5^3份、(Tl.5份、58~60份、6~10份，總量為100份；
(2) B組分的制備方法:在行星攪拌機中加入改性脂肪胺固化劑、固化促進劑、氣相白炭黑后攪拌5-10分鐘后，加入表面用硅烷偶聯劑修飾的硅微粉、納米碳酸鈣，繼續(xù)攪拌20-40分鐘，鏟邊后閉合缸蓋打開真空泵，抽真空至-0.08MPa，攪拌I小時后，出料包裝得B組分；其中，改性脂肪胺固化劑、固化促進劑、氣相白炭黑、表面用偶聯劑修飾的硅微粉、納米碳酸鈣的重量份數依次為28~30份、1.5~2份、(Tl份、58~64份、6~10份，總量為100份。
[0015]所述的環(huán)氧樹脂為工業(yè)通用型環(huán)氧樹脂E51或E51、E44 二者的混合物，環(huán)氧值為
0.4—0.52。
[0016]所述的環(huán)氧稀釋劑為單官能度(分子中含一個環(huán)氧基團)的環(huán)氧活性稀釋劑，可以是芐基縮水甘油醚、碳十二至十四烷基縮水甘油醚或根據需要使用二者的混合物，具體可選用的稀釋劑牌號為XY692或XY748 (安徽恒遠化工有限公司)。
[0017]所述的改性脂肪胺固化劑Gardner色澤度< 3，分子結構中含有柔性醚鏈段，單位分子結構含有平均3~4個伯胺活潑氫，胺值190-220，活潑氫當量為18(T220，25°C粘度為2000-20000厘泊。具體可選用上海杜耳化工有限公司的牌號為D2386的固化劑。
[0018]所述的固化促進劑選用DMP-30。
[0019]Α、B組分的硅微粉大小為400~600目，A組分的硅微粉表面用硅烷偶聯劑ΚΗ560修飾，B組分的硅微粉表面用硅烷偶聯劑ΚΗ550修飾；Α、B組分的納米碳酸鈣平均粒徑為40~60nm。
[0020]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0021]實施例1
A組分的成分及制備方法如下:
A組分含有:環(huán)氧樹脂E51 28份、環(huán)氧稀釋劑XY692 2份、納米碳酸鈣10份、表面用偶聯劑KH560修飾的活性硅微粉60份，以上組分按質量計。
[0022]A組分制備方法:在行星攪拌機中加入環(huán)氧樹脂、氣相白炭黑后攪拌5-10分鐘后，加入復合填料(硅微粉和碳酸鈣)繼續(xù)攪拌20-40分鐘，鏟邊后閉合缸蓋打開真空泵(-0.08MPa)，攪拌I小時后，出料包裝得A組分。
[0023]B組分的成分及制備方法如下:
B組分含有:固化劑D2386 30份、固化促進劑DMP-30 2份、氣相白炭黑1份、納米碳酸鈣7份、表面用偶聯劑KH550修飾的活性硅微粉60份，以上組分按質量計。
[0024]B組分制備方法:在行星攪拌機中加入固化劑、固化促進劑、氣相白炭黑后攪拌5-10分鐘后，加入復合填料(硅微粉和納米碳酸鈣)繼續(xù)攪拌20-40分鐘，鏟邊后閉合缸蓋打開真空泵(-0.08MPa)，攪拌I小時后，出料包裝得B組分。
[0025]實施例2
A組分的成分及制備方法如下:
A組分含有:環(huán)氧樹脂E51 30份、環(huán)氧樹脂E44 1份、環(huán)氧稀釋劑XY692 2份、氣相白炭黑1份、納米碳酸鈣6份、表面用偶聯劑KH560修飾的活性硅微粉60份，以上組分按質量計。
[0026]A組分制備方法:同實施例1中A組分制備方法。[0027]B組分的成分及制備方法如下:
B組分含有:固化劑D2386 30份、固化促進劑DMP-30 1.5份、氣相白炭黑0.5份、納米碳酸鈣6份、表面用偶聯劑KH550修飾的活性硅微粉62份，以上組分按質量計。
[0028]B組分制備方法:同實施例1中B組分制備方法。
[0029]實施例3
A組分含有:環(huán)氧樹脂E51 32份、環(huán)氧稀釋劑XY692 3份、納米碳酸鈣6份、表面用偶聯劑KH560修飾的活性硅微粉59份，以上組分按質量計。
[0030]制備方法同實施例1中關于A組分的制備方法。
[0031]B組分含有:固化劑D2386 28份、固化促進劑DMP-30 2份、納米碳酸鈣6份、表面用偶聯劑KH550修飾的活性硅微粉64份，以上組分按質量計。
[0032]B組分制備方法同實施例1中關于B組分的制備方法。
[0033]實施例4 A組分含有:環(huán)氧樹脂E51 30份、環(huán)氧樹脂E44 1份、環(huán)氧稀釋劑XY748 1.5份、氣相白炭黑1.5份、納米碳酸鈣6份、表面用偶聯劑KH560修飾的活性硅微粉60份，以上組分按
質量計。
[0034]制備方法同實施例1中關于A組分的制備方法。
[0035]B組分含有:固化劑D2386 28.5份、固化促進劑DMP-30 1.5份、納米碳酸鈣10份、表面用偶聯劑KH550修飾的活性硅微粉60份，以上組分按質量計。
[0036]B組分制備方法同實施例1中關于B組分的制備方法。
[0037]實施例5
A組分的成分及制備方法如下:
A組分含有:環(huán)氧樹脂E51 28份、環(huán)氧樹脂E44 2份、環(huán)氧稀釋劑XY748 1.5份、氣相白炭黑0.5份、納米碳酸鈣10份、表面用偶聯劑KH560修飾的活性硅微粉58份，以上組分
按質量計。
[0038]A組分制備方法:同實施例1中A組分制備方法。
[0039]B組分含有:固化劑D2386 30份、固化促進劑DMP-30 2份、氣相白炭黑1份、納米碳酸鈣9份、表面用偶聯劑KH550修飾的活性硅微粉58份，以上組分按質量計。
[0040]B組分制備方法同實施例1中關于B組分的制備方法。
[0041]實施例6
A組分的成分及制備方法如下:
A組分含有:環(huán)氧樹脂E51 27份、環(huán)氧樹脂E44 3份、環(huán)氧稀釋劑XY748 2份、納米碳酸鈣8份、表面用偶聯劑KH560修飾的活性硅微粉62份，以上組分按質量計。
[0042]A組分制備方法:同實施例1中A組分制備方法。
[0043]B組分的成分及制備方法如下:
B組分含有:固化劑D2386 28份、固化促進劑DMP-30 1.5份、納米碳酸鈣7.5份、表面用偶聯劑KH550修飾的活性硅微粉63份，以上組分按質量計。
[0044]B組分制備方法:同實施例1中B組分制備方法。
[0045]實施例1 -6所得到的A、B組分按照質量比1:1混合后，在標準條件下(溫度23±2°C，相對濕度50±5%)，表干時間達到30-35min，固化2h后鋼-鋼拉伸剪切強度達到3MPa。35°C下A、B組分放置90天后均不出油，達到了 JC887-2001《干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑》的標準要求。
[0046]上述實施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權利要求的保護范圍內，對 本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種雙組分常溫固化的石材干掛膠的制備方法，所述雙組分石材干掛膠由A、B兩組分組成，使用時按照質量比1:1混合，其特征在于，A、B組分的制備方法如下: (1)A組分的制備方法:在行星攪拌機中加入環(huán)氧樹脂、環(huán)氧稀釋劑、氣相白炭黑后攪拌5-10分鐘后，加入表面用硅烷偶聯劑修飾的硅微粉、納米碳酸鈣，繼續(xù)攪拌20-40分鐘，鏟邊后閉合缸蓋打開真空泵，抽真空至-0.08MPa，攪拌I小時后，出料包裝得A組分，其中:環(huán)氧樹脂、環(huán)氧稀釋劑、氣相白炭黑、表面用硅烷偶聯劑修飾的硅微粉、納米碳酸鈣的重量份數依次為28~32份、1.5^3份、0~l.5份、58~60份、6~10份，總量為100份； (2)B組分的制備方法:在行星攪拌機中加入改性脂肪胺固化劑、固化促進劑、氣相白炭黑后攪拌5-10分鐘后，加入表面用硅烷偶聯劑修飾的硅微粉、納米碳酸鈣，繼續(xù)攪拌20-40分鐘，鏟邊后閉合缸蓋打開真空泵，抽真空至-0.08MPa，攪拌1小時后，出料包裝得B組分；其中，改性脂肪胺固化劑、固化促進劑、氣相白炭黑、表面用偶聯劑修飾的硅微粉、納米碳酸鈣的重量份數依次為28~30份、1.5~2份、0~l份、58~64份、6~10份，總量為100份。
2.根據權利要求1所述的一種雙組分常溫固化的石材干掛膠的制備方法，其特征在于，所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A環(huán)氧樹脂，環(huán)氧值為0.4-0.52。
3.根據權利要求1所述的一種雙組分常溫固化的石材干掛膠的制備方法，其特征在于，所述的環(huán)氧稀釋劑為分子結構中只含一個環(huán)氧基團的單官能度的環(huán)氧活性稀釋劑。
4.根據權利要求1所述的一種雙組分常溫固化的石材干掛膠的制備方法，其特征在于，所述的改性脂肪胺固化劑Gardner色澤度< 3，分子結構中含有柔性醚鏈段，單位分子結構含有平均:1~4個伯胺活潑氫，胺值190-220，活潑氫當量為18(T220，25°C粘度為2000^20000 厘泊。
5.根據權利要求1所述的一種雙組分常溫固化的石材干掛膠的制備方法，其特征在于，所述的固化促進劑為2，4，6-三(二甲氨基甲基)_苯酚。
6.根據權利要求1所述的一種雙組分常溫固化的石材干掛膠的制備方法，其特征在于，所述A、B組分的硅微粉表面用硅烷偶聯劑修飾，大小為400-600目。
7.根據權利要求1所述的一種雙組分常溫固化的石材干掛膠的制備方法，其特征在于，所述Α、B組分的納米碳酸鈣平均粒徑約為40~60nm。
【文檔編號】C09J163/00GK103923587SQ201410152398
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權日:2014年4月16日
【發(fā)明者】何永富, 桑廣藝, 夏佳斌, 劉明 申請人:杭州之江有機硅化工有限公司