一种用于埋深搭接的植筋胶的制备方法与流程

1.本发明涉及化工原料领域，具体涉及一种用于埋深搭接的植筋胶的制备方法。


背景技术：

2.植筋胶主要用于各种建筑结构中钢筋、螺杆埋植，建筑结构加固、补强，框架和剪力墙的植筋，又或是设备基础的固定，铁路、公路、桥梁和水力改扩建工程的加固。
3.用于埋深搭接的植筋胶则是专用于地下埋深搭接的粘接，而现有的植筋胶采用的固化剂耐水性差，吸水率高，植筋胶胶体强度严重下降，在潮湿条件下植筋胶易于受潮损坏，失去粘接效果，而且现有的植筋胶在低温环境下环氧固化体系反应活性低，固化速度慢，甚至无法正常固化。
4.因此，提供一种用于埋深搭接、在低温潮湿的条件下可以快速固化，而且固化物的力学性能优异的植筋胶是本发明的关键。


技术实现要素：

5.为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供了一种用于埋深搭接的植筋胶的制备方法：通过将双酚a型环氧树脂、改性稀释剂、增韧剂、一半的硅烷偶联剂、一半的改性二氧化硅以及一半的石英粉混合搅拌均匀，得到第一混合料，将改性固化剂、促进剂、另一半的硅烷偶联剂、另一半的改性二氧化硅以及另一半的石英粉混合搅拌均匀得到第二混合料，最后将第一混合料、第二混合料按重量比1∶1混合搅拌均匀，得到该用于埋深搭接的植筋胶，解决了现有的植筋胶采用的固化剂耐水性差，吸水率高，植筋胶胶体强度严重下降，在潮湿条件下植筋胶易于受潮损坏，失去粘接效果，而且现有的植筋胶在低温环境下环氧固化体系反应活性低，固化速度慢，甚至无法正常固化的问题。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种用于埋深搭接的植筋胶的制备方法，包括以下步骤：
8.步骤一、按照重量份称取以下原料：双酚a型环氧树脂90
‑
110份、改性稀释剂4
‑
6份、增韧剂10
‑
20份、硅烷偶联剂4
‑
10份、改性二氧化硅10
‑
20份、石英粉200
‑
300份、改性固化剂30
‑
50份、促进剂1
‑
3份；
9.步骤二、将双酚a型环氧树脂、改性稀释剂、增韧剂、一半的硅烷偶联剂、一半的改性二氧化硅以及一半的石英粉混合搅拌均匀，得到第一混合料；
10.步骤三：将改性固化剂、促进剂、另一半的硅烷偶联剂、另一半的改性二氧化硅以及另一半的石英粉混合搅拌均匀得到第二混合料；
11.步骤四：将第一混合料、第二混合料按重量比1∶1混合搅拌均匀，得到该用于埋深搭接的植筋胶。
12.作为本发明进一步的方案：所述双酚a型环氧树脂的环氧值为0.48
‑
0.54；所述增韧剂为聚硫橡胶、丁腈橡胶、聚丁二烯橡胶中的一种；所述硅烷偶联剂为kh
‑
550、kh
‑
560、kh
‑
570中的一种。
13.作为本发明进一步的方案：所述改性稀释剂由以下步骤制备得到：
14.s31：将10g乙二醇二缩水甘油醚加入至250ml的三口烧瓶中，然后加入3.36g硫脲和乙醇20ml，加热、搅拌使乙二醇二缩水甘油醚、硫脲完全溶解乙醇中，在温度为65℃的条件下保温反应5h；
15.s32：将s31反应得到的反应混合物转入分液漏斗中,再用乙醇洗涤三口烧瓶后倒入分液漏斗中,然后再用蒸馏水洗涤三口烧瓶后倒入分液漏斗中,静置分层，将上层液体分出后以粒状无水硫酸镁进行干燥,然后进行过滤，将进行滤液减压蒸出溶剂,得到该改性稀释剂。
16.作为本发明进一步的方案：所述改性固化剂由以下步骤制备得到：
17.向反应釜中投入10重量份的腰果酚、1重量份的乙二胺、1重量份的间苯二甲胺及1重量份的多聚甲醛，搅拌升温至60
‑
90℃反应3小时，继续搅拌升温至80
‑
120℃，抽真空至
‑
0.095mpa进行减压脱水0.5
‑
2小时，冷却至室温后得到该改性固化剂。
18.作为本发明进一步的方案：所述改性二氧化硅由以下步骤制备得到：
19.s51：将10
‑
20重量份的硅烷偶联剂kh
–
590加入至乙醇中直至完全溶解，得到硅烷偶联剂kh
–
590溶液；
20.s52：将硅烷偶联剂kh
–
590溶液加入至改性设备的蓄液箱中，将4
‑
6重量份的二氧化硅粉体从加料斗加入至安装筒的内腔中；
21.s53：启动输液泵，输液泵运转将蓄液箱中的硅烷偶联剂kh
–
590溶液抽出，通过输送管输送至分流管中，经过若干个喷淋管分离，从喷头喷淋至二氧化硅粉体上，启动推料气缸，推料气缸延伸通过推料盘将喷淋后的二氧化硅粉体推入至旋转筒中；
22.s54：启动驱动电机，驱动电机运转带动其中一个传动辊转动，通过传动环带动旋转筒转动，同时启动旋转筒内壁中的加热网，使得喷淋后的二氧化硅粉体在温度为80
‑
90℃的条件下旋转干燥2
‑
3h，乙醇升温形成乙醇气体，通过引风机将乙醇气体从排气口抽出，乙醇气体经过冷凝箱时冷凝呈液态，经过引流管排至回收箱中回收；
23.s55：旋转干燥后的二氧化硅粉体从排料口排出收集，得到该改性二氧化硅。
24.作为本发明进一步的方案：所述改性设备包括改性机构、喷淋机构、除气机构，所述的改性机构的一侧设置有喷淋机构，所述改性机构的另一侧设置有除气机构，所述喷淋机构、除气机构分别位于改性机构的两端。
25.作为本发明进一步的方案：所述改性机构包括第一承重底座、第二承重底座、安装架、传动辊、旋转筒、传动环、安装筒、加料斗、安装孔、分流桶、支撑架、排气口、排料口、驱动电机、推料气缸、推料盘，所述第一承重底座的顶部安装有安装筒，所述安装筒的一端贯穿安装有推料气缸，所述推料气缸的活动杆上安装有推料盘，所述推料盘滑动连接在安装筒的内腔中，所述安装筒的顶部一端开设有安装孔，所述安装筒的顶部另一端安装有加料斗，所述第一承重底座的一侧设置有第二承重底座，所述第二承重底座呈顶部开口的空腔结构，所述第二承重底座的顶部安装有安装架，所述安装架顶部的四个拐角处均通过支架转动安装有传动辊，所述第二承重底座的正上方架设有旋转筒，所述旋转筒上套接有两个传动环，每个传动环的底部与两个传动辊滚动连接，其中一个传动辊连接至驱动电机的输出轴上，所述驱动电机安装在安装架的顶部，所述第二承重底座远离第一承重底座的一侧设置有支撑架，所述支撑架的顶部安装有分流桶，所述分流桶的顶部设置有排气口，所述分流
桶的底部设置有排料口；
26.所述旋转筒的内壁中设置有加热网，所述旋转筒接近安装筒的一端的高度高于接近分流桶的一端的高度，所述旋转筒的两端分别转动连接至安装筒与分流桶。
27.作为本发明进一步的方案：所述喷淋机构包括蓄液箱、输液泵、输送管、分流管、喷淋管，所述蓄液箱的一侧设置有输液泵，所述蓄液箱的一侧底部通过管道连通至输液泵的进液口，所述输液泵的出液口安装有输送管，所述输送管远离输液泵的一端连通至分流管的顶部一端，所述分流管的两侧等距安装有若干个喷淋管，所述分流管的底部与喷淋管的内侧均安装有若干个喷头；
28.所述输送管的一端通过安装孔贯穿安装筒，所述分流管安装在安装筒的顶部内壁上。
29.作为本发明进一步的方案：所述除气机构包括安装箱、引风机、冷凝箱、排气管、冷凝管、引流管、回收箱，所述安装箱的顶部安装有引风机、冷凝箱以及排气管，所述引风机的出风口连通至排气管的一侧，所述引风机的进风口安装有冷凝管，所述冷凝箱套接在冷凝管上，所述冷凝箱的内腔中装有冷凝水，所述冷凝管远离引风机的一端连接至排气口上，所述安装箱的内腔中安装有回收箱，所述回收箱的顶部安装有引流管，所述引流管连通至冷凝管的底部。
30.本发明的有益效果：
31.(1)本发明的一种用于埋深搭接的植筋胶的制备方法，通过将双酚a型环氧树脂、改性稀释剂、增韧剂、一半的硅烷偶联剂、一半的改性二氧化硅以及一半的石英粉混合搅拌均匀，得到第一混合料，将改性固化剂、促进剂、另一半的硅烷偶联剂、另一半的改性二氧化硅以及另一半的石英粉混合搅拌均匀得到第二混合料，最后将第一混合料、第二混合料按重量比1∶1混合搅拌均匀，得到该用于埋深搭接的植筋胶；
32.该制备方法中通过腰果酚、乙二胺、间苯二甲胺及多聚甲醛反应制得的改性固化剂，该改性固化剂具有更大的分子量，更好的耐水性以及憎水性，能够在低温潮湿的环境下快速固化；
33.该制备方法中通过将乙二醇二缩水甘油醚与硫脲在乙醇中进行反应，然后将反应混合物用乙醇、蒸馏水洗涤，分层取上层液体分出后，以粒状无水硫酸镁进行干燥,然后进行过滤，将进行滤液减压蒸出溶剂,得到改性稀释剂，该改性稀释剂可以使得该用于埋深搭接的植筋胶具有更低的吸水性、更高的玻璃化温度和强度以及低温快速固化的优点；
34.该制备方法中通过使用硅烷偶联剂kh
–
590对二氧化硅粉体进行改性，制得改性二氧化硅，硅烷偶联剂kh
–
590与二氧化硅接枝后，使该用于埋深搭接的植筋胶具有更高的拉伸强度和延展性，且提高了该用于埋深搭接的植筋胶的交联密度，大大加强了其定伸应力和撕裂强度；
35.(2)本发明的一种用于埋深搭接的植筋胶的制备方法，通过使用改性设备生产改性二氧化硅，通过将硅烷偶联剂kh
–
590加入至乙醇中直至完全溶解，得到硅烷偶联剂kh
–
590溶液，将硅烷偶联剂kh
–
590溶液加入至改性设备的蓄液箱中，将二氧化硅粉体从加料斗加入至安装筒的内腔中，启动输液泵，输液泵运转将蓄液箱中的硅烷偶联剂kh
–
590溶液抽出，通过输送管输送至分流管中，经过若干个喷淋管分离，从喷头喷淋至二氧化硅粉体上，启动推料气缸，推料气缸延伸通过推料盘将喷淋后的二氧化硅粉体推入至旋转筒中，启动
驱动电机，驱动电机运转带动其中一个传动辊转动，通过传动环带动旋转筒转动，同时启动旋转筒内壁中的加热网，使得喷淋后的二氧化硅粉体在温度为80
‑
90℃的条件下旋转干燥2
‑
3h，乙醇升温形成乙醇气体，通过引风机将乙醇气体从排气口抽出，乙醇气体经过冷凝箱时冷凝呈液态，经过引流管排至回收箱中回收，旋转干燥后的二氧化硅粉体从排料口排出收集，得到该改性二氧化硅；该改性设备的自动化程度高，有效地提高了该改性二氧化硅的生产效率，同时该改性设备通过对加热释放的乙醇气体进行冷凝回收，可以重复使用，减少原料损耗，降低生产成本。
附图说明
36.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
37.图1是本发明中改性设备的结构示意图；
38.图2是本发明中改性机构的结构示意图；
39.图3是本发明中改性机构的侧视图；
40.图4是本发明中推料气缸、推料盘的连接视图；
41.图5是本发明中喷淋机构的结构示意图；
42.图6是本发明中输送管、分流管、喷淋管的连接视图；
43.图7是本发明中除气机构的结构示意图；
44.图8是本发明中冷凝箱、冷凝管、引流管、回收箱的连接视图。
45.图中：100、改性机构；200、喷淋机构；300、除气机构；101、第一承重底座；102、第二承重底座；103、安装架；104、传动辊；105、旋转筒；106、传动环；107、安装筒；108、加料斗；109、安装孔；110、分流桶；111、支撑架；112、排气口；113、排料口；114、驱动电机；115、推料气缸；116、推料盘；201、蓄液箱；202、输液泵；203、输送管；204、分流管；205、喷淋管；301、安装箱；302、引风机；303、冷凝箱；304、排气管；305、冷凝管；306、引流管；307、回收箱。
具体实施方式
46.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
47.实施例1：
48.请参阅图1
‑
8所示，本实施例为一种用于埋深搭接的植筋胶的制备方法，包括以下步骤：
49.步骤一、按照重量份称取以下原料：双酚a型环氧树脂100份、改性稀释剂5份、增韧剂15份、硅烷偶联剂7份、改性二氧化硅15份、石英粉250份、改性固化剂40份、促进剂2份；
50.步骤二、将双酚a型环氧树脂、改性稀释剂、增韧剂、一半的硅烷偶联剂、一半的改性二氧化硅以及一半的石英粉混合搅拌均匀，得到第一混合料；
51.步骤三：将改性固化剂、促进剂、另一半的硅烷偶联剂、另一半的改性二氧化硅以及另一半的石英粉混合搅拌均匀得到第二混合料；
52.步骤四：将第一混合料、第二混合料按重量比1∶1混合搅拌均匀，得到该用于埋深
搭接的植筋胶。
53.所述双酚a型环氧树脂的环氧值为0.50；所述增韧剂为丁腈橡胶；所述硅烷偶联剂为kh
‑
570。
54.所述改性稀释剂由以下步骤制备得到：
55.s31：将10g乙二醇二缩水甘油醚加入至250ml的三口烧瓶中，然后加入3.36g硫脲和乙醇20ml，加热、搅拌使乙二醇二缩水甘油醚、硫脲完全溶解乙醇中，在温度为65℃的条件下保温反应5h；
56.s32：将s31反应得到的反应混合物转入分液漏斗中,再用乙醇洗涤三口烧瓶后倒入分液漏斗中,然后再用蒸馏水洗涤三口烧瓶后倒入分液漏斗中,静置分层，将上层液体分出后以粒状无水硫酸镁进行干燥,然后进行过滤，将进行滤液减压蒸出溶剂,得到该改性稀释剂。
57.所述改性固化剂由以下步骤制备得到：
58.向反应釜中投入10重量份的腰果酚、1重量份的乙二胺、1重量份的间苯二甲胺及1重量份的多聚甲醛，搅拌升温至90℃反应3小时，继续搅拌升温至100℃，抽真空至
‑
0.095mpa进行减压脱水2小时，冷却至室温后得到该改性固化剂。
59.所述改性二氧化硅由以下步骤制备得到：
60.s51：将15重量份的硅烷偶联剂kh
–
590加入至乙醇中直至完全溶解，得到硅烷偶联剂kh
–
590溶液；
61.s52：将硅烷偶联剂kh
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590溶液加入至改性设备的蓄液箱201中，将5重量份的二氧化硅粉体从加料斗108加入至安装筒107的内腔中；
62.s53：启动输液泵202，输液泵202运转将蓄液箱201中的硅烷偶联剂kh
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590溶液抽出，通过输送管203输送至分流管204中，经过若干个喷淋管205分离，从喷头喷淋至二氧化硅粉体上，启动推料气缸115，推料气缸115延伸通过推料盘116将喷淋后的二氧化硅粉体推入至旋转筒105中；
63.s54：启动驱动电机114，驱动电机114运转带动其中一个传动辊104转动，通过传动环106带动旋转筒105转动，同时启动旋转筒105内壁中的加热网，使得喷淋后的二氧化硅粉体在温度为90℃的条件下旋转干燥2h，乙醇升温形成乙醇气体，通过引风机302将乙醇气体从排气口112抽出，乙醇气体经过冷凝箱303时冷凝呈液态，经过引流管306排至回收箱307中回收；
64.s55：旋转干燥后的二氧化硅粉体从排料口113排出收集，得到该改性二氧化硅。
65.实施例2：
66.请参阅图1
‑
8所示，本实施例中的改性设备，包括改性机构100、喷淋机构200、除气机构300，所述的改性机构100的一侧设置有喷淋机构200，所述改性机构100的另一侧设置有除气机构300，所述喷淋机构200、除气机构300分别位于改性机构100的两端；
67.其中，所述改性机构100包括第一承重底座101、第二承重底座102、安装架103、传动辊104、旋转筒105、传动环106、安装筒107、加料斗108、安装孔109、分流桶110、支撑架111、排气口112、排料口113、驱动电机114、推料气缸115、推料盘116，所述第一承重底座101的顶部安装有安装筒107，所述安装筒107的一端贯穿安装有推料气缸115，所述推料气缸115的活动杆上安装有推料盘116，所述推料盘116滑动连接在安装筒107的内腔中，所述安
装筒107的顶部一端开设有安装孔109，所述安装筒107的顶部另一端安装有加料斗108，所述第一承重底座101的一侧设置有第二承重底座102，所述第二承重底座102呈顶部开口的空腔结构，所述第二承重底座102的顶部安装有安装架103，所述安装架103顶部的四个拐角处均通过支架转动安装有传动辊104，所述第二承重底座102的正上方架设有旋转筒105，所述旋转筒105上套接有两个传动环106，每个传动环106的底部与两个传动辊104滚动连接，其中一个传动辊104连接至驱动电机114的输出轴上，所述驱动电机114安装在安装架103的顶部，所述第二承重底座102远离第一承重底座101的一侧设置有支撑架111，所述支撑架111的顶部安装有分流桶110，所述分流桶110的顶部设置有排气口112，所述分流桶110的底部设置有排料口113；
68.所述旋转筒105的内壁中设置有加热网，所述旋转筒105接近安装筒107的一端的高度高于接近分流桶110的一端的高度，所述旋转筒105的两端分别转动连接至安装筒107与分流桶110；
69.其中，所述喷淋机构200包括蓄液箱201、输液泵202、输送管203、分流管204、喷淋管205，所述蓄液箱201的一侧设置有输液泵202，所述蓄液箱201的一侧底部通过管道连通至输液泵202的进液口，所述输液泵202的出液口安装有输送管203，所述输送管203远离输液泵202的一端连通至分流管204的顶部一端，所述分流管204的两侧等距安装有若干个喷淋管205，所述分流管204的底部与喷淋管205的内侧均安装有若干个喷头；
70.所述输送管203的一端通过安装孔109贯穿安装筒107，所述分流管204安装在安装筒107的顶部内壁上；
71.其中，所述除气机构300包括安装箱301、引风机302、冷凝箱303、排气管304、冷凝管305、引流管306、回收箱307，所述安装箱301的顶部安装有引风机302、冷凝箱303以及排气管304，所述引风机302的出风口连通至排气管304的一侧，所述引风机302的进风口安装有冷凝管305，所述冷凝箱303套接在冷凝管305上，所述冷凝箱303的内腔中装有冷凝水，所述冷凝管305远离引风机302的一端连接至排气口112上，所述安装箱301的内腔中安装有回收箱307，所述回收箱307的顶部安装有引流管306，所述引流管306连通至冷凝管305的底部。
72.请参阅图1
‑
8所示，本实施例中的改性设备的工作过程如下：
73.步骤一：将硅烷偶联剂kh
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590溶液加入至改性设备的蓄液箱201中，将二氧化硅粉体从加料斗108加入至安装筒107的内腔中；
74.步骤二：启动输液泵202，输液泵202运转将蓄液箱201中的硅烷偶联剂kh
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590溶液抽出，通过输送管203输送至分流管204中，经过若干个喷淋管205分离，从喷头喷淋至二氧化硅粉体上，启动推料气缸115，推料气缸115延伸通过推料盘116将喷淋后的二氧化硅粉体推入至旋转筒105中；
75.步骤三：启动驱动电机114，驱动电机114运转带动其中一个传动辊104转动，通过传动环106带动旋转筒105转动，同时启动旋转筒105内壁中的加热网，使得喷淋后的二氧化硅粉体在温度为80
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90℃的条件下旋转干燥2
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3h，乙醇升温形成乙醇气体，通过引风机302将乙醇气体从排气口112抽出，乙醇气体经过冷凝箱303时冷凝呈液态，经过引流管306排至回收箱307中回收；
76.步骤四：旋转干燥后的二氧化硅粉体从排料口113排出收集，得到该改性二氧化
硅。
77.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
78.以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。