CN104136481A - 低温可固化的环氧树脂体系 - Google Patents
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Abstract
一种具有部分A和部分B的环氧树脂体系，其中部分A具有存在量为20重量百分比(wt％)至70wt％的环氧树脂组分，基于部分A的总重量；存在量为20wt％至60wt％的增韧剂，基于部分A的总重量；和存在量为3wt％至7wt％的催化剂，基于部分A的总重量，其中所述环氧树脂体系的部分A的组分wt％总计为100wt％；部分B具有Mannich碱硬化剂。本申请的实施方式还包括包含环氧树脂体系的反应产物的混凝土结构。
Description
技术领域
本申请总的涉及可固化的环氧树脂体系，更特别地涉及低温可固化的环氧树脂体系。
背景技术
环氧树脂用作混凝土表面的底漆，维护层，防护层和涂层。由于环氧树脂结合了低成本和在机械强度，耐化学性，抗腐蚀性和优异粘结性方面的性能，环氧树脂对于这些应用是很好的选择。然而，标准环氧树脂的缺陷是它们不能在低于约10℃，更别提在0℃至5℃令人满意地固化。
当混凝土用于道路施工和/或维护，以及桥梁施工和/或维护的区域时，这个缺陷被特别明显。在这些应用中，在25℃固化四至六小时后能变得承载交通的环氧树脂在0℃需要花费多于二十四小时才能获得同样的性能。这限制它们只在晚春，夏季和稍冷季节的早秋使用，由于标准环氧树脂体系在一年中的其余时间遇到的低温不能令人满意地固化。
到目前为止，还未发现在0℃固化六小时内就能变得承载交通的商业环氧树脂。用于使环氧树脂硬化的传统反应性固化剂包括脂族多胺，聚酰胺，芳族多胺，脂环族多胺，氨基取代的脂族醇和酚以及脂族和脂环族多胺的环氧加合物。然而，使用这些已知的传统固化剂对聚环氧化物的固化只能在例如25℃至160℃、通常为60℃至120℃的高温范围内快速进行。虽然已知胺和Mannich碱的环氧加合物可改善环氧树脂在较低温度的固化速度，但它们会经受多种不利之处。前面的固化剂太粘，而用后面的硬化剂获得的硬化环氧树脂在挠性方面是令人不满意的，所得涂层对于铁路应用来说太脆了。
已经尝试的用于改善环氧树脂在低温的固化速度的其他方法包括使用催化剂和促进剂和/或快速反应树脂等。然而，这些方法也有局限性，例如产生不可控的放热，组分和混合物的粘度很高，使得混凝土基体的加工和湿润困难，持续使用挥发性有机化合物(VOCs)和环氧树脂体系不能在0℃至5℃的温度范围在六小时或更少的时间内固化，以获得铁路应用所必需的性能。
因此，需要改善环氧树脂在0℃至5℃的固化同时保持固化涂层的挠性。
发明内容
本申请提供一种环氧树脂体系，其可在低温(例如，0℃至5℃)获得适当的固化速度，具有低的混合物粘度，改善的固化后挠性(如由伸长率来测定)和根据ASTM C109测试的压缩强度，其可满足有关需要涂覆环氧树脂的混凝土结构的州政府和联邦政府交通部的要求和欧洲要求。
对于不同的实施方式，所述环氧树脂体系包括：部分A，其具有存在量为20重量百分比(wt％)至70wt％的环氧树脂组分，基于部分A的总重量；存在量为20wt％至60wt％的增韧剂，基于部分A的总重量；和存在量为3wt％至7wt％的催化剂，基于部分A的总重量，其中环氧树脂体系的部分A的组分的wt％总计为100 wt％；和部分B，其具有Mannich碱硬化剂。
本申请的实施方式还包括包含环氧树脂体系的反应产物的混凝土结构。
本申请的实施方式还包括形成固化组合物的方法，包括混合环氧树脂体系的部分A和部分B，如上所讨论的，和在0℃至5℃温度范围使所述部分A和部分B的混合物固化6至8小时形成膜，以获得足够的机械性能而变得能够承载交通(例如，根据宾夕法尼亚州的DOT要求-PENN DOT特别条款-c10431 ITEM 9043-2101(ITEM 9043-0101)-EPOXY-BASED SURPACETREATMENT FOR BRIDGE DECKS))。
本申请的上述发明内容无意于描述本申请每个公开的实施方式或每个实施例。下面的说明书更特别地例证说明性的实施方式。在整个申请的数个地方，通过实施例列表提供了指导，其中实施例可用于各种组合中。在每种情况中，所述列举的列表仅作为代表性的群组，而不应解释为排他性的列表。
附图说明
图1示出了根据本申请的一种实施方式和对比实施例的环氧树脂体系随时间固化的进展过程，其采用差示扫描量热法(DSC)获得。
具体实施方式
本申请提供一种具有部分A和部分B的环氧树脂体系，当其组合时可在0℃至5℃的温度固化6至8小时以获得足够的机械性能，使得根据州政府和联邦政府交通部(DOT)要求和欧洲要求，固化的涂层能变得承载交通。获得这些性能的温度和时间都允许本申请的环氧树脂体系可用于土木工程应用中，例如寒冷气候中的立交高速公路桥面和路面标线，而其他传统商业用环氧树脂则不能这样。
本申请的实施方式提供具有部分A和部分B的环氧树脂体系，其一经混合，则固化以形成挠性的涂层，该涂层能满足州政府和联邦政府交通部(DOT)要求和欧洲要求。特别地，本申请的环氧树脂体系满足了州政府和联邦政府交通部(DOT)要求和欧洲要求中有关在低至0℃温度固化6小时内的压缩强度的要求。这使得本申请的环氧树脂体系可将施工季节扩展至冷气候中的冬天月份。
除了土木工程应用外，本申请的环氧树脂体系可用于保护其他室外应用中的混凝土，例如停车场和/或需要不受水的防护(例如，防水)和/或不受化学品(例如，盐)的防护的混凝土结构。本申请的环氧树脂体系还可以用作混凝土组件或构件之间的粘结剂。本申请的环氧树脂体系还可和其他类型的砖石建筑和/或金属材料一起使用。
除了实现在低温(例如，0℃)的快速固化外，本申请的环氧树脂体系具有较低的初始粘度，经固化提高的挠性和伸长率特性，和经固化后的压缩强度，如根据ASTM C109测试的，该环氧树脂体系可满足州政府和联邦政府交通部(DOT)和欧洲关于需要环氧树脂涂覆的混凝土结构的要求。
本申请描述的环氧树脂体系包括具有环氧树脂组分、增韧剂和催化剂的部分A，和具有环氧树脂固化剂组分的部分B，其中增韧剂的存在量足以为固化组合物赋予前面提及的提高的挠性和伸长率特性。借助于非限定性的实施例，所述环氧树脂组分可包括两种或更多种增韧剂，如本申请中将更加充分讨论的，其总量为环氧树脂组分总重量的20至60重量百分比(wt％)。术语“增韧剂”，如本申请使用的，意思是具有赋予本申请固化的环氧树脂体系挠性能力的材料。因此，增韧剂包括，而不限定于，本身用作增韧剂的那些材料，包含作用与增韧剂相同的另外材料的其他材料，和不包含通常认为用作增韧剂但拥有赋予材料挠性性能的其他材料。
如本申请讨论的，本申请的环氧树脂体系包括部分A，其具有：(a)环氧树脂组分，包括存在量为20wt％至70wt％的至少一种环氧树脂，基于部分A的总重量；(b)存在量为20wt％至60wt％的增韧剂，基于部分A的总重量；和(c)存在量为3wt％至7wt％的催化剂，基于部分A的总重量，其中部分A的组分的wt％总计为100 wt％；和具有环氧树脂固化剂组分的部分B，其中环氧树脂体系的部分A和部分B在0℃至5℃的温度范围固化6至8小时。所述部分B的环氧树脂固化剂组分包括Mannich碱硬化剂。所述环氧树脂体系的Mannich碱硬化剂可不含苯酚。
本申请还包括形成固化组合物的方法，其包括混合环氧树脂体系中的部分A和部分B，如本申请所讨论的，和在0℃至5℃的温度范围使部分A和部分B的混合物固化6至8小时形成膜以获得足够的机械性能，变得能承载交通。所述方法还包括通过混合部分A的各组分制备部分A，提供部分B；和在包括0℃至5℃的温度范围6至8小时的反应条件下，将环氧树脂体系的部分A和部分B接触。本申请的环氧树脂体系还可在25℃(77°F)的温度固化3小时以获得足够的机械性能，使得其根据州政府和联邦政府交通部(DOT)要求和欧洲要求能变得承载交通。
所述环氧树脂体系(例如，部分A和部分B)具有1500至1700毫帕秒(mPa·s)的初始粘度，根据ASTM D445在23℃测量的。所述环氧树脂体系固化后具有30℃至50℃的玻璃化转变温度，用差示扫描量热法(DSC)测量的。根据ASTM D2240在24小时内测量，所述环氧树脂体系固化后具有至少73的肖氏D硬度。根据ASTM D 1640，所述环氧树脂体系在0℃具有的薄膜固化时间为不超过6至8小时。根据ASTM D 1640，所述环氧树脂体系在5℃具有的薄膜固化时间为不超过4至7小时。
本申请的实施方式还包括混凝土结构，其包括本申请环氧树脂体系的固化反应产物。
所述环氧树脂体系的部分A和部分B各自给所述固化的环氧树脂体系带来了特殊性能。特别地，所述环氧树脂体系的部分A赋予了挠性和韧性两者，而所述环氧树脂体系的部分B允许快速固化。
对于部分A，所述环氧树脂组分的存在量可为环氧树脂体系的部分A总重量的20wt％至70wt％。在另一实施方式中，所述环氧树脂组分的存在量可为环氧树脂体系的部分A总重量的30wt％至65wt％。仍在另一实施方式中，所述环氧树脂组分存在量可为环氧树脂体系的部分A总重量的50wt％至60wt％。
所述环氧树脂组分优选包括至少一种液态环氧树脂。所述液态环氧树脂组分除了提供粘结性能外，还为本申请的固化环氧树脂体系提供耐化学品性质、防腐蚀性和机械强度。本申请中可用的液态环氧树脂包括包含至少一个邻位环氧基团的那些化合物并且可以包括多种环氧树脂化合物。举例来说，所述液态环氧树脂可以是饱和的或不饱和的，脂族的，脂环族的，芳族的或杂环的并且可以是取代的。所述液态环氧树脂也可是单体的或聚合的。
本申请中可用的液态环氧树脂可选自现有技术中已知的那些液态环氧树脂。例如，可用于本申请环氧树脂体系广泛枚举的液态环氧树脂包括以下文献中记载的液态环氧树脂：Pham,H,Q.and Marks,M‘J.Epoxy Resins in theKirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology；John Wiley&Sons,IncJohn Wiley&Sons,Inc.:2004年12月4日在线公开和其参考文献；Lee,H.和Neville,K,Handbook of Epoxy Resins,McGraw-Hill Book Company,New York,1967,第2章,第257-307页和其参考文献；May,C.A,Ed.Epoxy Resins:Chemistry and Technology Marcel Dekker Inc.:New York,1988和其参考文献；和美国专利3,117,099；所有这些都在本申请中引作参考。
本申请实施方式公开的用于本申请环氧树脂组分的环氧树脂可以变化并且包括传统的和可商购的环氧树脂，它们可以单独使用或以两种或更多种的组合使用。在选择用作本申请公开的环氧树脂组合物的环氧树脂的过程中，不仅应该考虑到最终产品的性能，还应该考虑可能影响环氧树脂体系的加工的粘度和其他性能。
特别适宜的环氧树脂是基于多元醇、酚、脂环族羧酸、芳胺、或氨基酚与表氯醇的反应产物。实例包括但不限定于双酚A二缩水甘油醚，双酚F二缩水甘油醚，间苯二酚二缩水甘油醚，和对氨基苯酚三缩水甘油醚。其他适宜的环氧树脂包括表氯醇分别与邻甲酚和苯酚线型酚醛清漆的反应产物。也可使用两种或更多种环氧树脂的混合物。
在另一实施方式中，可用于制备环氧树脂组合物的环氧树脂可选自可商购的产品。例如，可使用购自The Dow Chemical Company的D.E.R.D.E.R.D.E.R.D.E.R.D.E.R.D.E.R.和D.E.R. 优选地，所述环氧树脂组分是环氧当量(EEW)为182-192、粘度为11000-14000mPa·s、和密度为1.16g/cc的D.E.R.(双酚A二缩水甘油醚)，根据制造商The Dow Chemical Company提供的数据。
可用作本申请组合物组分的其他适宜环氧树脂公开在，例如，美国专利3,018,262；7,163,973；6,887,574；6,632,893；6,242,083；7,037,958；6,572,971；6,153,719和5,405,688；PCT公开WO 2006/052727；美国专利申请公开20060293172；20050171237和2007/0221890 A1中；它们的每一个在本申请中引作参考。
一般地，用于所述环氧树脂组合物中的环氧树脂具有500mPa·s至30,000mPa·s的粘度。在一实施方式中，用于所述环氧树脂组合物中的环氧树脂具有1000mPa·s至20,000mPa·s的粘度。在另一实施方式中，用于所述环氧树脂组合物中的环氧树脂具有8000mPa·s至15,000mPa·s的粘度。根据ASTM D445在环境温度(23℃)测量所述粘度值。
所述环氧树脂体系的部分A还包括增韧剂，如本申请已定义的术语。优选地，所述增韧剂在环氧树脂体系的部分A中的存在量为20wt％至60wt％，基于环氧树脂体系的部分A的总重量。更优选地，所述增韧剂在环氧树脂体系的部分A中的存在量为25wt％至50wt％，基于环氧树脂体系的部分A的总重量。
本申请的增韧剂可选自脂族液态环氧树脂，固态环氧树脂，封闭的异氰酸酯预聚物，无反应性的烃组分及它们的组合。优选地，当所述增韧剂是脂族环氧树脂时，它是液态环氧树脂，该液态环氧树脂是表氯醇和多元醇反应产物。实例包括以下物质的单缩水甘油醚和二缩水甘油醚：脂族醇，C2-C24亚烷基二醇，和聚(环氧乙烷)二醇或聚(环氧丙烷)二醇。
可商购的可用的脂族醇的单缩水甘油醚、二缩水甘油醚包括C12-C14烷基缩水甘油醚，1,6-己二醇二缩水甘油醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚。也可使用其他聚缩水甘油醚，它们可衍生自脂族多元醇，例如乙二醇，二甘醇，三甘醇，1,2-丙二醇，1,4-丁二醇，三甘醇，1,5-戊二醇，1,6-己二醇，环己烷二甲醇或三羟甲基丙烷。聚二醇二环氧化物树脂组分为本申请的固化环氧树脂体系提供了韧性和挠性。根据本申请一特别优选的实施方式，所述聚二醇二环氧化物树脂组分包括选自D.E.R.TM732挠性环氧树脂和D.E.R.TM736挠性环氧树脂(都来自The Dow Chemical Company)以及它们的组合的那些组分。对于本申请，用作增韧剂的脂族液态环氧树脂的存在量可以为10wt％至17wt％，基于环氧树脂体系的部分A的总重量。
所述增韧剂也可是固态环氧树脂。所述固态环氧树脂组分的实例包括根据ASTM D3104具有75至95℃的软化点的那些组分。这些固态环氧树脂的特定实例包括选自D.E.R.TM661固态环氧树脂、D.E.R.TM662E固态环氧树脂(都来自The Dow Chemical Company)的那些。对于本申请，用作增韧剂的固态环氧树脂组分的存在量可以为7wt％至12 wt％，基于环氧树脂体系的部分A的总重量。
根据本申请另一优选实施方式，增韧剂还可包括封闭的异氰酸酯预聚物。可以用不同的封闭的异氰酸酯预聚物；特别是烷基酚封闭的二异氰酸酯和封闭的异氰酸酯封端的聚醚预聚物。优选的烷基酚封闭的预聚物是具有醚和封闭的氨基甲酸酯基团的烷基酚封闭的甲苯二异氰酸酯。这些封闭的异氰酸酯预聚物组分的实例包括选自Desmocap 11A(Bayer MaterialScienceLLC)、Desmocap 12，Desmocap 12A和它们的组合的那些组分。这些结构赋予本申请的固化环氧树脂体系以低温挠性。
在本申请中，为了开发增强的性能，仅需要少量封闭的异氰酸酯预聚物。对于本申请，用作增韧剂的异氰酸酯预聚物的量可以为5wt％至8wt％，基于环氧树脂体系的部分A的总重量。
根据本申请另一优选实施方式，增韧剂还可包括无反应性的烃组分。所述烃组分另外有助于为环氧树脂体系提供低粘度，如本申请所讨论的。所述无反应性烃组分的实例包括包含与环氧树脂具有良好相容性的芳烃的那些组分，这些芳烃无反应性，具有低挥发性和不含湿气(例如，无水)。这种无反应性烃组分的一种可商购的实例包括但不限于，Vycel E(CrowleyChemical Company)。对于本申请，用作增韧剂的所述无反应性烃组分的量可为7wt％至11wt％，基于所述环氧树脂体系的部分A的总重量。
环氧树脂体系的部分A还包括3 wt％至7 wt％的催化剂组分，基于环氧树脂体系的部分A的总重量，催化剂可帮助加速环氧树脂体系的固化反应。所述催化剂组分的实例选自甲基对甲苯硫酸甲酯(MPTTS)，对甲苯甲硫酸乙酯，水杨酸，DABCO，DMP 30和它们的组合。
环氧树脂体系的部分B包括Mannich碱硬化剂。在一种实施方式中，部分B包括100wt％的Mannich碱硬化剂。Mannich碱硬化剂的实例包括不含酚和包括甲基二甲苯二胺的那些。在Mannich碱硬化剂中使用甲基二甲苯二胺有助于为环氧树脂体系提供一旦固化得到的挠性。这些Mannich碱硬化剂的适宜实例在行业标识(The Dow Chemical Company)下有售。用作Mannich碱硬化剂的多胺的实例包括选自H013、H 014、H 015和它们的组合的那些物质。
如本申请所讨论的，所述环氧树脂体系的部分A可包括两种或更多种增韧剂。例如，环氧树脂体系的部分A可包括基于部分A的总重量为50wt％至60wt％的液态环氧树脂组分；基于部分A的总重量为10wt％至17wt％的聚二醇二环氧化物树脂组分；基于部分A的总重量为7wt％至12wt％的固态环氧树脂组分，根据ASTM D3104，所述固态环氧树脂组分具有75℃至95℃的软化点；基于部分A的总重量为5wt％至8wt％的聚氨酯预聚物组分；基于部分A的总重量为7wt％至11wt％的无反应性烃组分；和基于部分A的总重量为3wt％至7wt％的催化剂组分。所述环氧树脂体系的部分A的组分的wt％总计为100wt％。换句话说，所述环氧树脂体系的部分A中的液态环氧树脂组分、聚二醇二环氧化物树脂组分、固态环氧树脂组分、聚氨酯预聚物组分、无反应性烃组分、和催化剂组分的wt％加起来总计为100wt％。
如本申请所讨论的，本申请的环氧树脂体系包括部分A和部分B。在制备环氧树脂体系的过程中，如本申请所讨论通过根据各自重量百分比混合部分A的各组分(环氧树脂组分，增韧剂组分和催化剂组分)来制备环氧树脂体系的部分A。还提供了部分B，其中部分B是本申请所讨论的Mannich碱硬化剂。
当在反应条件(例如，如本申请所讨论的时间和温度)下混合后，环氧树脂体系的部分A和部分B固化成聚合物网络。反应条件发生在正常(prevailing)大气压力下。关于温度，本申请的环氧树脂体系可在范围为最低0℃且最高33℃的温度固化。其他温度范围也是可以的。例如，本申请的环氧树脂体系可在0℃或5℃的较低值至10℃、20℃、27℃或33℃的较高值的温度范围固化，其中较低值和较高值的不同组合是可以的。例如，本申请的环氧树脂体系可在以下任一温度范围固化：0℃至33℃；0℃至27℃；0℃至20℃；0℃至10℃；5℃至33℃；5℃至27℃；5℃至20℃；或5℃至10℃。
关于时间和温度，在包括温度为0至5℃保持6-8小时的反应条件下，使环氧树脂体系中的部分A和部分B接触可为环氧树脂体系提供足够的机械性质，使其能够变得承载交通。在另外的实施例中，在25℃温度使环氧树脂体系中的部分A和部分B接触3小时可为环氧树脂提供至少7MPa的压缩强度，根据ASTM C109测得。
环氧树脂体系的部分A和部分B的混合比以重量或体积计可以为5:1至1:1。例如，环氧树脂体系的部分A和部分B的混合比以重量或体积计可以为5:1，4:1，3:1，2:1，5:4，5:3，5:2，4:3，3:2或1:1。优选地，部分A和部分B的混合比以体积计可以为2:1。其他比率也是可以的。
经混合，环氧树脂体系具有1500至7000mPa·s的初始粘度。粘度值可根据ASTM D445在环境温度(23℃)测量。优选地，环氧树脂体系具有2500至5000mPa·s的初始粘度，在23℃测得。最优选地，环氧树脂体系的初始粘度为约3000mPa·s。
在0℃的温度，本申请的环氧树脂体系具有的薄膜固化时间不超过7小时，根据ASTM D1640测得。在5℃的温度，环氧树脂体系具有的薄膜固化时间不超过6小时，根据ASTM D1640测得。
经固化，本申请的环氧树脂体系在24小时内具有至少73的肖氏D硬度，根据ASTM D2240测得。环氧树脂体系也可固化以具有30℃至60℃的玻璃化转变温度(Tg)，由差示扫描量热法(DSC)测量的。优选地，固化后的环氧树脂体系的Tg为30℃至50℃。最优选地，固化后的环氧树脂体系的Tg为40℃至50℃。
如本申请所讨论的，本申请的环氧树脂体系可用于各种混凝土和非混凝土结构。例如，本申请所讨论的环氧树脂体系的反应产物可用于与混凝土结构，例如但不限定于道路，桥梁，停车场和/或需要免受水防护(例如，防水)和/或免受化学品(例如，盐)防护的混凝土结构。
实施例
下面给出的实施例用于说明但不限制本申请的范围。这些实施例提供了本申请的部分A、部分B和环氧树脂体系的制备方法和特定实施方式。
材料
D.E.RTM331(液态环氧树脂组分)，购自The Dow Chemical Company。
D.E.R.TM732(聚二醇二环氧化物树脂组分)，购自The Dow ChemicalCompany。
D.E.R.TM661(固态环氧树脂组分)，购自The Dow Chemical Company。
Desmocap 11A(聚氨酯预聚物组分)，购自Bayer Material Science LLC。
Vycel E(无反应性烃组分)，购自Crowley Chemical Company。
对甲苯硫酸甲酯(MPTS，催化剂组分)，购自Sigma Aldrich。
H013(Mannich碱硬化剂)，购自The Dow ChemicalCompany。
测试方法
根据ASTM C881测定的胶凝时间。
根据ASTM D1640测定的薄膜固化时间、初始固化时间和最终固化时间。
根据ACI 403测定的与混凝土的粘结性。
根据ASTM D2240测定的肖氏D硬度。
根据ASTM C109测定的压缩强度。
根据ASTM D638测定的拉伸强度。
根据ASTM D638测定的拉伸伸长率(％)。
环氧树脂体系的部分A的制备
如下在23℃形成环氧树脂体系的部分A。在一容器中，混合56.05wt％的液态环氧树脂组分D.E.R.TM331、14.25wt％的聚二醇二环氧化物树脂D.E.R.TM732、8.55wt％的固态环氧树脂组分D.E.R.TM661、6.65wt％的封闭的异氰酸酯预聚物组分Desmocap 11A、9.5wt％的无反应性烃组分Vycel E和5.0wt％的催化剂组分MPTS。
环氧树脂体系的部分B的制备
部分B的Mannich碱硬化剂是H 013。
环氧树脂体系的实施例1(Ex 1)
如下制备环氧树脂体系的Ex1。将体积比为2:1的部分A和部分B加入到玻璃烧杯中。在室温(在23℃)手动混合玻璃烧杯内容物约1分钟。在之前各自平衡至25℃、4.4℃和0℃的三个玻璃盘上用玻璃烧杯内容物形成薄膜(湿膜厚度为约0.0635毫米)。在形成薄膜后立即将每个玻璃盘固定到位于分别设定温度为25℃、4.4℃和0℃的恒温室中的Gardner B-K干燥时间记录仪上。在三个温度25℃、，4.4℃和0℃，根据ASTM D 1640确定涂层的薄膜固化时间。用标准的可商购的对比桥面铺设产品重复这个过程。所述结果示于表1中。
表1
表2给出了在两个不同温度(25℃和0℃)，Ex 1的机械性能。本申请目前使用的对比例的数据以及宾夕法尼亚州的DOT要求(PENN DOT SpecialProvision-cl0431 ITEM 9043-2101(ITEM 9043-0101)-EPOXY-BASEDSURFACE TREATMENT FOR BRIDGE DECKS)已经给出作为参考。
表2-Ex 1的机械性能
表1示出了Ex 1和对比例的环氧树脂体系随时间固化的进展过程，其采用TA仪器Q1000型差示扫描量热仪(DSC)获得。为确定固化程度，在-100℃至300℃的温度范围内以恒定的加热速率(10℃/分钟)首先扫描Ex 1和对比例的每一个以确定总的反应热。接着在室温(23℃)各自新鲜地制备Ex 1和对比例，立即放置到多个DSC盘中，将它们密封并储存在需要的温度(4.4℃)。在适当的时间(0小时，2小时，4小时，8小时，12小时，24小时，80小时，和在6天的结束时)取出样品，称重，并立即用DSC在-100℃至300℃的温度范围以恒定的加热速率(10℃/分钟)扫描。这给出了样品的残余反应热。然后计算反应程度。
Claims (15)
1.一种环氧树脂体系，包括：
部分A，其具有存在量为20重量百分比(wt％)至70wt％的环氧树脂组分，基于部分A的总重量；存在量为20wt％至60wt％的增韧剂，基于部分A的总重量；和存在量为3wt％至7wt％的催化剂，基于部分A总重量，其中环氧树脂体系的部分A的组分的wt％总计为100％；和
部分B，其具有Mannich碱硬化剂。
2.权利要求1所述的环氧树脂体系，其中环氧树脂体系的部分A和部分B在0℃固化7小时以形成断裂伸长率为21％的固化的组合物。
3.权利要求1所述的环氧树脂体系，其中环氧树脂体系在25℃固化3小时以获得根据ASTM C109为至少7MPa的压缩强度。
4.权利要求1所述的环氧树脂体系，其中环氧树脂体系的部分A和部分B的混合物具有在23℃测量的1500至7000mPa-s的初始粘度。
5.权利要求1所述的环氧树脂体系，其中所述增韧剂选自表氯醇和多元醇的反应产物，固态环氧树脂，封闭的异氰酸酯预聚物，无反应性烃及其组合。
6.权利要求5所述的环氧树脂体系，其中表氯醇和多元醇的反应产物的存在量为10wt％至17wt％，基于环氧树脂体系的部分A的总重量。
7.权利要求5所述的环氧树脂体系，其中固态环氧树脂的存在量为7wt％至12wt％，基于环氧树脂体系的部分A的总重量。
8.权利要求5所述的环氧树脂体系，其中封闭的异氰酸酯预聚物的存在量5wt％至8wt％，基于环氧树脂体系的部分A的总重量。
9.权利要求5所述的环氧树脂体系，其中无反应性烃组分的存在量为7wt％至11wt％，基于环氧树脂体系的部分A的总重量。
10.权利要求1所述的环氧树脂体系，其中当在25℃固化时，所述环氧树脂体系具有20％至50％的断裂伸长率，根据ASTM D638测试得到。
11.权利要求1所述的环氧树脂体系，其中当在0℃固化时，所述环氧树脂体系具有10％至25％的断裂伸长率，根据ASTM D638测试得到。
12.权利要求1所述的环氧树脂体系，其中所述环氧树脂体系固化以具有30℃至50℃的Tg。
13.权利要求1所述的环氧树脂体系，其中所述催化剂组分选自对甲苯硫酸甲酯，对甲苯硫酸乙酯，水杨酸，DABCO，DMP 30及其组合。
13.权利要求1所述的环氧树脂体系，其中所述环氧树脂体系在0℃具有的薄膜固化时间不超过7小时，根据ASTM D1640测试得到。
14.权利要求1所述的环氧树脂体系，其中所述环氧树脂体系在5℃具有的薄膜固化时间不超过6小时，根据ASTM D1640测试得到。
15.一种混凝土结构，其包括权利要求1所述的环氧树脂体系的反应产物。
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