[发明专利]低温可固化的环氧树脂体系

说明书

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 SURPACE TREATMENT 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。