[发明专利]一种反应温和型醛酮树脂的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及化学注浆材料制备方法技术领域，特别涉及一种反应温和型醛酮树脂的制备方法及应用。

背景技术

环氧注浆材料是指以环氧树脂为主剂，加入一定量的稀释剂，固化剂配制成的浆液。该材料可用压送设备将其注入地层或缝隙内，使其扩散，然后在被处理部位进行原位化学反应从而达到胶凝或固化，使岩土或混凝土达到加固，防渗或堵漏的目的。环氧树脂由于力学性能优异、固化收缩率小、耐腐蚀性能优良、粘接力强等优点而在防渗补强中得到广泛应用，但由于其自身粘度较大，无法实现渗透的效果，常加入各种稀释剂。目前常用的稀释剂为糠醛丙酮体系，该稀释剂对环氧树脂有极好的稀释作用，配成的浆材可灌性好，可灌入K值达10^-6～10^-8cm/s（约6×10^-4mm的缝隙）软弱地层，浆材固化后各方面的力学性能和耐化学性能都十分优异。这主要归因于：在以糠醛-丙酮稀释体系的环氧注浆材料中，糠醛与丙酮能够在碱性条件下发生羟醛缩合反应固化成呋喃树脂，而呋喃树脂与环氧树脂之间形成互穿交联网络，从而形成高强度的防渗堵漏补强材料。然而糠醛是一种LD50仅有65mg/kg（大鼠经口）的具有急性毒性的溶剂，毒性较大、易于挥发，其在注浆材料中的使用已在欧美国家受到限制。对糠醛丙酮体系环氧注浆材料进行改性，在保持其力学性能优异和价格低廉等优点的同时，降低其毒性，减少对人体和环境的危害具有十分重要的现实意义和应用价值。预先制备糠叉丙酮，然后改性环氧注浆材料是一种思路。专利CN86104918报道了通过在糠醛和丙酮混合液中直接加入氢氧化钠水溶液并在搅拌下非均相反应制备糠叉丙酮改性环氧灌浆材料。此方法是通过将糠醛与丙酮进行预聚合，形成糠醛与丙酮的二、三聚体，能够很好地降低了糠醛与丙酮的挥发性能，从而降低了施工过程中糠醛挥发所造成的对施工工人的危害。但是这种方法在反应过程中大量发热，导致丙酮沸腾爆聚，反应不易控制，增加了生产的危险性和限制了其在实际工程中的应用。

发明内容

针对传统糠醛，丙酮稀释剂在碱性催化剂下反应放出大量热以及丙酮沸点较低而沸腾爆聚的问题，本发明的目的在于提供一种反应温和型醛酮树脂及其制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述反应温和型醛酮树脂在制备醛酮树脂改性环氧注浆材料中的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种反应温和型醛酮树脂及其制备方法，包括以下步骤：

将醛类与酮类化合物按照摩尔比为（0.1～10）：1的比例混合，得到醛酮混合液；于20～40°C下，搅拌条件下，在1～4小时内持续往醛酮混合液中加入超碱催化剂；继续反应1～4小时，即得到醛酮树脂；所述醛酮混合液与超碱催化剂的质量比为（20～1000）：1。

所述醛类为正丁醛、异丁醛、苯甲醛、糠醛、戊二醛、多聚甲醛中的一种以上。

所述酮类化合物为二丙酮醇、丁酮、异佛尔酮、甲基异丁基酮、环己酮、双乙烯酮、二甲基丙酮、对甲基苯乙酮或乙酰丙酮中的一种以上。

所述超碱催化剂为碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、碱土金属氧化物、碱土金属氢氧化物、负载型碱金属中的一种以上；优选CaO，SrO，Cs₂O，Rb₂O，MgO-NaOH，MgO-Na,r-Al₂O₃-Na,r-Al₂O₃-NaOH-Na,r-Al₂O₃-KOH-K,r-Al₂O₃-NaOH-K，氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙、乙醇钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或两种以上。

上述制备方法制备的反应温和型醛酮树脂的应用，用于制备醛酮树脂改性环氧注浆材料。

所述制备醛酮树脂改性环氧注浆材料，具体如下：

将15～95重量份的环氧树脂，5～80重量份的醛酮树脂，0～5重量份的界面改性剂混合搅拌得甲组分；将5～95重量份胺类固化剂，0～90重量份的固化调控剂，0～40份固化促进剂混合搅拌得到乙组分；将甲、乙组分按照重量比为100:3～100:70，在常温混合搅拌均匀，制得醛酮树脂改性环氧注浆材料。

所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂或端羧基丁腈橡胶改性环氧树脂。