專利名稱：用于磚石結(jié)構(gòu)的聚氨酯粘合劑的制作方法
相關(guān)申請數(shù)據(jù)本申請基于系列號為No.60/516085并于2003.10.31提交的美國臨時申請。
引言本發(fā)明涉及磚石結(jié)構(gòu)、用于磚石結(jié)構(gòu)的粘合劑、制備粘合劑的方法以及磚石結(jié)構(gòu)的建造。
磚石結(jié)構(gòu)通常按如下形成將灰漿涂敷在砌塊例如石塊或磚塊的表面，將另外的砌塊的表面整齊地擺放在上述涂敷了灰漿的表面上，然后等候灰漿固化。待灰漿固化后，在兩個表面之間涂敷了灰漿的位置通常作為磚石結(jié)構(gòu)中的連接部?；覞{通常是在磚石結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場或其附近的地方制備，并用手鏟送至適當(dāng)?shù)奈恢?。整個過程消耗很多時間，因?yàn)閷⑵鰤K擺放就位、鏟送灰漿和固化灰漿至期望強(qiáng)度這每一個操作都需要時間。
聚氨酯和環(huán)氧樹脂之類的合成聚合材料已經(jīng)被用于灰漿配方，其優(yōu)點(diǎn)是可以減少制備時間、涂敷時間和固化時間。但這些配方中有許多必須在施工現(xiàn)場或其附近的地方制備，以使灰漿在用于磚石前不會固化或改性。此外，這些配方中有許多是相當(dāng)昂貴的。
通常，固化的灰漿必須使得使用了該灰漿的磚石(或其它相關(guān)的結(jié)構(gòu)，例如面板和磚石的復(fù)合材料)符合一系列的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，例如ASTM E119-00a，“Standard Test Methods for Fire Tests of Building Constructioin and Materials”和ASTM E 72-95，“Standard Test Methods of Conducting Strength Tests ForPanels For Building Construction.”。在灰漿配制中另一個的性能要求是，每天分批制備的磚石粘合劑要具有配方一致性和/或灰漿本身產(chǎn)生用于在磚石操作的全部灰漿中不同批次質(zhì)量的基礎(chǔ)。
所需要的是，磚石粘合劑能有利地幫助解決上述的問題和涉及成本、性能、不同批次質(zhì)量的一致性、建筑時間、固化時間和在高質(zhì)量磚石結(jié)構(gòu)建筑中工人的技術(shù)技能的其他需要。本發(fā)明解決了一個或多個這些需求。
概述本發(fā)明提供了一種用于磚石結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)粘合劑，它含有聚氨酯粘合劑基劑以及分散的熱穩(wěn)定劑顆粒添加劑，所述顆粒添加劑的平均粒度足以在涂敷和固化后提供與預(yù)定閾值一致的固化結(jié)構(gòu)粘合劑熱穩(wěn)定性。所述的基劑至少構(gòu)成該結(jié)構(gòu)粘合劑的約85重量％，使得粘度足以滿足在室溫下珠涂敷該結(jié)構(gòu)粘合劑。
更具體地說，本發(fā)明提供了一種用于磚石結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)粘合劑，其包括(a)聚氨酯粘合劑基劑，所述的基劑構(gòu)成所述結(jié)構(gòu)粘合劑的至少85重量％，使得粘度足以滿足在室溫下珠涂敷(bead application)該結(jié)構(gòu)粘合劑；以及(b)分散遍及所述粘合劑基劑中的熱穩(wěn)定劑顆粒添加劑，所述顆粒添加劑具有在涂敷和固化后足以有利地提供與預(yù)定閾值一致的固化結(jié)構(gòu)粘合劑熱穩(wěn)定性的平均粒度。
在一個方面，所述的聚氨酯基劑是異氰酸酯-多元醇反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)聚物，具有任選的增塑劑，例如1，2-丙二醇環(huán)狀碳酸酯、聚二甲基硅氧烷消泡劑、(任選的)苯甲酰氯等添加劑，以及合適的叔胺催化劑，例如4，4’-二嗎啉代二乙醚。異氰酸酯-多元醇反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)聚物提供了大約13％的自由NCO。在本發(fā)明的一個方面，異氰酸酯-多元醇反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)聚物由異構(gòu)的亞甲基雙(苯基異氰酸酯)、多亞甲基多苯基異氰酸酯、羥基端接的聚(氧化烯基)二醇和羥基端接的聚(氧化烯基)三醇反應(yīng)得到。
在本發(fā)明的另一方面，熱穩(wěn)定劑顆粒添加劑包括具有平均粒度約7-約16nm的經(jīng)過表面處理的烘制二氧化硅顆粒，或者具有平均粒度約0.07-約0.7微米的碳酸鈣顆粒。
在又一個方面，聚氨酯基劑優(yōu)選為由約35-約70重量％(基于預(yù)聚物)的異氰酸酯前體和剩余部分的羥基端接的多元醇前體反應(yīng)得到的、具有自由NCO百分比為約10.5-約19.6的異氰酸酯-多元醇反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)聚物。所述異氰酸酯前體是異構(gòu)的亞甲基雙(苯基異氰酸酯)、異氰酸酯官能度為2.1-3的多亞甲基多苯基異氰酸酯或這些物質(zhì)的組合；所述羥基端接的多元醇前體是羥基官能度為2-4的羥基端接的聚(氧化烯基)多元醇、羥基官能度為2-3的聚酯多元醇或這些物質(zhì)的組合。
在又一個方面，所述叔胺催化劑是約0.5-約1.5重量％的4，4’-二嗎啉代二乙醚、約0.05-約0.5重量％的二(2-二甲基氨基乙基)醚或這兩種催化劑的組合。
在另一個方面，任選的增塑劑被添加至粘合劑中，其中，所述的增塑劑是己二酸酯、鄰苯二甲酸酯、苯甲酸酯、環(huán)狀碳酸酯或這些物質(zhì)的組合。
本發(fā)明還包括粘合劑組合物成分的混合；通過這樣的混合方法制備的粘合劑；通過使用該粘合劑而建造磚石結(jié)構(gòu)；通過使用粘合劑的涂抹料將砌塊粘結(jié)而建造的磚石結(jié)構(gòu)，所述的砌塊選自石塊、磚頭、磚、瓷磚、巖石、鵝卵石以及它們的組合。
從下文提供的詳細(xì)描述，本發(fā)明進(jìn)一步的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見。不言而喻，詳細(xì)的描述和特定的實(shí)施例以及示出的本發(fā)明的實(shí)施方式僅僅是用于說明的目的，并不是用于限定本發(fā)明的范圍。
描述在考查這里所陳述的本發(fā)明的說明時，必須考慮下面的定義和非限制性的基準(zhǔn)。
本文中使用的標(biāo)題(例如“引言”和“概述”)僅僅用于本發(fā)明公開內(nèi)容中主題的總體組織，并不是用于限制本發(fā)明的公開內(nèi)容或其特征。具體地說，在“引言”中公開的主題內(nèi)容可以包括本發(fā)明范圍內(nèi)的技術(shù)特征，可以不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的引證。在“概述”中公開的主題內(nèi)容并未窮舉或完全公開本發(fā)明的全部范圍或其實(shí)施方式。
描述和具體實(shí)施例以及示出的本發(fā)明的實(shí)施方式僅僅是用于說明的目的，并不是用于限定本發(fā)明的范圍。此外，具有陳述的特征的多個實(shí)施方式的陳述并不是排除具有附加特征的其它實(shí)施方式或包括陳述特征的不同組合的其它實(shí)施方式。
如本文中所使用的，術(shù)語“優(yōu)選的”和“優(yōu)選地”是指在確定條件下提供確定益處的本發(fā)明的實(shí)施方式。但是，在相同或其他條件下，其他的實(shí)施方式也可能是優(yōu)選的。此外，一個或多個優(yōu)選實(shí)施方式的陳述并不是意味著其它的實(shí)施方式不是有效的，而且并不是用于將其它實(shí)施方式從本發(fā)明范圍中排除出去。
如本文中所使用的，術(shù)語“包括”和它的變體是非限制性的，因此，內(nèi)容條目的陳述并不是排除也可以用于本發(fā)明的材料、組合物、裝置和方法的其它類似的條目。
概括地說，本發(fā)明提供了作為傳統(tǒng)灰漿替代物的用于直接涂覆于磚石的便利的聚氨酯粘合劑。聚氨酯粘合劑作為約0.065-約0.750英寸的厚度(優(yōu)選約0.125-約0.750英寸的厚度)涂抹料被涂抹到用于連接的砌塊(例如(但并不限定于)石塊，)的表面。在一個實(shí)施方式中，涂抹料是沉積的粘合劑的小珠(或堵縫料)；在另一個實(shí)施方式中，涂抹料是平滑的(或抹平的)粘合劑層；在另外一個實(shí)施方式中，涂抹料是通常符合網(wǎng)狀形式的無規(guī)分散的系列的粘合劑材料微細(xì)的絲。聚氨酯粘合劑的開啟時間(或工作時間)使得在固化前，多個石塊表面能被涂覆聚氨酯粘合劑。在一個實(shí)施方式中，聚氨酯粘合劑由擠壓管中施加。在另一個實(shí)施方式中，泵(或加壓罐)通過軟管(取決于例如結(jié)構(gòu)目標(biāo)的環(huán)境，可以是加熱的或未加熱的)將聚氨酯粘合劑供應(yīng)至涂敷桿(或“槍”)。
在組分上，產(chǎn)物粘合劑基本上(大于最終產(chǎn)物粘合劑的約85重量％)由聚氨酯構(gòu)成。優(yōu)選的添加劑包括叔胺催化劑、消泡劑(用于在固化中抑制泡沫形成的添加劑)、(任選的)抑制劑、(任選的)增塑劑、以及顆粒形式的分散的熱穩(wěn)定劑。當(dāng)催化劑、消泡劑和抑制劑基本能溶解于產(chǎn)物粘合劑中時，分散的熱穩(wěn)定劑以顆粒形式提供；在一些實(shí)施方式中，分散的熱穩(wěn)定劑顆粒具有與納米填料添加劑一致的表面/體積比。在所有的實(shí)施方式中，熱穩(wěn)定劑的粒度是足夠大的，以使得能賦予與預(yù)定閾值(例如，在諸如ASTM E119-00a，“Standard Test Methods for Fire Tests of Building Constructioin andMaterials”的質(zhì)量檢測中規(guī)定的)的質(zhì)量測試中所規(guī)定的)一致的熱穩(wěn)定性，同時，它又是足夠小的，以使得從聚氨酯粘合劑被制成直至聚氨酯粘合劑固化為止熱穩(wěn)定劑能在整個聚氨酯粘合劑保持良好的分散。換句話說，熱穩(wěn)定劑具有足夠大的粒度以在熱應(yīng)力下提供固化的粘合劑足夠的性能，同時，它又是足夠的小，使得不會沉淀(相對于聚氨酯粘合劑的粘度)達(dá)到粘合劑形成液態(tài)分層或在其有效的熱穩(wěn)定性上出現(xiàn)內(nèi)部差異的程度。對于特定的熱穩(wěn)定劑來說，這需要根據(jù)聚氨酯粘合劑的粘度、聚氨酯粘合劑的熱穩(wěn)定性要求和特定熱穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性功效導(dǎo)出最佳的粒度。因此，熱穩(wěn)定劑功能性地提供了在熱應(yīng)力(尤其是在高于環(huán)境溫度的溫度和加熱條件)下的粘合劑的成分耐久性。在這點(diǎn)上，熱穩(wěn)定劑在源于對正在固化或已固化的粘合劑的傳導(dǎo)、對流、輻射熱交換的室溫以上的溫度下，有效地穩(wěn)定粘合劑；熱穩(wěn)定劑還能在有氧化劑存在的情況下，在源于對已固化或固化的粘合劑的傳導(dǎo)、對流或輻射熱交換的高于環(huán)境的溫度下，有效地穩(wěn)定粘合劑，例如在有直接的火焰(例如來自于本生燈)作用在固化的粘合劑的表面時形成情況。
在一個實(shí)施方式中，叔胺催化劑是4，4’-二嗎啉代二乙醚、二(2-二甲基氨基乙基)醚或它們的組合。該催化劑通常以有效的百分比提供在最終的粘合劑中，使得粘合劑在使用的條件下在適當(dāng)?shù)臅r間內(nèi)固化。相應(yīng)地，消泡劑也同樣以有效的百分比提供在最終的粘合劑中，使得粘合劑在使用的條件下在適當(dāng)?shù)臅r間內(nèi)固化，而不會產(chǎn)生破裂的發(fā)泡。
在一個實(shí)施方式中，當(dāng)叔胺催化劑是4，4’-二嗎啉代二乙醚時，在粘合劑中有約0.5-約1.5重量％的4，4’-二嗎啉代二乙醚，當(dāng)叔胺催化劑是二(2-二甲基氨基乙基)醚時，粘合劑中有約0.05-約0.5重量％的二(2-二甲基氨基乙基)醚。當(dāng)這兩種物質(zhì)組合在粘合劑中時，這些數(shù)量被確定為對于粘合劑以上述重量比例用來作為起始值來經(jīng)驗(yàn)確定根據(jù)4，4’-二嗎啉代二乙醚和二(2-二甲基氨基乙基)醚的相對比例的最佳混合時是有用的。
任選的增塑劑是己二酸酯、鄰苯二甲酸酯、苯甲酸酯、環(huán)狀碳酸酯、或這些物質(zhì)的組合。在一些實(shí)施方式中，苯甲酰氯任選在混合和貯存時用于穩(wěn)定粘合劑。在這點(diǎn)上，當(dāng)用于穩(wěn)定來自濕-引誘催化的配制的粘合劑時，苯甲酰氯作為原料是揮發(fā)性和腐蝕性的(盡管其在具有產(chǎn)物粘合劑的最終配方中使用的相對比例的配制的產(chǎn)物粘合劑中并不是揮發(fā)性和/或腐蝕性的)，因此考慮到工業(yè)衛(wèi)生和在粘合劑制備中處理材料的操作技術(shù)人員的安全需要，還需要適當(dāng)?shù)目刂坪吞幚怼Ｔ谝恍?shí)施方式中，如果在粘合劑配制過程中，工藝條件例如通過使用精心的溫度控制和干燥氮?dú)獯祾叨峁┝朔欠磻?yīng)性的環(huán)境，苯甲酰氯抑制劑就不是必須的了。
在一個實(shí)施方式中，聚氨酯粘合劑基劑包含異氰酸酯-多元醇反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)聚物(聚氨酯)作為用于粘合劑的優(yōu)選的異氰酸酯端接的(聚氨酯)預(yù)聚物；然后將約1.3-約6.6重量％的1，2-丙二醇環(huán)狀碳酸酯(增塑劑)、約0.05-約0.4重量％的聚二甲基硅氧烷(消泡劑)、約0.05-約0.4重量％的苯甲酰氯(抑制劑)和約0.5-約1.5重量％的4，4’-二嗎啉代二乙醚(催化劑)的添加劑混合至預(yù)聚物中，形成粘合劑。
在預(yù)聚物種類的概述中，異氰酸酯-多元醇反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)聚物具有約10.5-約19.6％的由約35-約70重量％(基于預(yù)聚物的重量百分比)的異氰酸酯前體和剩余量的羥基端接的多元醇前體反應(yīng)得到的自由NCO。當(dāng)使用叔胺催化劑催化時，NCO基團(tuán)向異氰酸酯前體提供了具有相聯(lián)的異氰酸酯官能度的反應(yīng)性官能團(tuán)。當(dāng)使用叔胺催化劑催化時，OH基團(tuán)向多元醇前體提供了具有相聯(lián)的羥基官能度的反應(yīng)性官能團(tuán)。
優(yōu)選的異氰酸酯前體是異構(gòu)的亞甲基雙(苯基異氰酸酯)、異氰酸酯官能度為2.1-3的多亞甲基多苯基異氰酸酯(也稱為聚合性的MDI)或這些物質(zhì)的組合。優(yōu)選的羥基端接的多元醇前體是羥基官能度為2-4的羥基端接的聚(氧化烯基)多元醇、羥基官能度為2-3的聚酯多元醇、或者這些物質(zhì)的組合。
更詳細(xì)地說，異氰酸酯-多元醇反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)聚物優(yōu)選具有約10.5-約19.6％(更優(yōu)選的是11-16％)的、由基于粘合劑組合物的下列比例的物質(zhì)反應(yīng)得到的自由NCO少于約38.4(更優(yōu)選約22-約35)重量％的異構(gòu)的亞甲基雙(苯基異氰酸酯)、少于約40(更優(yōu)選為約15-37)重量％的平均分子量約280-約400(更優(yōu)選為約290)的多亞甲基多苯基異氰酸酯、少于約35.4(更優(yōu)選為少于32)重量％的平均分子量約425-4000(更優(yōu)選為約1000-2000)的羥基端接的聚(氧化烯基)二醇、少于約45(更優(yōu)選為約15-40)重量％的平均分子量約700-4500(更優(yōu)選為700-1500)的羥基端接的聚(氧化烯基)三醇、少于約35(更優(yōu)選為少于15)重量％的平均分子量約278-568(更優(yōu)選為約291)的羥基端接的聚(氧化烯基)四醇、以及少于約45(更優(yōu)選為約15-35)重量％的平均分子量約500-3200(更優(yōu)選為1000-1500)的羥基端接的聚酯多元醇。在這些實(shí)施方式中，多亞甲基多苯基異氰酸酯優(yōu)選具有約2.3的平均異氰酸酯反應(yīng)官能度，并且，羥基端接的聚(氧化烯基)二醇、羥基端接的聚(氧化烯基)三醇、羥基端接的聚(氧化烯基)四醇和/或聚酯多元醇優(yōu)選具有約2-4的平均的組合的羥基反應(yīng)官能度。
在一些實(shí)施方式中，熱穩(wěn)定劑顆粒添加劑是約0.5-約3.4(更優(yōu)選為約1-約1.5)重量％的平均粒度約7-約16nm的經(jīng)過表面處理的烘制二氧化硅顆粒(也表示為二氧化硅煙霧或“煙霧二氧化硅”)。在另外的實(shí)施方式中，熱穩(wěn)定劑顆粒添加劑是約0.5-約6.5(更優(yōu)選為約1-2.25)重量％的平均粒度約0.07-約0.7微米的碳酸鈣顆粒。只要有最小量的至少一種熱穩(wěn)定劑存在，上述熱穩(wěn)定劑的混合物就可以使用。
在一個實(shí)施方式中，預(yù)聚物由異構(gòu)的亞甲基雙(苯基異氰酸酯)、多亞甲基多苯基異氰酸酯、聚(氧化烯基)二醇、聚(氧化烯基)三醇和羥基端接的聚(氧化烯基)四醇在基本上惰性的氛圍中，于約135-約155的溫度下持續(xù)約2-3小時反應(yīng)而得到。
產(chǎn)物粘合劑的粘度在72下為約5000-200000厘泊(優(yōu)選為約15000-約20000厘泊)。
合成例1在一個實(shí)施方式中，排空反應(yīng)器中的空氣并導(dǎo)入氮?dú)膺M(jìn)行替換，以提供壓力為258.6mm表壓的基本上沒有潮濕的氮?dú)忭敳靠臻g氛圍。向反應(yīng)器中裝入異構(gòu)的亞甲基雙(苯基異氰酸酯)、多亞甲基多苯基異氰酸酯和3重量％的1，2-丙二醇環(huán)狀碳酸酯(增塑劑/稀釋劑)，使得異構(gòu)的亞甲基雙(苯基異氰酸酯)與多亞甲基多苯基異氰酸酯(聚合性MDI)的重量比為約2.33。向反應(yīng)物中加入1重量％的經(jīng)過表面處理的烘制二氧化硅和2重量％的碳酸鈣Ca(CO3)。緩慢攪拌混合物15分鐘，然后向反應(yīng)器中進(jìn)一步緩慢地加入(在攪拌下)聚醚三醇、聚醚二醇、聚二甲基硅氧烷和苯甲酰氯，從而在反應(yīng)器中提供30.9重量％羥基端接的聚(氧化烯基)二醇、15重量％羥基端接的聚(氧化烯基)三醇、0.2重量％聚二甲基硅氧烷和0.2重量％苯甲酰氯。一面持續(xù)攪拌混合，一面加入1重量％4，4-二嗎啉代二乙醚(DMDEE)。反應(yīng)的放熱被用于將反應(yīng)器溫度提高至150。反應(yīng)物的攪拌混合在135-155溫度及258.6mm表壓下持續(xù)2-3小時。
分析反應(yīng)物以確定粘合劑產(chǎn)物聚合物中的自由NCO百分比為11.6-13.6；繼續(xù)反應(yīng)直至NCO百分比在該范圍內(nèi)。
合成例2在另一個合成方式中，在預(yù)混合罐中裝入兩種不同的羥基端接的聚(氧化烯基)三醇，其中的一種為83.3重量％，平均分子量1500，另一種為9.6重量％，平均分子量為700。2.4重量％的經(jīng)過表面處理的烘制二氧化硅熱穩(wěn)定劑顆粒和4.7重量％碳酸鈣Ca(CO3)被加入至多元醇中。在高剪切力下攪拌該混合物，直至二氧化硅和碳酸鈣被包含和/或溶解在多元醇中。
排空反應(yīng)器中的空氣并導(dǎo)入氮?dú)膺M(jìn)行替換，以提供壓力為258.6mm表壓的基本沒有潮氣的氮?dú)獾囊好嫔喜靠臻g氛圍。向反應(yīng)器中加料以向反應(yīng)混合物中提供約39重量％異構(gòu)的亞甲基雙(苯基異氰酸酯)和約61重量％多亞甲基多苯基異氰酸酯。開動反應(yīng)器的攪拌器，為獲得如下面概述中的重量百分比，進(jìn)一步向反應(yīng)器中緩慢加料，首先加入在第一步驟中制備的多元醇預(yù)混合物，然后加入苯甲酰氯和聚二甲基硅氧烷。攪拌得到的混合物15分鐘，然后加入二(2-二甲基氨基乙基)醚催化劑，從而完全配制成粘合劑。在這點(diǎn)上并概括地說，在反應(yīng)器中，將35.41重量％的平均分子量1500的羥基端接的聚(氧化烯基)三醇、4.08重量％的平均分子量700的羥基端接的聚(氧化烯基)三醇、1.00重量％的經(jīng)過表面處理的烘制二氧化硅、2.00重量％的碳酸鈣、22.11重量％的異構(gòu)的亞甲基雙(苯基異氰酸酯)、35.08重量％的多亞甲基多苯基異氰酸酯、0.01重量％的苯甲酰氯、0.24重量％的聚二甲基硅氧烷、以及0.07重量％的二(2-二甲基氨基乙基)醚催化劑混合在一起，提供用于粘合劑配方的成分基礎(chǔ)。然后，反應(yīng)的放熱被用于提高反應(yīng)器溫度至150。反應(yīng)物的混合在135-155溫度及258.6mm表壓下維持2-3小時。
分析反應(yīng)物以確定粘合劑產(chǎn)物聚合物中的自由NCO百分比為13.5-15.5；繼續(xù)反應(yīng)直至NCO百分比在該范圍內(nèi)。
優(yōu)選的實(shí)施方式提供了許多超過傳統(tǒng)灰漿的優(yōu)點(diǎn)。在各種實(shí)施方式中，聚氨酯粘合劑被預(yù)包裝輸送至工作現(xiàn)場，不需要在工作現(xiàn)場制備，并可以以比傳統(tǒng)灰漿少的時間涂敷使用；這些特征節(jié)約了勞動成本。粘合劑在比灰漿短的時間內(nèi)達(dá)到最終固化，減少了磚石結(jié)構(gòu)的總的建造時間。
聚氨酯粘合劑可用于將由大量不同類型的“砌塊”結(jié)合制成的磚石結(jié)構(gòu)，其中，砌塊可以是(例如，但并不限于)任意的石塊、磚頭、巖塊、瓷磚、巖石、鵝卵石或者它們的組合。砌塊必須提供當(dāng)聚氨酯粘合劑固化時粘合的粘結(jié)表面；該粘結(jié)表面是在固化完成后砌塊與聚氨酯粘合劑接觸的表面部分。雖然有許多不同類型的砌塊，但混凝土砌塊和陶瓷磚是建筑結(jié)構(gòu)中使用最頻繁的具體類型。
在使用本文描述的聚氨酯粘合劑的設(shè)想的磚石結(jié)構(gòu)實(shí)施方式中，在磚石連接處的聚氨酯粘合劑的效力，通過砌塊的至少一個粘結(jié)表面的整形而得到提高。在另一個預(yù)定的磚石結(jié)構(gòu)實(shí)施方式中，在連接處的聚氨酯粘合劑的效力通過整形為在一個連接處(例如，但并不限于，在至少兩個砌塊之間的“榫槽”方法)一起作用的多個砌塊的不同粘結(jié)表面的整形而得到提高。在異形的砌塊的一個更具體的實(shí)施方式中，砌體是由砌塊建造的，其中，每一個砌塊根據(jù)一致的尺寸和一致的表面標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整形。這些異形的砌塊方法的例子描述在US專利6226951、4640071、4854097、5575128、5822939和6134853中。
性能實(shí)施例1根據(jù)本文中合成2描述的實(shí)施方式，配置兩個基本相同的代表性的聚氨酯基粘合劑部分。這兩個部分中的一個通過添加有效量的熱穩(wěn)定劑顆粒填料(如在上面合成例2中描述的)進(jìn)行進(jìn)一步配制。在兩種混合物之間進(jìn)行根據(jù)ASTM E72-95的結(jié)構(gòu)有效性比較(配方F表示具有熱穩(wěn)定劑顆粒填料的配方；配方NF表示沒有熱穩(wěn)定劑顆粒填料的的配方)。在比較時，使用每一種粘合劑配方和7.6×7.5×15.6塊的砌塊建造三套混凝土砌塊墻板(97.625英寸×46.75英寸)，具有如下特性最小表殼厚度為1.29英寸、最小腹板厚度為1.00英寸、49.7％的固體、93.4pcf的密度、14.0pcf的吸收率以及4620psi的凈抗壓強(qiáng)度。連續(xù)的粘結(jié)方式被用于沿著砌塊的表殼具有單獨(dú)的1/4英寸小珠的粘合劑的結(jié)構(gòu)。使用有效的粘合劑，使得在涂敷、固化和膨脹后，整個表殼粘結(jié)點(diǎn)被覆蓋，從而在所有砌塊間形成完整的粘結(jié)。所有的6個板在環(huán)境溫度(60-80)下固化(在互相支撐下)10天。然后按照ASTM E 72-95，使用平均分布負(fù)載(通過空氣包系統(tǒng))、測試施加壓力的壓力計、支持墻體的剛性框架和墻板中間點(diǎn)偏轉(zhuǎn)的測試器對墻板折裂進(jìn)行的測試。
破裂數(shù)據(jù)的模量匯總示于表1中。
表1
這些結(jié)果表明，盡管添加熱穩(wěn)定劑顆粒填料使得斷裂模量有少量的減小，但減小的程度很小。此外，348psi的測量平均值是The Building CodeRequirements For Masonry Structures(ACI 530/ASCE5；TMS 402)所規(guī)定的63psi的5.5-5.9倍。
性能實(shí)施例2根據(jù)本文中上面所描述的實(shí)施方式，配制兩個基本相同的代表性的聚氨酯基粘合劑部分，第一個試樣根據(jù)性能實(shí)施例1的配方NF配制，第二個試樣根據(jù)性能實(shí)施例1的配方F配制，不同之處在于0.01重量％苯甲酰氯(如本文上面所述是任選的)。在兩種混合物中之間進(jìn)行熱效能的比較(配方F表示具有熱穩(wěn)定劑顆粒填料的配方；配方NF表示沒有熱穩(wěn)定劑顆粒填料的配方)。
將2.25×3.625×7.625英寸的建筑用磚切割成4等份并精心地制作10個粘結(jié)處(joints)，5個粘結(jié)處使用配方F，5個粘結(jié)處使用配方NF。對于每一個粘結(jié)處而言，總計3.0g的粘合劑被涂敷在粘結(jié)處的每一個建筑用磚部分上的測試面積為2.25×3.625英寸2的接觸面上。然后，用壓舌板使粘合劑鋪展至均勻的厚度。兩個被處理的表面在鋪展操作之后立刻粘結(jié)在一起；然后將得到的粘結(jié)處固化至少8小時(“過夜”)。隨后將本生燈的直接火焰作用在和“穿過”(或“進(jìn)入”)固化的粘結(jié)處2小時，其中粘結(jié)處進(jìn)入口表面放置在燈上約1英寸的地方。然后冷卻粘結(jié)處至少8小時(“過夜”)。使用ATS(Applied TestSystem，Inc)試驗(yàn)機(jī)，在橫梁速度(crosshead speed)為0.200英寸/分鐘的條件下進(jìn)行剪切實(shí)驗(yàn)，測定固化粘合劑的內(nèi)部粘結(jié)強(qiáng)度以及兩個基底之間粘合強(qiáng)度。
在引發(fā)的剪切力作用下粘結(jié)處斷裂時，粘合劑粘結(jié)處的大約2/3面積完全燃燒。在這種情況下，剪切值確定了粘結(jié)處的殘留粘結(jié)特性受到本生燈產(chǎn)生的熱量和火焰作用于火焰處理后殘留的粘結(jié)處的粘合劑部分的組合的影響的程度。表2中示出對來自于每一個填充的或未填充的聚氨酯粘合劑的5個粘合劑粘結(jié)處的剪切試驗(yàn)的結(jié)果。
表2
表3中示出表2的試驗(yàn)結(jié)果的歸納。
表3
由于原始粘合劑粘結(jié)處非常牢固，因此粘合劑粘結(jié)處的強(qiáng)度在該試驗(yàn)方法中的燃燒前無法具體測定；在這點(diǎn)上，基底的失效先于原始粘結(jié)處中的粘結(jié)失效，粘合劑的強(qiáng)度測定基本上學(xué)術(shù)性的，而不能用于實(shí)際應(yīng)用。但是，對于預(yù)燃燒的強(qiáng)度，上述性能實(shí)施例1的結(jié)果表明，未填充的聚氨酯粘合劑顯示出比填充的粘合劑性能略好的性能。因此，在該熱試驗(yàn)中可以推測，具有配方NF的粘結(jié)處的粘結(jié)/內(nèi)聚強(qiáng)度比具有配方F的粘結(jié)處的粘結(jié)/內(nèi)聚強(qiáng)度略好；不過，還應(yīng)當(dāng)指出，在如上所述對粘結(jié)處使用火焰時，配方NF顯示出比配方F較弱的粘結(jié)/內(nèi)聚強(qiáng)度。與配方F粘結(jié)處相比，配方NF粘結(jié)處的較高百分比的粘結(jié)失效和較低的剪切載荷值清楚地表明由熱穩(wěn)定劑顆粒填料產(chǎn)生的耐熱/火焰性能的改善。
此外，在經(jīng)過火焰處理的粘結(jié)處的相反一側(cè)(粘結(jié)處的未受到直接火焰沖擊的一側(cè))上的粘合劑顏色的檢查表明，與固化時和在火焰處理之前的粘合劑的顏色相比，經(jīng)過火焰處理的配方NF粘結(jié)處粘合劑的顏色為淡黃色(表明發(fā)生降解)，而配方F粘結(jié)處粘合劑的顏色基本保持不變。這些視覺的觀察還意味著，配方F粘結(jié)處的粘合劑的固化的粘合劑粘結(jié)處比配方NF粘結(jié)處的粘合劑的固化的粘合劑粘結(jié)處對熱和火焰具有更好的抵抗性能。
本發(fā)明的說明書實(shí)際上僅僅是示范性的，因此在不脫離本發(fā)明要旨情況下的變化也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這樣的變化并不認(rèn)為是脫離了本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于磚石結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)粘合劑，包括(a)聚氨酯粘合劑基劑，所述的基劑構(gòu)成所述結(jié)構(gòu)粘合劑的至少85重量％，使得粘度足以滿足在室溫下珠涂敷所述的結(jié)構(gòu)粘合劑；以及(b)分散遍布所述粘合劑基劑中的熱穩(wěn)定劑顆粒添加劑，所述顆粒添加劑具有足以在涂敷和固化后提供與預(yù)定閾值一致的固化的結(jié)構(gòu)粘合劑熱穩(wěn)定性的平均粒度。
2.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)粘合劑，其中，(a)所述的聚氨酯粘合劑基劑包括(i)由約35-約70重量％(基于所述預(yù)聚物)的異氰酸酯前體和剩余部分的羥基端接的多元醇前體反應(yīng)得到的、具有自由NCO百分比約10.5-約19.6的異氰酸酯—多元醇反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)聚物，其中，所述的異氰酸酯前體選自異構(gòu)的亞甲基雙(苯基異氰酸酯)、異氰酸酯官能度為2.1-3的多亞甲基多苯基異氰酸酯以及這些物質(zhì)的組合，所述的羥基端接的多元醇前體選自羥基官能度為2-4的羥基端接的聚(氧化烯基)多元醇、羥基官能度為2-3的聚酯多元醇以及這些物質(zhì)的組合；(ii)約0.05-約0.4重量％的聚二甲基硅氧烷消泡劑；和(iii)選自4，4’-二嗎啉代二乙醚、二(2-二甲基氨基乙基)醚及它們的組合的叔胺催化劑；(b)所述的熱穩(wěn)定劑顆粒添加劑包括(i)數(shù)量少于所述粘合劑組合物的3.4重量％的、平均粒度約7-約16nm的經(jīng)過表面處理的烘制二氧化硅顆粒；(ii)數(shù)量少于所述粘合劑組合物的6.5重量％的、平均粒度約0.07-約0.7微米的碳酸鈣顆粒；其中(c)在不存在至少0.5重量％的所述碳酸鈣顆粒的情況下，所述的粘合劑組合物包括至少0.5重量％的烘制二氧化硅顆粒；以及(d)在不存在至少0.5重量％的所述烘制二氧化硅顆粒的情況下，所述的粘合劑組合物包括至少0.5重量％的所述碳酸鈣顆粒。
3.權(quán)利要求2的結(jié)構(gòu)粘合劑，還包括約1.3-約10重量％的選自己二酸酯、鄰苯二甲酸酯、苯甲酸酯、環(huán)狀碳酸酯以及這些物質(zhì)的組合的增塑劑。
4.權(quán)利要求2的結(jié)構(gòu)粘合劑，其中，當(dāng)所述的叔胺催化劑是4，4’-二嗎啉代二乙醚時，其含有約0.5-約1.5重量％的4，4’-二嗎啉代二乙醚，當(dāng)所述的叔胺催化劑是二(2-二甲基氨基乙基)醚時，其含有約0.05-約0.5重量％的二(2-二甲基氨基乙基)醚。
5.權(quán)利要求2的結(jié)構(gòu)粘合劑，其中，所述的預(yù)聚物是由異構(gòu)的亞甲基雙(苯基異氰酸酯)、多亞甲基多苯基異氰酸酯、聚(氧化烯基)二醇和聚(氧化烯基)三醇在基本上惰性的氛圍中和約135-約155的溫度下反應(yīng)約2-3小時而得到的。
6.權(quán)利要求2的結(jié)構(gòu)粘合劑，其中，所述的碳酸鈣顆粒的重量百分比基本上是大約0。
7.權(quán)利要求2的結(jié)構(gòu)粘合劑，其中，所述的烘制二氧化硅顆粒的重量百分比基本上是大約0。
8.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)粘合劑，其中，所述的粘度是在72下約為5000-200000厘泊。
9.權(quán)利要求2的結(jié)構(gòu)粘合劑，其中，還包括約0.05-約0.4重量％的苯甲酰氯。
10.一種粘合劑組合物，包括(a)由約35-約70重量％(基于所述的預(yù)聚物)的異氰酸酯前體和剩余部分的羥基端接的多元醇前體反應(yīng)得到的、具有自由NCO百分比約10.5-約19.6的異氰酸酯—多元醇反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)聚物，其中，所述的異氰酸酯前體選自異構(gòu)的亞甲基雙(苯基異氰酸酯)、異氰酸酯官能度為2.1-3的多亞甲基多苯基異氰酸酯以及這些物質(zhì)的組合，所述的羥基端接的多元醇前體選自羥基官能度為2-4的羥基端接的聚(氧化烯基)多元醇、羥基官能度為2-3的聚酯多元醇以及這些物質(zhì)的組合；(b)約0.05-約0.4重量％的聚二甲基硅氧烷消泡劑；(c)選自4，4’-二嗎啉代二乙醚、二(2-二甲基氨基乙基)醚以及它們的組合的叔胺催化劑；(d)少于3.4重量％的、平均粒度約7-約16nm的經(jīng)過表面處理的烘制二氧化硅顆粒；和(e)少于6.5重量％的、平均粒度約0.07-約0.7微米的碳酸鈣顆粒；其中(f)在不存在至少0.5重量％的所述碳酸鈣顆粒的情況下，所述粘合劑組合物包括至少0.5重量％的烘制二氧化硅顆粒；以及(g)在不存在至少0.5重量％的所述烘制二氧化硅顆粒的情況下，所述的粘合劑組合物包括至少0.5重量％的所述碳酸鈣顆粒。
11.權(quán)利要求10的粘合劑組合物，其中，還含有約1.3-約10重量％的選自己二酸酯、鄰苯二甲酸酯、苯甲酸酯、環(huán)狀碳酸酯和這些物質(zhì)的組合的增塑劑。
12.權(quán)利要求10的粘合劑組合物，其中，當(dāng)所述的叔胺催化劑是4，4’-二嗎啉代二乙醚時，其含有約0.5-約1.5重量％的4，4’-二嗎啉代二乙醚，當(dāng)所述的叔胺催化劑是二(2-二甲基氨基乙基)醚時，其含有約0.05-約0.5重量％的二(2-二甲基氨基乙基)醚。
13.權(quán)利要求10的粘合劑組合物，其中，所述的預(yù)聚物是由異構(gòu)的亞甲基雙(苯基異氰酸酯)、多亞甲基多苯基異氰酸酯、聚(氧化烯基)二醇和聚(氧化烯基)三醇在基本上惰性的氛圍中和約135-約155的溫度下反應(yīng)約2-3小時而得到。
14.權(quán)利要求10的粘合劑組合物，其中，所述的碳酸鈣顆粒的重量百分比基本上是大約0。
15.權(quán)利要求10的粘合劑組合物，其中，所述的烘制二氧化硅顆粒的重量百分比基本上是大約0。
16.權(quán)利要求10的粘合劑組合物，其中，所述的粘合劑組合物在72下具有約5000-約200000厘泊的粘度。
17.權(quán)利要求10的粘合劑組合物，其中，還包括約0.05-約0.4重量％苯甲酰氯。
18.磚石結(jié)構(gòu)，包括(a)大量的砌塊，每一個砌塊具有至少一個粘結(jié)表面；和(b)配置用于將一個所述砌塊的粘結(jié)表面與另一個所述砌塊的粘結(jié)表面結(jié)合的固化的粘合劑，所述的固化的粘合劑由下述涂敷的粘合劑固化形成(i)由約35-約70重量％(基于所述的預(yù)聚物)的異氰酸酯前體和剩余部分的羥基端接的多元醇前體反應(yīng)得到的、具有自由NCO百分比約10.5-約19.6的異氰酸酯—多元醇反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)聚物，其中，所述的異氰酸酯前體選自異構(gòu)的亞甲基雙(苯基異氰酸酯)、異氰酸酯官能度為2.1-3的多亞甲基多苯基異氰酸酯以及這些物質(zhì)的組合，所述的羥基端接的多元醇前體選自羥基官能度為2-4的羥基端接的聚(氧化烯基)多元醇、羥基官能度為2-3的聚酯多元醇以及這些物質(zhì)的組合；(ii)約0.05-約0.4重量％的聚二甲基硅氧烷消泡劑；(iii)選自4，4’-二嗎啉代二乙醚、二(2-二甲基氨基乙基)醚和它們的組合的叔胺催化劑；(iv)少于3.4重量％的、平均粒度約7-約16nm的經(jīng)過表面處理的烘制二氧化硅顆粒；和(v)少于6.5重量％的、平均粒度約0.07-約0.7微米的碳酸鈣顆粒；其中(vi)在不存在至少0.5重量％所述碳酸鈣顆粒的情況下，所述的涂敷的粘合劑包括至少0.5重量％的烘制二氧化硅顆粒；以及(vii)在不存在至少0.5重量％所述烘制二氧化硅顆粒的情況下，所述的涂敷的粘合劑包括至少0.5重量％的所述碳酸鈣顆粒。
19.權(quán)利要求18的磚石結(jié)構(gòu)，其中，所述的涂敷的粘合劑還含有約1.3-約10重量％的選自己二酸酯、鄰苯二甲酸酯、苯甲酸酯、環(huán)狀碳酸酯和這些物質(zhì)的組合的增塑劑。
20.權(quán)利要求18的磚石結(jié)構(gòu)，其中，當(dāng)所述的叔胺催化劑是4，4’-二嗎啉代二乙醚時，其含有約0.5-約1.5重量％的4，4’-二嗎啉代二乙醚，當(dāng)所述的叔胺催化劑是二(2-二甲基氨基乙基)醚時，其含有約0.05-約0.5重量％的二(2-二甲基氨基乙基)醚。
21.權(quán)利要求18的磚石結(jié)構(gòu)，其中，所述的預(yù)聚物是由異構(gòu)的亞甲基雙(苯基異氰酸酯)、多亞甲基多苯基異氰酸酯、聚(氧化烯基)二醇和聚(氧化烯基)三醇在基本上惰性的氛圍中和約135-約155的溫度下反應(yīng)約2-3小時而得到。
22.權(quán)利要求18的磚石結(jié)構(gòu)，其中，所述的碳酸鈣顆粒的重量百分比基本上是大約0。
23.權(quán)利要求18的磚石結(jié)構(gòu)，其中，所述的烘制二氧化硅顆粒的重量百分比基本上是大約0。
24.權(quán)利要求18的磚石結(jié)構(gòu)，其中，所述的涂敷的粘合劑在72下具有約5000-約200000厘泊的粘度。
25.權(quán)利要求18的磚石結(jié)構(gòu)，其中，所述的砌塊選自石塊、磚頭、磚、瓷磚、巖石、鵝卵石以及它們的組合。
26.權(quán)利要求18的磚石結(jié)構(gòu)，其中，所述的涂敷的粘合劑作為約0.065-約0.750英寸厚的涂抹料而被涂敷在任意所述的粘結(jié)表面上。
27.一種制備粘合劑組合物的方法，包括(a)使下列物質(zhì)在一起反應(yīng)(i)約35-約70重量％的異氰酸酯前體，其選自異構(gòu)的亞甲基雙(苯基異氰酸酯)、異氰酸酯官能度為2.1-3的多亞甲基多苯基異氰酸酯以及這些物質(zhì)的組合，和(ii)剩余部分的羥基端接的多元醇前體，其選自羥基官能度為2-4的羥基端接的聚(氧化烯基)多元醇、羥基官能度為2-3的聚酯多元醇以及這些物質(zhì)的組合，以便形成具有約10.5-約19.6的自由NCO百分比的異氰酸酯—多元醇反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)聚物；和(b)通過與所述的粘合劑成比例將下列物料混合在一起而形成粘合劑(i)所述異氰酸酯—多元醇反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)聚物，(ii)約0.05-約0.4重量％的聚二甲基硅氧烷消泡劑，(iii)選自4，4’-二嗎啉代二乙醚、二(2-二甲基氨基乙基)醚及它們的組合的叔胺催化劑，(iv)少于3.4重量％的、平均粒度約7-約16nm的經(jīng)過表面處理的烘制二氧化硅顆粒，(v)少于6.5重量％的、平均粒度約0.07-約0.7微米的碳酸鈣顆粒，其中(vi)在不存在至少0.5重量％的所述碳酸鈣顆粒的情況下，所述粘合劑組合物包括至少0.5重量％的烘制二氧化硅顆粒，以及(vii)在不存在至少0.5重量％的所述烘制二氧化硅顆粒的情況下，所述粘合劑組合物包括至少0.5重量％的所述碳酸鈣顆粒。
28.權(quán)利要求27的方法，其中，所述的形成進(jìn)一步包括，向所述的粘合劑中混合約1.3-約10重量％的選自己二酸酯、鄰苯二甲酸酯、苯甲酸酯、環(huán)狀碳酸酯及這些物質(zhì)的組合的增塑劑。
29.權(quán)利要求27的方法，其中，當(dāng)所述的叔胺催化劑是4，4’-二嗎啉代二乙醚時，在所述的形成中混合約0.5-約1.5重量％的4，4’-二嗎啉代二乙醚，當(dāng)所述的叔胺催化劑是二(2-二甲基氨基乙基)醚時，在所述的形成中混合約0.05-約0.5重量％的二(2-二甲基氨基乙基)醚。
30.權(quán)利要求27的方法，其中，所述的反應(yīng)是在基本上惰性的氛圍和約135-約155的溫度下持續(xù)進(jìn)行約2-3小時。
31.權(quán)利要求27的方法，其中，所述的碳酸鈣顆粒的重量百分比基本上是大約0。
32.權(quán)利要求27的方法，其中，所述的烘制二氧化硅顆粒的重量百分比基本是大約0。
33.權(quán)利要求27的方法，其中，所述的粘合劑在72下具有約5000-200000厘泊的粘度。
34.采用權(quán)利要求27的方法制備的粘合劑。
35.一種建造磚石結(jié)構(gòu)的方法，包括(a)使下列物質(zhì)在一起反應(yīng)(i)約35-約70重量％的異氰酸酯前體，其選自異構(gòu)的亞甲基雙(苯基異氰酸酯)、異氰酸酯官能度為2.1-3的多亞甲基多苯基異氰酸酯以及這些物質(zhì)的組合，和(ii)剩余部分的羥基端接的多元醇前體，其選自羥基官能度為2-4的羥基端接的聚(氧化烯基)多元醇、羥基官能度為2-3的聚酯多元醇以及這些物質(zhì)的組合，以便形成具有約10.5-約19.6的自由NCO百分比的異氰酸酯—多元醇反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)聚物；和(b)通過與所述的粘合劑成比例將下述物料混合在一起而形成粘合劑(i)所述的異氰酸酯—多元醇反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)聚物，(ii)約0.05-約0.4重量％的聚二甲基硅氧烷消泡劑，(iii)選自4，4’-二嗎啉代二乙醚、二(2-二甲基氨基乙基)醚和它們的組合的叔胺催化劑，(iv)少于3.4重量％的、平均粒度約7-約16nm的經(jīng)過表面處理的烘制二氧化硅顆粒，(v)少于6.5重量％的、平均粒度約0.07-約0.7微米的碳酸鈣顆粒，其中(vi)在不存在至少0.5重量％的所述碳酸鈣顆粒的情況下，所述粘合劑包括至少0.5重量％的烘制二氧化硅顆粒，并且(vii)在不存在至少0.5重量％的所述烘制二氧化硅顆粒的情況下，所述粘合劑包括至少0.5重量％的所述碳酸鈣顆粒；(c)提供大量的砌塊，每一個砌塊具有至少一個粘結(jié)表面；(d)通過將該粘結(jié)表面與所述粘合劑結(jié)合，把所述的砌塊粘合在一起；和(e)固化所述粘合劑。
36.權(quán)利要求35的方法，其中，所述的形成進(jìn)一步包括，向所述的粘合劑中混合約1.3-約10重量％的選自己二酸酯、鄰苯二甲酸酯、苯甲酸酯、環(huán)狀碳酸酯以及這些物質(zhì)的組合的增塑劑。
37.權(quán)利要求35的方法，其中，當(dāng)所述的叔胺催化劑是4，4’-二嗎啉代二乙醚時，在所述的形成中混合約0.5-約1.5重量％的4，4’-二嗎啉代二乙醚，當(dāng)所述的叔胺催化劑是二(2-二甲基氨基乙基)醚時，在所述的形成中混合約0.05-約0.5重量％的二(2-二甲基氨基乙基)醚。
38.權(quán)利要求35的方法，其中，所述的反應(yīng)是在基本惰性的氛圍和約135-約155的溫度下持續(xù)進(jìn)行約2-約3小時。
39.權(quán)利要求35的方法，其中，所述的碳酸鈣顆粒的重量百分比基本是大約0。
40.權(quán)利要求35的方法，其中，所述的烘制二氧化硅顆粒的重量百分比基本是大約0。
41.權(quán)利要求35的方法，其中，所述的涂敷的粘合劑在72下具有約5000-約200000厘泊的粘度。
42.權(quán)利要求35的方法，其中，所述的砌塊選自石塊、磚頭、磚、瓷磚、巖石、鵝卵石以及它們的組合。
43.權(quán)利要求35的方法，其中，所述的粘合包括，將約0.065-約0.750英寸厚的所述粘合劑的涂抹料涂敷到一個所述的粘結(jié)表面上。
44.通過下述方法建造的磚石結(jié)構(gòu)，包括(a)將下列物質(zhì)在一起反應(yīng)(i)約35-約70重量％的異氰酸酯前體，其選自異構(gòu)的亞甲基雙(苯基異氰酸酯)、異氰酸酯官能度為2.1-3的多亞甲基多苯基異氰酸酯以及它們的組合，和(ii)剩余部分的羥基端接的多元醇前體，其選自羥基官能度為2-4的羥基端接的聚(氧化烯基)多元醇、羥基官能度為2-3的聚酯多元醇以及它們的組合，以便形成具有約10.5-約19.6的自由NCO百分比的異氰酸酯—多元醇反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)聚物；(b)通過將下述物質(zhì)與所述的粘合劑成比例地混合在一起而形成粘合劑(i)所述的異氰酸酯—多元醇反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)聚物，(ii)約0.05-約0.4重量％的聚二甲基硅氧烷消泡劑，(iii)選自4，4’-二嗎啉代二乙醚、二(2-二甲基氨基乙基)醚以及它們的組合的叔胺催化劑，(iv)少于3.4重量％的、平均粒度約7-約16nm的經(jīng)過表面處理的烘制二氧化硅顆粒，和(v)少于6.5重量％的、平均粒度約0.07-約0.7微米的碳酸鈣顆粒，其中(vi)在不存在至少0.5重量％的所述碳酸鈣顆粒的情況下，所述的粘合劑包括至少0.5重量％的烘制二氧化硅顆粒，以及(vii)在不存在至少0.5重量％的所述烘制二氧化硅顆粒的情況下，所述粘合劑包括至少0.5重量％的所述碳酸鈣顆粒；(c)提供大量的砌塊，每一個砌塊具有至少一個粘結(jié)表面；(d)通過將這些該粘結(jié)表面與所述粘合劑結(jié)合，把所述的砌塊粘合在一起；和(e)固化所述的粘合劑。
45.權(quán)利要求44的磚石結(jié)構(gòu)，其中，所述的形成還包括，向所述的粘合劑中混合約1.3-約10重量％的選自己二酸酯、鄰苯二甲酸酯、苯甲酸酯、環(huán)狀碳酸酯及這些物質(zhì)的組合的增塑劑。
46.權(quán)利要求44的磚石結(jié)構(gòu)，其中，當(dāng)所述的叔胺催化劑是4，4’-二嗎啉代二乙醚時，在所述的形成中混合約0.5-約1.5重量％的4，4’-二嗎啉代二乙醚，當(dāng)所述的叔胺催化劑是二(2-二甲基氨基乙基)醚時，在所述的形成中混合約0.05-約0.5重量％的二(2-二甲基氨基乙基)醚。
47.權(quán)利要求44的磚石結(jié)構(gòu)，其中，所述的反應(yīng)是在基本上惰性的氛圍中和約135-約155的溫度下持續(xù)進(jìn)行約2-3小時。
48.權(quán)利要求44的磚石結(jié)構(gòu)，其中，所述的碳酸鈣顆粒的重量百分比基本上是大約0。
49.權(quán)利要求44的磚石結(jié)構(gòu)，其中，所述的烘制二氧化硅顆粒的重量百分比基本上是大約0。
50.權(quán)利要求44的磚石結(jié)構(gòu)，其中，所述的涂敷的粘合劑在72下具有約5000-約200000厘泊的粘度。
51.權(quán)利要求44的磚石結(jié)構(gòu)，其中，所述的砌塊選自石塊、磚頭、磚、瓷磚、巖石、鵝卵石以及它們的組合。
52.權(quán)利要求44的磚石結(jié)構(gòu)，其中，所述的粘合包括，將約0.065-約0.750英寸厚的所述粘合劑的涂抹料涂敷到一個所述的粘結(jié)表面上。
53.一種結(jié)構(gòu)粘合劑，包括(a)異氰酸酯端接的聚氨酯預(yù)聚物，所述的預(yù)聚物具有約10.5-約19.6的自由NCO百分比；和(b)下述的熱穩(wěn)定劑顆粒添加劑(i)少于3.4重量％的、平均粒度約7-約16nm的經(jīng)過表面處理的烘制二氧化硅顆粒；(ii)少于6.5重量％的、平均粒度約0.07-約0.7微米的碳酸鈣顆粒；其中(iii)在不存在至少0.5重量％的所述碳酸鈣顆粒的情況下，所述的粘合劑包括至少0.5重量％的烘制二氧化硅顆粒，以及(iv)在不存在至少0.5重量％的所述烘制二氧化硅顆粒的情況下，所述粘合劑包括至少0.5重量％的所述碳酸鈣顆粒；
全文摘要
本發(fā)明涉及用于磚石結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)粘合劑，該粘合劑具有含有分散的熱穩(wěn)定劑顆粒添加劑的聚氨酯粘合劑基劑，所述熱穩(wěn)定劑顆粒添加劑的平均粒度足以在涂敷和固化后有利地提供與預(yù)定閾值一致的固化結(jié)構(gòu)粘合劑熱穩(wěn)定性。聚氨酯基劑構(gòu)成結(jié)構(gòu)粘合劑的至少約85重量％，使得粘度足以在室溫下珠涂敷該結(jié)構(gòu)粘合劑。
文檔編號C08K3/00GK1871185SQ200480031391
公開日2006年11月29日 申請日期2004年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月31日
發(fā)明者阿布·哈謝姆·莫拉 申請人:伊利諾斯器械工程公司