Полиуретановые системы, имеющие способность окрашиваться без оседания и безгрунтовочную адгезию на бетон - RU2608485C2

Описание

Полиуретаны имеют подходящие свойства для многих полезных продуктов, включая высокоэластичные герметики, полученные реакцией гидрокси-функциональных компонентов с изоцианат-функциональными компонентами. Полиуретаны имеют применение как высокоэффективные герметики, имеющие высокую растяжимость и низкий модуль и являются подходящими для коммерческого строительства и конструирования для внешнего уплотнения.

Желательно, чтобы герметик демонстрировал тиксотропию для достаточной текучести в смешивании и применении, но сопротивление текучести или оседания после нанесения на вертикальные поверхности подложки. Герметики, которые можно нанести пистолетом, подходящие для нанесения, применяя пистолет для нанесения герметиков, проявляют свойства отсутствия оседания, являясь существенно свободными от или сопротивлялись оседанию или усадке после нанесения на вертикальные поверхности подложки. Известные способы увеличения свойств против оседания полиуританового герметика или адгезивных композиций могут иметь недостатки. Добавки против оседания, такие как полиамины, первичные или вторичные амины и диамины, реагируют с изоцианатными группами и, поэтому, полиуритановые продукты, сформированные с такими добавками, имеют ограниченную стабильность при хранении, которая влияет на их пригодность. Другие способы улучшения рабочих характеристик отсутствия оседания включают применение касторового масла, амида или других тиксотропных продуктов. Однако, свойства отсутствия оседания таких составов могут негативно сказываться после смешивания с высокой силой сдвига, и такие композиции имеют короткую "жизнеспособность" или рабочий период из-за очень высокой реактивности большинства аминовых соединений по отношению к изоцианатам. Включение наполнителей, чтобы увеличить сопротивление оседанию, также увеличивает вязкость компонентов, включая наполнитель, и усложняет смешивание компонентов и затем распределение состава на подложке. Известно добавление пасты из мочевины, полученной смешиванием ароматического изоцианата и первичного амина, такого как бутиламин, в односоставную или двухсоставную системы для получения рабочих характеристик отсутствия оседания и адгезии и для увеличения терпимости к большей силе сдвига. Однако паста из мочевины является тяжелой для производства, требующая высокоскоростного измельчения во время этапа получения, чтобы устранить зернистые частицы, и представляет собой дополнительный этап в процессе.

Таким образом, существует необходимость высоких рабочих характеристик, строительного герметика из двух частей, который проявляет сопротивление оседанию непосредственно после смешивания двух частей, Части А (Основа) и Части В (Активатор). Есть также потребность в отсутствии оседания строительного герметика из двух частей, в котором компоненты основы и активатора обладают достаточно низкой вязкостью для легкого смешивания и нанесения. Также желательно, чтобы строительный герметик из двух частей проявлял безгрунтовочную адгезию на бетонные поверхности и способность окрашиваться при отсутствии грунтовочного покрытия, таким образом, устраняя стадии грунтовки бетона перед нанесением герметика и грунтовки герметика перед нанесением лакокрасочного покрытия. Также желательно, чтобы строительный герметик имел свойства низкого модуля и высокую растяжимость для высокой способности движения.

Обеспечен Строительный герметик или адгезив, состоящий из двух частей, включающий компонент основы Части А и компонент активатора Части В, где Часть А включает эпоксисилан, соединение меламина, и полиол; и Часть В включает преполимерный продукт реакции, включающий остаточные группы ксиленола или ксиленола и добавочного полиола и полимерный изоцианат или полимерный изоцианат и ароматический диизоцианат.

В определенных вариантах осуществления, герметик или адгезив проявляет, по меньшей мере, одну адгезию лакокрасочного покрытия по меньшей мере около 3В, при тестировании согласно ASTM D3359, величина отсутствия оседания около 0.0-0.1 B/S, при тестировании согласно ASTM D-2202, безгрунтовочную адгезию на бетон по меньшей мере около 22.2 Н (5 фунт-сила), при тестировании согласно ASTM С794, 100% модуль меньше чем около 970 кПа (140 фунт/кв. дюйм), при тестировании согласно ASTM D412 и растяжимость при разрыве около 200% или выше, при тестировании согласно ASTM D412. В конкретных вариантах осуществления, герметик или адгезив проявляет безгрунтовочную адгезию на бетон от около 44.4 Н (10 фунт-сила) до около 130 Н (30 фунт-сила), 100% модуль от около 275 кПа (39.9 фунт/кв. дюйм) до около 938 кПа (136 фунт/кв. дюйм), и растяжимость при разрыве от около 209 до около 485%, при тестировании согласно стандартам, отмеченным выше.

В целях иллюстрации, но не ограничиваясь ими, эпоксисилан может включать, по меньшей мере, один 3-глицидоксипропил триметоксисилан, 3-глицидоксипропилтриэтоксисилан, 3-глицидоксипропил метилдиметоксисилан, 3-глицидоксипропилметилдиэтоксисилан, бета-(3,4-эпоксициклогексил)этил-триметоксисилан, бета-(3,4-эпоксициклогексил)этилтриэтоксисилан или их смеси. В определенных вариантах осуществления, эпоксисилан включает 3-глицидоксипропилтриметокси-силан.

В определенных вариантах осуществления, соединение меламина включает, по меньшей мере, одну гексаметоксиметилмеламинформальдегидную смолу; пентаметоксиметил меламинформальдегидную смолу; гексаметокси н-бутил/метил меламинформальдегидную смолу; пентаметокси метил/н-бутил меламинформальдегидную смолу; метильную меламинформальдегидную смолу иминотипа; н-бутильную меламинформальдегидную смолу метилольного типа; или их смеси.

В определенных вариантах осуществления, ксиленольный компонент может включать, по меньшей мере, один 2,5-ксиленол, 2,4-ксиленол, 2,6-ксиленол, 2,3-ксиленол, 3,4-ксиленол, 3,5-ксиленол или их смеси.

В определенных вариантах осуществления, полиольный компонент Части А включает, по меньшей мере, один диол, триол или тетрол с номинальной средней молекулярной массой между 1,000 и 6,000 или их смеси. Молекулярная масса может быть вычислена при помощи формулы на основе гельпроникающей хроматографии (ГПХ). В определенных вариантах осуществления, диол, триол или тетрол Части А включает, по меньшей мере, один полиетер или полиэстер триол. В определенных вариантах осуществления, диол, триол или тетрол Части А включает, по меньшей мере, один первичный гидроксильный конечный полиол.

В целях иллюстрации, но не ограничивая их, диол или триол или тетрол включает, по меньшей мере, один полиэтерполиол, пропоксилированный этилендиамин полиол, полипропиленгликоль, пропиленоксидный аддукт глицерина или основанный на амине полиэтерполиол.

В определенных вариантах осуществления, подходящие диолы, триолы или тетролы могут включать, но не ограничены ими, Pluracol® 726 и Pluracol® P1010, которые коммерчески доступны от BASF Corporation. Полиол Pluracol® 726 представляет собой пропиленоксидный аддукт глицерина, с молекулярной массой 3,000, имеющий номинальную функциональность 3, и гидроксильное число 57-59, доступный от BASF Corporation, Wyandotte, MI. Полиол Pluracol® P1010 представляет собой полипропиленгликоль с молекулярной массой 1,000, сформированный путем добавления пропиленоксида к пропиленгликолевому ядру, имеющий номинальную функциональность 2, и гидроксильное число 102-112, доступный от BASF Corporation, Wyandotte, MI. В определенных вариантах осуществления, диол или триол или тетрол могут включать Multranol® 9168, полиэтерполиол от Bayer Material Science, имеющие молекулярную массу 3,740 и функциональность 4. В определенных вариантах осуществления, триол представляет собой Pluracol® 220 от BASF Corporation (Wyandotte, MI), первичный гидроксильный конечный полиол с номинальной молекулярной массой 6,000, имеющий номинальную функциональность 3 и гидроксилыюе число (мг КОН/гм) 25.6-27.6. В определенных вариантах осуществления, Часть А дополнительно включает, по меньшей мере, один пиперазин, этилендиамин, нафталиндиамин или их смеси. В определенных вариантах осуществления, Часть А дополнительно включает пластификатор. В определенных вариантах осуществления, пластификатор может включать сложный эфир дипропил гептил фталовой кислоты, диизооктил фталат, диизононил фталат, диизодецил фталат, и/или сложный диизонониловый эфир 1,2-циклогександикарбоновой кислоты.

Часть В включает изоцианатный конечный преполимерный продукт реакции, который включает, по меньшей мере, один: i) продукт реакции ксиленола и полимерного изоцианата; ii) продукт реакции полиола и ароматического диизоцианата с промежуточным продуктом реакции ксиленола и полимерного изоцианата; iii) продукт реакции ксиленола и полимерного изоцианата с промежуточным продуктом реакции полиола и ароматического диизоцианата; iv) продукт реакции ксиленола, полиола, полимерного изоцианата и ароматического диизоцианата; или v) продукт реакции ксиленола с промежуточным продуктом реакции полиола и ароматического диизоцианата.

В определенных вариантах осуществления, преполимерный продукт реакции компонента активатора Части В включает промежуточный преполимер, катализированный металлическим или металлорганическим катализатором, необязательно оловосодержащим или висмут-содержащим катализатором или их смесями. В целях иллюстрации, но не ограничивая их, в определенных вариантах осуществления, продукт реакции компонента активатора Части В катализирован амин-содержащим катализатором. Необязательно, компонент активатора Части В может дополнительно включать по меньшей мере один эпоксисилан или смесь, по меньшей мере, одного эпоксисилана и по меньшей мере, одного соединения меламина.

В определенных вариантах осуществления, компонент ароматического диизоцианата Части В преполимера, в целях иллюстрации, но не ограничивая их, может включать, по меньшей мере, один толуол диизоцианаты (TDI), метилен дифенил диизоцианаты (MDI), фенилен диизоцианат, дифенилметан диизоцианат, полифенилметан полиизоцианат (Полимерный MDI), нафталин диизоцианат, трифенилметан триизоцианат, дифенил сульфон диизоцианат, димеры и/или тримеры этих диизоцианатов или их смеси.

В целях иллюстрации, но не ограничивая их, в определенных вариантах осуществления, ароматический диизоцианат может включать, по меньшей мере, один толуол 2,4-диизоцианат, толуол 2,6-диизоцианат, нафтилен 1,5-диизоцианат, 4,4'-метилен дифенил диизоцианат, 2,4'-метилен дифенил диизоцианат, уретодион диизоцианат, гексагидротолилен диизоцианат (и изомеры), 1-метоксифенил-2,4-диизоцианат, дифенилметан-4,4'-диизоцианат, 4,4'-бифенилен диизоцианат, 3,3'-диметокси-4,4'-бифенил диизоцианат, 3,3'-диметил-4,4'-бифенил диизоцианат; и 3,3'-диметилдифенилметан-4,4'-диизоцианат, димеры и/или тримеры этих изоцианатов или их смеси. В определенных вариантах осуществления, компонент ароматического диизоцианата Части В преполимера могут включать толуол диизоцианат (TDI), метилен дифенил диизоцианат (MDI) или их смеси.

В целях иллюстрации, но не ограничивая их, в определенных вариантах осуществления, диизоцианат представляет собой толуол диизоцианат (TDI) который представляет собой 80%-20% смесь 2,4 и 2,6 изомеров толуол диизоцианата, коммерчески доступный как Lupranate® Т80 от BASF Corporation. В определенных вариантах осуществления, изоцианат представляет собой чистый 2,4 дифенилметан диизоцианат, коммерчески доступный как Lupranate® MI от BASF Corporation. В определенных вариантах осуществления, изоцианат представляет собой несодержащий растворителя полимерный метилен дифенил диизоцианат (MDI) с функциональностью приблизительно 2.3, который содержит относительно высокий уровень чистого MDI, коммерчески доступный как Lupranate® М10 от BASF Corporation.

В целях иллюстрации, но не ограничивая их, полиольный компонент Части В может включать, по меньшей мере, один диол, триол или тетрол с номинальной средней молекулярной массой между 1,000 и 6,000. В определенных вариантах осуществления, теоретический % NCO Части В находится в диапазоне от около 2 до около 10%, как измерено титрованием 0.1N HCl, применяя автотитратор, соответственно с ASTM D-2572-90 (Способ тестирования Изоцианатных групп в Уретановых Преполимерах).

В определенных вариантах осуществления, полиольный компонент Части В может включать, по меньшей мере, один полиэстерполиол или полиэтерполиол. В целях иллюстрации, но не ограничивая их, полиол может включать, по меньшей мере, один Pluracol® 726 и Pluracol® Р1010, которые коммерчески доступны от BASF Corporation, которые описаны детально выше.

Полиэтерполиолы могут быть сформированы с инициатором, как известно в уровне техники, и могут представлять собой, по меньшей мере, один, но не ограничены ими, этиленгликоль, диэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, бутандиол, глицерин, триметилолпропан, триэтаноламин, пентаэритритол или сорбитол. 1,4-Бутандиол может быть применен в качестве удлинителя цепи в синтезе уретанового преполимера.

В определенных вариантах осуществления, Часть В дополнительно включает пластификатор. В определенных вариантах осуществления, пластификатор может включать дипропил гептил фталатный сложный эфир.

В определенных вариантах осуществления, Часть А дополнительно может включать, по меньшей мере, один любой из компонентов, таких как общепринятые коммерчески доступный катализатор, неорганический наполнитель, красящее вещество, антиоксидант, абсорбент ультрафиолетовых лучей, промотор адгезии, оксид кальция, расширяющиеся микросферы, включая продукты Expancel®, доступные от AkzoNobel, ускорители сушки покрытия или их смеси. В определенных вариантах осуществления, Часть А дополнительно может включать, по меньшей мере, один любой из компонентов таких как общепринятые, коммерчески доступные органические наполнители, удлинители цепи, УФ-стабилизаторы, светостабилизаторы, фунгициды, вещества против плесени, биоциды, замедлители горения, поверхностные добавки, растворители, минеральные масла, диспергирующие агенты, пеногасители, стабилизаторы хранения, латентные упрочнители, замедлители отверждения, антивспенивающие агенты, растворители или их смеси.

В определенных вариантах осуществления, общее количество таких добавок может составлять от около 10 до около 55 массовой доли; и в определенных вариантах осуществления от около 30 до около 50 массовой доли, в пересчете на общую массу состава Части А.

В качестве примера, но не ограничиваясь ими, составы герметика и адгезива могут содержать от 0 до около 5 массовой доли УФ-абсорбентов, от 0 до 5 массовой доли антиоксидантов, от 0 до около 2 массовой доли веществ против плесени, от 0 до около 2 массовой доли биоцидов, от 0 до около 2 массовой доли фунгицидов, от 0 до около 20 массовой доли замедлителей огня или пламени, от 0 до около 10 массовой доли пигментов, от 0 до около 2 массовой доли катализаторов, от 0 до около 5 массовой доли промоторов адгезии, от 0 до около 10 массовой доли добавок, повышающих текучесть, и выравнивающих добавок, от 0 до около 2 массовой доли смачивающих агентов, от 0 до около 2 массовой доли антивспенивающих агентов, от 0 до около 2 массовой доли стабилизаторов хранения, от 0 до около 10 массовой доли латентных упрочнителей, от 0 до около 30 массовой доли пластификаторов, от 0 до около 5 массовой доли диспергирующих агентов, от 0 до около 10 массовой доли растворителей, и в определенных вариантах осуществления от 3 до около 10 массовой доли растворителей, от около 20 до около 50 массовой доли наполнителей, от около 0 до около 5 (0 до около 5) массовой доли ускорителей сушки покрытия, и/или от 0 до около 5 массовой доли модификаторов реологии.

В целях иллюстрации, но не ограничиваясь ими, пластификатор может включать сложный эфир или сложный диэфир адипиновой кислоты, азелаиновой кислоты, себациновой кислоты, сульфокислоты, тримеллитовой кислоты, фосфокислоты, фумаровой кислоты или малеиновой кислоты или их смеси. В целях иллюстрации, но не ограничиваясь ими, пластификатор может включать, по меньшей мере, один диоктил адипат, 2-этилгексил адипат, диизононил адипат или диизодецил адипат, ди(2-этилгексил)азелаинат, ди(2-этилгексил)себацинат, фенил алкилсульфонаты, три(2-этилгексил)тримеллитат, трифенил фосфат, трикрезил фосфат, триксиленил фосфат, крезил дифенил фосфат, ксиленил дифенил фосфат, бутил фумарат, бис(2-метилпропил) фумарат, диизобутил фумарат или бис(2-этилгексил) фумарат, диметил малеат или диэтил малеат, ди-(2-пропил гептил) фталат или их смеси. Пластификатор может включать Palatinol® DPHP (ди-(2-пропил гептил) фталатный сложный эфир) от BASF Corporation. Количество пластификатора, применяемое в некоторых вариантах осуществления, может составлять от около 0% до около 8%, в определенных вариантах осуществления, от около 2% до около 7 мас.%, в пересчете на общую массу преполимера.

В определенных вариантах осуществления, в составах адгезива или герметика также могут применяться промоторы адгезии. В целях иллюстрации, но не ограничивая их, промоторы адгезии могут включать, но не ограничены ими, по меньшей мере, один 2-аминоэтил-диметилметоксисилан, 6-аминогексил-трибутоксисилан, 3-аминопропил-триметоксисилан, 3-аминопропил-триэтоксисилан, 3-аминопропил-метилдиметоксисилан, 3-аминопропил-метилдиэтоксисилан, 5-аминопентил-триметоксисилан, 5-аминопентил-триэтоксисилан, 3-аминопропил-триизопропоксисилан, γ-меркаптопропилтриметоксисилан, γ-меркаптопропил-триэтоксисилан, γ-уреидопропилтриметоксисилан, γ-уреидопропилтриэтоксисилан, 1-[3-(триметоксисилил)пропил]мочевину, 1-[3-(триэтоксисилил)пропил]мочевину, [3-(2-аминоэтиламино)пропил]триметоксисилан, [3-(2-аминоэтиламино)пропил]триэтокси-силан, 3-(фениламино)пропил-триметоксисилан, 3-(фениламино)пропил-триэтоксисилан, бис[3-(триметоксисилил)пропил] амин, бис[3-(триэтоксисилил)пропил]амин, 3-меркаптопропил-метилдиметоксисилан, 3-меркаптопропил-метилдиэтоксисилан, [3-(2-аминоэтиламино)пропил]метил диметоксисилан, [3-(2-аминоэтиламино)пропил]метил диэтоксисилан или их комбинации.

В определенных вариантах осуществления, в Части А или Части В составов адгезива или герметика могут применяться один или больше стабилизаторов хранения, включая, но не ограничены ими, п-толуол сульфанил изоцианат (PTSI).

В определенных вариантах осуществления, могут применяться один или больше общепринятых катализаторов, которые ускоряют изоцианат-полиольную реакцию. В определенных вариантах осуществления, могут применяться один или больше общепринятых третичных аминовых катализаторов. В целях иллюстрации, но не ограничивая их, третичные амины могут включать триэтилендиамин, диметилэтаноламин, триэтаноламин, N-этил морфолин, N-метилдициклогексиламин, N,N-диметил циклогексиламин, N,N,N',N'-тетраметил-1,3-бутандиамин, эфир и тому подобное. Подходящие третичные аминовые катализаторы могут включать Dabco 33LV, доступный от Air Products & Chemicals, Inc., катализатор Dabco T-12 или их смеси.

Количество катализаторов, если они применяются, может быть в определенных вариантах осуществления от около 0.02 до около 1 массовой доли и в определенных вариантах осуществления от около 0.06 до около 0.4 массовой доли, в пересчете на общую массу преполимера.

В определенных вариантах осуществления, чтобы избежать включения воды во время обработки, в состав могут быть включены оксид щелочноземельного металла, такой как оксид кальция или сульфат кальция, в качестве дегидратирующей добавки, т.е., ускоритель сушки покрытия, для захватывания воды в составе. В целях иллюстрации, но не ограничивая их, ускоритель сушки покрытия может включать п-толуол сульфанил изоцианат (PTSI). Количество обычно применяемого ускорителя сушки покрытия может составлять обычно от около 0.05% до около 3%, в определенных вариантах осуществления, около 0.1% до около 1 мас.%, в пересчете на общую массу преполимера.

Добавочные компоненты полиуретанового герметика и адгезива могут быть включены отдельно или могут быть скомбинированы с любым компонентом реакции. Добавочные компоненты могут быть смешаны общепринятыми способами, такими как в инертной, сухой атмосфере. Компоненты могут быть смешаны вместе все сразу (на "одной стадии" процесса); альтернативно, некоторые компоненты и/или порции компонентов могут быть смешаны вместе в одной операции (или "стадии"), с другими компонентами и/или порциями компонентов, добавленными на дополнительной стадии или стадиях.

В определенных вариантах осуществления, вязкость герметика или адгезива может находиться в диапазоне от 500 Па⋅с (5,000 пуаз) до 3,500 Па⋅с (35,000 пуаз) при 24°C (72°F), и в определенных вариантах осуществления от 600 Па⋅с (6,000 пуаз) до 1,500 Па⋅с (15,000 пуаз) при 24°C (72°F), как измерено вискозиметром Брукфилда.

Также обеспечен способ получения строительного герметика или адгезива, состоящего из двух частей, включающий Часть А и Часть В, описанные выше, способ включает, а) обеспечение компонента основы Части А и компонента активатора Части В, и б) смешивание компонента активатора Части В с компонентом основы Части А, чтобы сформировать продукт реакции герметика или адгезива.

В определенных вариантах осуществления, компонент активатора Части В составлен путем а) обеспечения ксиленола и полимерного изоцианата, и б) смешивания ксиленола с полимерным изоцианатом, чтобы сформировать изоцианат - конечный преполимерный продукт реакции.

В определенных вариантах осуществления, компонент активатора Части В составлен путем а) обеспечения ксиленола, полимерного изоцианата, по меньшей мере одного полиола, и по меньшей мере, одного ароматического диизоцианата, б) смешивания ксиленола с полимерным изоцианатом, чтобы сформировать промежуточный продукт реакции, и в) смешивания полиола и ароматического диизоцианата с промежуточным продуктом реакции, чтобы сформировать изоцианат - конечный преполимерный продукт реакции.

В определенных вариантах осуществления, компонент активатора Части В составлен путем а) обеспечения ксиленола, полимерного изоцианата, по меньшей мере одного полиола, и по меньшей мере, одного ароматического диизоцианата, б) смешивания полиола и ароматического диизоцианата, чтобы сформировать промежуточный продукт реакции, и в) смешивания ксиленола и полимерного изоцианата с промежуточным продуктом реакции, чтобы сформировать изоцианат - конечный преполимерный продукт реакции.

В определенных вариантах осуществления, компонент активатора Части В составлен путем а) обеспечения ксиленола, полимерного изоцианата, по меньшей мере одного полиола, и по меньшей мере, одного ароматического диизоцианата, б) смешивания ксиленола, полимерного изоцианата, полиола, и ароматического диизоцианата, чтобы сформировать изоцианат - конечный преполимерный продукт реакции.

В определенных вариантах осуществления, компонент активатора Части В составлен путем а) обеспечения ксиленола, по меньшей мере одного полиола, и по меньшей мере одного ароматического диизоцианата, б) смешивания полиола и ароматического диизоцианата, чтобы сформировать промежуточный продукт реакции, и в) смешивания ксиленола с промежуточным продуктом реакции, чтобы сформировать изоцианат - конечный преполимерный продукт реакции.

Необязательно, компонент активатора Части В вышеописанных вариантов осуществления дополнительно может включать, по меньшей мере, один эпоксисилан или смесь, по меньшей мере, одного эпоксисилана и по меньшей мере, одного соединения меламина.

В определенных вариантах осуществления, полиуретановые герметики или адгезивы, являющиеся подходящими для адгезионного связывания подложек, включают, но не ограничены ими, по меньшей мере, один материал как бетон, камень, металл, керамика, стекло, пластик, дерево, асфальт, термопластические материалы, термореактивные материалы, резина или композитные материалы.

В целях иллюстрации, но не ограничивая их, полиуретановые герметики или адгезивы являются подходящими для нанесения на подложки путем разбрызгивания, нанесения кистью, нанесения роликом, выдавливания, нанесения скребком, нанесения с помощью мастерка или их комбинации.

Улучшенные характеристики обычно получают для чистых и сухих поверхностей подложки. Подготовка поверхностей перед нанесением герметика может включать этапы как водоструйная очистка, пескоструйная очистка, очистка и сушка бетонных поверхностей, очистка металлических поверхностей органическими растворителями, зачистка и протирание органическим растворителем композитных поверхностей, протравливание пламенем пластиковых поверхностей, и тому подобное. При нанесении на подложку, в определенных вариантах осуществления, полиуретановый герметик обеспечен так, что имеет толщину, по меньшей мере, около 0.64 см (0.25 дюйма). В других вариантах осуществления, полиуретановый герметик имеет толщину от около 0.64 см (0.25 дюйма) до около 3.2 см (1.25 дюйма).

В определенных вариантах осуществления обеспечен полиуретановый герметик или адгезив, где герметик или адгезив может иметь 100-процентный модуль меньше чем около 1,030 кПа (150 фунт/кв. дюйм). В других вариантах осуществления, полиуретановый герметик может иметь 100-процентный модуль от около 275 кПа (40 фунт/кв. дюйм) до около 830 кПа (120 фунт/кв. дюйм). В еще других вариантах осуществления, полиуретановый герметик может иметь 100-процентный модуль от около 345 кПа (50 фунт/кв. дюйм) до около 690 кПа (100 фунт/кв. дюйм).

В определенных вариантах осуществления, полиуретановый герметик может иметь сопротивление растяжению около 550 кПа (80 фунт/кв. дюйм) или выше. В других вариантах осуществления, полиуретановый герметик может иметь сопротивление растяжению около 690 кПа (100 фунт/кв. дюйм) или выше. В еще других вариантах осуществления, полиуретановый герметик может иметь сопротивление растяжению около 970 кПа (140 фунт/кв. дюйм) или выше.

В определенных вариантах осуществления, полиуретановый герметик может иметь растяжимость при разрыве около 150 процентов или выше. В других вариантах осуществления, полиуретановый герметик может иметь растяжимость около 200 процентов или выше. В еще других вариантах осуществления, полиуретановый герметик может иметь растяжимость около 300 процентов или выше.

Герметик или адгезив задачи изобретения обеспечивает отличную способность окрашиваться, определенную как высокий уровень адгезии между герметиком и нанесенным лакокрасочным покрытием, которая может быть измерена при помощи ASTM D 3359. В определенных вариантах осуществления, продукт реакции полиуретанового герметика способен окрашиваться так, что лакокрасочное покрытие прилипает на поверхности герметика при норме по меньшей мере 3В, при тестировании согласно испытания адгезии лакокрасочного покрытия ASTM D3359. В целях иллюстрации, но не ограничивая их, лакокрасочное покрытие могут представлять собой, по меньшей мере, одно латексное лакокрасочное покрытие, лакокрасочное покрытие на основе органических растворителей или лакокрасочное покрытие без растворителей. Полиуретановые герметики, сделанные согласно предшествующему описанию, демонстрируют свойства отсутствия оседания, безгрунтовочную адгезию на бетон, хорошую адгезия лакокрасочного покрытия, низкий модуль, и высокую растяжимость для строительных герметиков.

Ранее не было известно предоставление двухкомпонентных полиуретановых систем, имеющих свойства отсутствия оседания, безгрунтовочную адгезию на бетон, хорошую адгезию лакокрасочного покрытия, низкий модуль, и высокую растяжимость, с адгезией лакокрасочного покрытия, по меньшей мере около 3В, при тестировании согласно ASTM D3359, величиной отсутствия оседания около 0.0-0.1 B/S, при тестировании согласно ASTM D-2202, (то есть, применяя Frazier (Boeing) Flow Test Jig, т.е. Boeing Slump Gage или Jig, где 0.0 = нет усадки, 0.254 = усадка 0.254 см (0.1 = усадка 0.1 дюйм), и безгрунтовочную адгезию на бетон по меньшей мере около 22.2 Н (5 фунт-сила), при тестировании согласно ASTM С794. Это было достигнуто, применяя в определенных вариантах осуществления, как Часть А Основы по меньшей мере строительного герметика или адгезива, состоящего из двух частей, эпоксисилан, соединение меламина, и полиол, и как Часть В Активатора, ксиленол и изоцианат - конечный преполимер ароматического диизоцианата и полиола. Необязательно Часть В может включать эпоксисилан или смесь эпоксисилана и соединения меламина.

В определенных вариантах осуществления, применяемое количество компонента основы Части А и компонент активатора Части В достаточное, чтобы обеспечить соотношение изоцианатных эквивалентов к суммарным эквивалентам полиола и амина от около 1:1 до около 1.5:1. В других вариантах осуществления, соотношение NCO/(OH+NH) может составлять от около 1.15:1 до около 1.4:1. Избыток NCO в процентах в Части В Компонента активатора может составлять от около 2% до 10%, необязательно от 5% до около 7%.

В определенных вариантах осуществления, массовое соотношение компонента основы Части А к компоненту активатора Части В может составлять от около 20:1 до около 1:20. В других вариантах осуществления, массовое соотношение компонента основы Части А к компоненту активатора Части В может составлять от около 10:1 до около 1:10. В еще других вариантах осуществления, массовое соотношение компонента основы Части А к компоненту активатора Части В может составлять от около 6:1 до около 1:6. Промежуточные продукты и чистый дифенилметан диизоцианат, добавляемые к компоненту активатора Части В, могут быть рассмотрены как часть компонента активатора. В некоторых вариантах осуществления, массовое соотношение компонента основы Части А к компоненту активатора Части В может составлять от около 3.6:1 до 2.1:1, необязательно в диапазоне от около 2.7:1 до 2:1.

Следующие конкретные примеры предоставлены для иллюстрирования, но не ограничивают его, получения двухкомпонентных полиуретановых составов как описано выше.

Примеры были получены, применяя следующие компоненты:

BzCl представляет собой бензоил хлорид, сильную кислоту Льюиса, применяемую, чтобы замедлить реакцию уретанового преполимера и изоцианата с влагой, доступный от Sigma-Aldrich Corp., St. Louis, МО.

Dabco® 33LV представляет собой раствор третичного аминового катализатора, 33% триэтилендиамина и 67% дипропиленгликоля, доступный от Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, PA. Dabco® T-12 катализатор представляет собой дилаурат дибутилолова (DBTDL), жидкое оловоорганическое соединение с высокой температурой кипения, доступное от Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, PA.

DMDEE представляет собой 2,2-диморфолинодиэтиловый простой эфир, аминовый катализатор, доступный от BASF Corporation (Florham Park, New Jersey).

Drikalite® является тонкодисперсным измельченным мрамором, доступным от Imerys Pigments Inc., Roswell, GA.

Supercoat® является ультратонкодисперсным измельченным мрамором, доступным от Imerys Pigments Inc., Roswell, GA.

Dynasylan® GLYMO силан является 3-глицидилоксипропилтриметоксисиланом, доступным от Evonik Degussa Corporation, Parsipanny, NJ.

2-Этилгексановая кислота является доступной от BASF Corporation, Freeport, ТХ.

Расширяющиеся микросферы Expancel® 551 DE 40 d42 имеют размеры частиц 30-50 микрон и микросферы Expancel® 920 DET 40 d25 имеют размеры частиц от 35-55 микрон, микросферы Expancel® 461 DET 40 d25 имеют размер частиц от 35-55 микрон, и все являются доступными от AkzoNobel, Duluth, GA.

K-Kat® 348 является катализатором на основе карбоксилата висмута, доступным от King Industries, Norwalk СТ.

Irganox® 1135 является феноловым антиоксидантом и термостабилизатором, доступным от BASF Corporation, Florham Park, NJ.

Lowinox® 44B25 является феноловым антиоксидантом, доступным от Chemtura Corporation, Middlebury, СТ.

Lupranate® M10 изоцианат представляет собой не содержащий растворителя полимерный метилендифенилдиизоцианат (MDI) с функциональностью приблизительно 2.3, который содержит относительно высокий уровень чистого MDI, доступный от BASF Corporation, Wyandotte, MI. Lupranate® MI изоцианат представляет собой чистый дифенилметандиизоцианат с функциональностью 2.0, доступный от BASF Corporation, Wyandotte, MI. Lupranate® T80 толуол диизоцианат (TDI) является 80%-20% смесью 2,4 и 2,6 изомеров диизоцианаттолуола, доступным от BASF Corporation, Wyandotte, MI.

Multranol® 9168 является полиэтерполиолом, доступным от Bayer MaterialScience, Pittsburgh, PA.

Palatinol® DPHP децилфталовый пластификатор является ди-(2-пропилгептил)фталатом, доступным от BASF Corporation, Houston, ТХ.

Пиперазин является диэтилендиамином, доступным от BASF SE, Germany.

Pluracol® 220 является первичным гидроксильным конечным полиолом с молекулярной массой 6,000, доступным от BASF Corporation, Wyandotte, MI. Pluracol® P1010 является полипропиленгликолем с молекулярной массой 1,000, доступным от BASF Corporation, Wyandotte, MI. Pluracol® 726 является полиолом, который представляет собой пропиленоксидный аддукт глицерина, с молекулярной массой 3,000, доступный от BASF Corporation, Wyandotte, MI.

PTSI является п-толуолсульфанилизоцианатом, стабилизатором хранения, который действует, как поглотитель воды и других изоцианатных реакционно-способных групп, доступным от VanDeMark Chemical, Inc., Lockport, NY.

Quicklime является оксидом кальция доступным от Specialty Minerals, Inc., Bethlehem, PA.

Ultra-Pflex® является осажденным карбонатом кальция, доступным от Specialty Minerals, Inc., Bethlehem, PA.

Resimene® 747 меламин является гексаметоксиметил-меламин-формальдегидной смолой, доступной от INEOS Melamines, Inc., Marietta, GA.

Tinuvin® 328 и Tinuvin® 571 являются бензотриазоловыми светостабилизаторами, доступными от BASF Corporation, Florham Park, NJ.

Tinuvin® 765 является стерическизатрудненным аминовым светостабилизатором (HALS), доступным от BASF Corporation, Florham Park, NJ.

TiO₂ является диоксидом титана, доступным от DuPont, Wilmington, DE. 2, 5-Ксиленол является 2,5-диметилфенолом, доступным от Sichuan Hongguang and Taizhou Hiday, China.

Применяли много различных лакокрасочных покрытий для тестирования способности окрашиваться. А-100® представляет собой акриловое латексное лакокрасочное покрытие доступное от The Sherwin-Williams Company, Cleveland, OH. Colorflex^тм представляет собой акриловое высокоэластичное покрытие на водной основе доступное от BASF Corporation, Shakopee, MN. Грунтовочная основа PVA представляет собой поливинилацетатное латексное грунтовочное покрытие доступное от The Valspar Corp., Wheeling, IL. Thoro® 20 представляет собой акриловый сополимерный гидроизолирующий герметик на основе растворителя с высоким содержанием сухого остатка доступный от BASF Corporation, Shakopee, MN. Thoro® 35 представляет собой водорастворимый акриловый сополимерный гидроизолирующий герметик с высоким содержанием сухого остатка доступный от BASF Corporation, Shakopee, MN.

Образцы Части А Основы были получены согласно следующим примерам.

Предварительная смесь Пиперазин/DPHP для Основы А содержала следующие компоненты и была прокалена в печи на протяжении ночи:

Предварительная смесь Пиперазин/DPHP для Основы В содержала следующие компоненты и была прокалена в печи на протяжении ночи:

Ход синтеза Для Основ А и В:

Добавляли пункты 1-5, смешивали до пропитывания, добавляли пункты 6-7, нагревали до 82°C (180°F), смешивали, и охлаждали до 43°C (110°F). Добавляли пункт 8, смешивали, добавляли пункты 9 и 10 и смешивали, добавляли пункт 11 и хорошо смешивали, и смесь упаковывали.

Предварительная смесь Пиперазин/DPHP для Основы C содержала следующие компоненты и была приготовлена в стеклянной емкости:

Ход синтеза для Основы C:

Добавляли пункты 1-5, смешивали до пропитывания, добавляли пункты 6-9, нагревали до 71°C (160°F), смешивали, и охлаждали до 143°C (110°F). Добавляли пункт 10, смешивали, добавляли пункты 11 и 12 и смешивали, добавляли пункт 13 и хорошо смешивали, и смесь упаковывали.

Предварительная смесь Пиперазин/DPHP для Основы D содержала следующие компоненты и была приготовлена в стеклянной емкости:

Ход синтеза для Основы D:

Добавляли пункты 1-5, смешивали до пропитывания, добавляли пункты 6-9, нагревали до 71°C (160°F), смешивали, и охлаждали до 43°C (110°F). Добавляли пункт 10, смешивали, добавляли пункты 11 и 12 и смешивали, добавляли пункт 13 и хорошо смешивали, и смесь упаковывали.

Предварительную смесь Пиперазин/DPHP для Основы Е готовили в стеклянной емкости ультразвуковым размолом:

Ход синтеза для Основы Е:

Добавляли пункты 1-3, смешивали до пропитывания, добавляли пункты 4-5 и смешивали. Добавляли пункты 6-10, нагревали до 60°C (140°F) и смешивали. Добавляли пункт 11, смешивали, добавляли пункты 12-14 и смешивали, и охлаждали до 43°C (110°F). Добавляли пункт 15, смешивали, добавляли пункты 16-17, хорошо смешивали и упаковывали.

Ход синтеза для Основы F

Добавляли пункты 1-9 и смешивали до пропитывания. Добавляли пункты 10-13, нагревали до 71°C (160°F), смешивали, и охлаждали до 49°C (120°F). Добавляли пункты 14-15, смешивали, добавляли пункты 16-17, хорошо смешивали и упаковывали.

Ход синтеза для Основы G:

Добавляли пункты 1-7 и смешивали до пропитывания. Добавляли пункты 8-11, нагревали до 71°C (160°F), смешивали, и охлаждали до 49°C (120°F). Добавляли пункты 12-13, смешивали, добавляли пункты 14-15, хорошо смешивали и упаковывали.

Ход синтеза для Основы Н:

Добавляли пункты 1-9 и смешивали до пропитывания. Добавляли пункты 10-13, нагревали до 71°C (160°F), смешивали, и охлаждали до 49°C (120°F). Добавляли пункты 14-15, смешивали, добавляли пункты 16-17, хорошо смешивали и упаковывали.

Промежуточные преполимеры были получены согласно следующим примерам.

Добавляли ксиленол и DPHP, смешивали, и продували азотом. Добавляли Lupranate® М10 и Dabco® 33LV (50%), смешивали, нагревали до 85°C для проведения реакции на протяжении 2-5 часов, и охлаждали. Добавляли PTSI, смешивали, и смесь упаковывали.

Промежуточный ход синтеза для Образца К Промежуточного Преполимера, сформулированный выше, повторяли для Образца L Промежуточного Преполимера.

Образцы Части В активатора NCO конечного преполимера были получены согласно следующим примерам.

Ход синтеза Для Активатора М:

Добавляли Pluracol® 726, Pluracol® P1010, и BzCl, смешивали, и нагревали. Добавляли Lupranate® Т80 и Dabco® 33LV, проводили реакцию на протяжении 2-5 часов, и охлаждали. Добавляли Lupranate® MI и PTSI, смешивали и упаковывали.

Ход синтеза Для Активатора N:

Добавляли Pluracol® 726, Pluracol® P1010, и BzCl, смешивали, и нагревали. Добавляли Lupranate® Т80 и Dabco® 33LV, проводили реакцию на протяжении 2-5 часов, и охлаждали. Добавляли Lupranate® MI, PTSI, аддукт силана, и Промежуточный продукт К, смешивали и упаковывали.

Ход синтеза Для Активатора О:

Добавляли Pluracol® 726, Pluracol® P1010, и BzCl, смешивали, и нагревали. Добавляли Lupranate® Т80 и Dabco® 33LV, проводили реакцию на протяжении 2-5 часов, и охлаждали. Добавляли Lupranate® MI, PTSI, и Промежуточный продукт L, смешивали и упаковывали.

Ход синтеза Для Активатора Р:

Добавляли Pluracol® 726, Pluracol® P1010, и BzCl, смешивали, и нагревали. Добавляли Lupranate® Т80 и Dabco® 33LV, проводили реакцию на протяжении 2-5 часов, и охлаждали. Добавляли Lupranate® MI, PTSI, GLYMO силан, и Промежуточный продукт L, смешивали и упаковывали.

Ход синтеза Для Активатора R:

Добавляли Pluracol® 726, Pluracol® Р1010, 2,5-ксиленол, Palatinol® Palatinol® DPHP, и BzCl, смешивали, и нагревали. Добавляли Lupranate® Т80, Lupranate® М10, и Dabco® 33LV, проводили реакцию на протяжении 2-5 часов, и охлаждали. Добавляли Lupranate® MI, и PTSI, смешивали и упаковывали.

Ход синтеза Для Активатора S:

Добавляли 2,5-ксиленол и Palatinol® DPHP и смешивали, добавляли Lupranate® Ml0 и Dabco® 33LV, нагревали, смешивали, и проводили реакцию на протяжении 2-5 часов. Добавляли Lupranate® Т80 и BzCl и смешивали, добавляли Pluracol® 726, Pluracol® Р1010 и Dabco® 33LV, проводили реакцию на протяжении 2-5 часов, и охлаждали. Добавляли Lupranate® MI, и PTSI, смешивали и упаковывали.

Активатор T был сделан согласно Хода синтеза Для Активатора S.

Образцы Части А Основы соединяли с образцами Части В Активатора согласно следующим примерам, и оценивали относительно способности окрашиваться, свойств отсутствия оседания и вязкости, свойств предела прочности при растяжении и растяжимости, и свойств адгезии к краю эластомерного герметика в качестве демонстрации безгрунтовочной адгезии на бетон.

Способность окрашиваться оценивали, применяя стандартный способ тестирования адгезии лакокрасочного покрытия, такой как ASTM D3359 Стандартные Способы тестирования Измерения Силы Адгезии путем Испытания методом клейкой ленты. Применяя этот способ тестирования адгезии штриховкой, образцу присваивали коэффициент 5В, если кромки срезов полностью гладкие и ни одна из клеток решетки не отделена, поэтому 0%-ная потеря адгезии. Коэффициент 4В применяли, если отделяются маленькие хлопья покрытия при множественных пересечениях срезов, и затронуты меньше чем 5% площади, поэтому 5%-ная потеря адгезии. Коэффициент 3В применяется, если маленькие хлопья покрытия отделяются вдоль кромок и при множественных пересечениях срезов, и площадь потери адгезии составляет 5-15% решетки. Коэффициент 2В применяется, если покрытие отслаивалось вдоль кромок и на частях клеток, и площадь потери адгезии составляет 15-35% решетки. Коэффициент 1В применяется, если покрытие отслаивалось вдоль кромок срезов на широких полосах и отделились целые клетки, и площадь потери адгезии составляет 35-65% решетки. Коэффициент 0В применяется, если отслоение и отделение хуже, чем Уровень 1В, соответствующая площадь потери адгезии выше, чем 65% решетки.

Свойства предела прочности при растяжении и растяжимость оценивали, применяя ASTM D412 Стандартные Способы тестирования Вулканизированной Резины и Термопластических Эластомеров - Сила натяжения, с полиуритановыми герметиками, демонстрирующими высокие растяжимости, по меньшей мере 200% или выше, и низкие модули около 275-970 кПа (40-140 фунт/кв. дюйм). Свойства отсутствия оседания были показаны тестированием согласно Способу ASTM Method D2202 Стандартный Способ тестирования Усадки Герметиков, с полиуретановыми герметиками, показывающими свойства отсутствия оседания 0.0-0.1 B/S. Вязкость свойства оценивали, применяя вискозиметр Brookfield DV-II+, шпиндель #96, время ожидания 36 секунд перед считыванием, которое в результате показывает 500-3,000 Па⋅с (5,000-30,000 пуаз). Безгрунтовочная адгезия на бетон была показана тестированием согласно ASTM С794 Стандартный Способ тестирования для адгезии к краю высокоэластичных герметиков для уплотнения швов, с когезионным разрушением при диапазоне нагрузок отрывной прочности по меньшей мере 22.2 Н или 5 фунт-сила, оставляя порции герметика, присоединенного к обеим поверхностям.

Примеры в Таблице 1 были получены смешиванием следующих компонентов:

Пример 1 готовили смешиванием 64.16 г Основы А и 34 об.% Expancel® 551DE40 d42 (включенного в Основу) с 19.25 г Активатора М и 6.1 г Color Pack, 1.3 г силана, 6.54 г Промежуточного продукта К, и 2.65 г Lupranate® MI. ("Color Pack" представляет собой необязательную Часть С, включающую смесь пигментов и полиолы.)

Пример 2 готовили смешиванием 63.15 г Основы А и 34 об.% Expancel® 551 DE40 d42 (включенного в Основу) с 19.14 г Активатора М и 6.1 г Color Pack, 1.64 г силана, 6.91 г Промежуточного продукта К, и 3.06 г Lupranate® MI.

Пример 3 готовили смешиванием 64.56 г Основы А и 34 об.% Expancel® 551 DE40 d42 (включенного в Основу) с 45.45 г Активатора N и 6.1 г Color Pack.

Пример 4 готовили смешиванием 66.02 г Основы В и 25 об.% Expancel® 551 DE40 d42 (включенного в Основу) с 16.31 г Активатора М и 6.1 г Color Pack, 1.31 г силана, 6.73 г Промежуточного продукта К, и 3.53 г Lupranate® MI.

Пример 5 готовили смешиванием 65.08 г Основы В и 25 об.% Expancel® 551 DE40 d42 (включенного в Основу) с 17.73 г Активатора М и 6.1 г Color Pack, 1.31 г силана, 6.59 г Промежуточного продукта К, и 3.2 г Lupranate® MI.

Пример 6 готовили смешиванием 72.36 г Основы А и 34 об.% Expancel® 551 DE40 d42 (включенного в Основу) с 19.54 г Активатора М, и 6.1 г Color Pack и 2.01 г Lupranate® MI.

Необязательно, были получены Основы и Активаторы, включающие полиолы с низкой молекулярной массой, имеющие молекулярную массу не меньше чем 400. Модификация структуры полиуретана с короткоцепочечными полиолами и присутствием ароматических диизоцианатов, таких как MDI, может увеличить достигаемую способность окрашиваться. Дальнейшее улучшение способности окрашиваться может быть достигнуто добавлением полярных групп, таких как фрагменты мочевины из реакции изоцианата и амина, такого как диамин.

В примере 6, не включены эпоксисилан или промежуточный преполимер, и показатели способности окрашиваться были ниже других. Эпоксисилан и промоторы адгезии промежуточного преполимера, также могут быть полезны для способности окрашиваться.

Примеры в Таблице 2 были получены смешиванием следующих компонентов: Пример 7 готовили смешиванием 68.76 г Основы Е и 34 об.% Expancel® 920 DET 40 d25 (включенного в Основу) с 31.24 г Активатора Т. Пример 8 готовили смешиванием 71.77 г Основы Е и 34 об.% Expancel® 920 DET 40 d25 (включенного в Основу) с 28.23 г Активатора S.

Для получения герметиков могут применяться окрашивающие стабильные микросферы, такие как Expancel 920 DET 40 d25, с остающимися очень хорошими показателями способности окрашиваться. Различные показанные комбинации промотирования адгезии, такие как эпоксисилан, соединение меламина, и/или промежуточные преполимеры, применяемые в герметиках, также поддерживают хорошую способность окрашиваться.

Примеры в Таблице 3 были получены смешиванием следующих компонентов: Промежуточный продукт U готовили смешиванием 13% Dynasylan® GLYMO силана и 87% Resimene® 747, и выдерживанием в 60°C печи на протяжении ночи. Промежуточный продукт V готовили смешиванием 4.198% Промежуточного продукта U, 19.432% Промежуточного продукта К, 8.978% Lupranate® MI, и 67.391% Активатора М.

В определенных вариантах осуществления, Часть А может включать эпоксисилан и соединение меламина, в то время как Часть В включает продукт реакции ксиленола и изоцианат. Часть В может также включать эпоксисилан и соединения меламина. Коммерческие соединения меламина могут быть не на 100% чистыми, и могут все еще иметь аминную реакционную способность. Соединение меламина может быть включено в Часть А. Соединение меламина также может быть сперва смешано с эпоксисиланом, затем смесь добавляют в Часть В. Эпоксисилан может быть включен в Часть А или Часть В.

Пример 9 готовили смешиванием 185.09 г Основы G с 3.05 г Промежуточного продукта U, 14 г Промежуточного продукта К, 2.93 г Lupranate® MI, и 44.93 г Активатора М (44.93 г). Безгрунтовочная адгезия на бетон была достигнута добавлением эпоксисилана, соединения меламина, и продукта реакции ксиленола и изоцианата.

Пример 10 готовили смешиванием 199.82 г Основы G с 50.29 г промежуточного продукта V. В примере 10, Часть В (Активатор, Промежуточный продукт V) включала эпоксисилан, соединение меламина, и продукт реакции ксиленола и изоцианат. Характеристика безгрунтовочной адгезии оставалась очень хорошей.

Примеры в Таблице 4 были получены смешиванием следующих компонентов:

Пример 11 Герметик имел Соотношение NCO/OH 1.42 и его готовили смешиванием 113.87 г Основы F с 37.19 г Активатора О.

Пример 12 Герметик имел Соотношение NCO/(OH+NH) 1.24 и его готовили смешиванием 107.73 г Основы D с 42.27 г Активатора О.

Пример 13 Герметик имел Соотношение NCO/(OH+NH) 1.25 и его готовили смешиванием 107.62 г Основы С с 42.38 г Активатора Р.

Примеры в Таблице 5 были получены смешиванием следующих компонентов:

Пример 14 готовили смешиванием 114.5 г Основы F с 35.5 г Активатора R.

Пример 15 готовили смешиванием 113.24 г Основы Н с 36.76 г Активатора R.

Пример 16 готовили смешиванием 108.61 г Основы D с 41.39 г Активатора R.

В примерах 7-8, 11-12, и 14-16, Часть А содержит эпоксисилан и соединение меламина, и Часть В содержит продукт реакции ксиленола и изоцианата. В примере 10, Часть А содержит полиолы, и Часть В содержит смесь эпоксисилана и соединения меламина, и продукт реакции ксиленола и изоцианата. В примере 13, Часть А содержит соединение меламина, и Часть В содержит эпоксисилан и продукт реакции ксиленола и изоцианата.

Различные комбинации реакционно-способных компонентов, таких как эпоксисилан, соединение меламина, и продукт реакции ксиленола и изоцианата обеспечили неожиданную безгрунтовочную адгезию на бетонную подложку.

В дополнительных вариантах осуществления, обеспечен строительный герметик или адгезив, состоящий из двух частей, включающий компонент основы Части А и компонент активатора Части В, где Часть А включает полиол и эпоксисилан и/или соединение меламина; и, Часть В включает преполимерный продукт реакции, включающий остаточные группы ксиленола или ксиленола и добавочного полиола, полимерного изоцианата или полимерного изоцианата и ароматического диизоцианата, и соединения эпоксисилана. Необязательно, Часть А дополнительно включает пластификатор.

В определенных вариантах осуществления, герметик или адгезив проявляет, по меньшей мере, одну величину отсутствия оседания около 0.0-0.3 B/S, при тестировании согласно ASTM D-2202, безгрунтовочную адгезию на бетон по меньшей мере около 22.2 Н (5 фунт-сила), при тестировании согласно ASTM С794, 100% модуль меньше чем около 970 кПа (140 фунт/кв. дюйм), при тестировании согласно ASTM D412 и растяжимость при разрыве около 300% или выше, при тестировании согласно ASTM D412. В конкретных вариантах осуществления, герметик или адгезив проявляет безгрунтовочную адгезию на бетон около 88.8 Н (20 фунт-сила) до около 120 Н (27 фунт-сила), 100% модуль около 482 кПа (70 фунт/кв. дюйм) до около 758 кПа (110 фунт/кв. дюйм), и растяжимость при разрыве около 315 до около 511%, при тестировании согласно стандартам, отмеченным выше.

В определенных вариантах осуществления, вязкость герметика или адгезива может быть в диапазоне от 500 Па⋅с (5,000 пуаз) до 4,770 Па⋅с (47,700 пуаз) при 24°C (72°F), и в определенных вариантах осуществления от 1,100 Па⋅с (11,000 пуаз) до 1,540 Па⋅с (15,400 пуаз) при 24°C (72°F), как измерено вискозиметром Брукфилда.

В определенных вариантах осуществления, обеспечен полиуретановый герметик или адгезив, где герметик или адгезив может иметь 100-процентный модуль меньше чем около 1,030 кПа (150 фунт/кв. дюйм). В других вариантах осуществления, полиуретановый герметик может иметь 100-процентный модуль от около 482 кПа (70 фунт/кв. дюйм) до около 758 кПа (110 фунт/кв. дюйм).

В определенных вариантах осуществления, полиуретановый герметик может иметь сопротивление растяжению около 550 кПа (80 фунт/кв. дюйм) или выше. В других вариантах осуществления, полиуретановый герметик может иметь сопротивление растяжению около 970 кПа (140 фунт/кв. дюйм) или выше, такое как вплоть до 1300 кПа (190 фунт/кв. дюйм).

В определенных вариантах осуществления, полиуретановый герметик может иметь растяжимость при разрыве около 200 процентов или выше. В других вариантах осуществления, полиуретановый герметик может иметь растяжимость около 300 процентов или выше. В еще других вариантах осуществления, полиуретановый герметик может иметь растяжимость около 400 процентов или выше.

Ранее не было известно предоставление двухкомпонентных полиуретановых систем, имеющих свойства отсутствия оседания, безгрунтовочную адгезию на бетон, низкий модуль, и высокую растяжимость, с величиной отсутствия оседания около 0.0-0.3 B/S, при тестировании согласно ASTM D-2202, (то есть, применяя Frazier (Boeing) Flow Test Jig, т.е. Boeing Slump Gage или Jig, где 0.0 = нет усадки, 0.254 = усадка 0.254 см (0.1 = усадка 0.1 дюйм), и безгрунтовочную адгезию на бетон по меньшей мере около 22.2 Н (5 фунт-сила), при тестировании согласно ASTM С794. Это было достигнуто путем применения в определенных вариантах осуществления, в качестве Основы Части А строительного герметика или адгезива, состоящего, по меньшей мере, из двух частей, полиола и, соединения эпоксисилана и/или соединения меламина, и в качестве Активатора Части В, ксиленола и изоцианат - конечного преполимера ароматического диизоцианата и полиола. Часть В может включать соединение эпоксисилана.

В определенных вариантах осуществления, применяемое количество компонента основы Части А и компонента активатора Части В достаточное, чтобы обеспечить соотношение изоцианатных эквивалентов к суммарным эквивалентам полиола и амина около 1:1 до около 1.5:1. В других вариантах осуществления, соотношение NCO/(OH+NH) может составлять от около 1.2:1 до около 1.4:1. Избыток в процентах NCO в Части В Компонента активатора может составлять от около 2% до 10%, необязательно от 5% до около 7%.

Следующие конкретные примеры предоставлены для иллюстрирования, но не ограничивают его, получения двухкомпонентных полиуретановых составов как описано выше.

Образцы Части А Основы согласно этим дополнительным вариантам осуществления были получены согласно следующим примерам.

Предварительная смесь Пиперазин/DPHP для Основы I содержала следующие компоненты и ее готовили в стеклянной емкости расплавлением в печи на протяжении ночи:

Ход синтеза для Основы I:

Добавляли пункты 1-6, смешивали до пропитывания и добавляли пункт 7 и смешивали. Добавляли пункты 8-9 и смешивали, нагревали до 71°C и смешивали. Добавляли пункт 10, смешивали, и охлаждали до 43°C. Добавляли пункт 11, хорошо смешивали и упаковывали.

Предварительная смесь Пиперазин/DPHP для Основы II содержала следующие компоненты и ее готовили в стеклянной емкости расплавлением в печи на протяжении ночи:

Ход синтеза для Основы II:

Добавляли пункты 1-5 и смешивали до пропитывания. Добавляли пункт 6 и смешивали. Добавляли пункты 7-8 и смешивали, и нагревали до 71°C, и смешивали. Добавляли пункт 9, смешивали, и охлаждали до 43°C. Добавляли пункт 10, хорошо смешивали и упаковывали.

Ход синтеза для Основы III:

Добавляли пункты 1-9 и смешивали до пропитывания. Добавляли пункты 10-12, нагревали до 71°C (160°F), смешивали, и охлаждали до 49°C (120°F). Добавляли пункты 13-14 и смешивали. Добавляли пункты 15-16, хорошо смешивали и упаковывали.

Применение сухих наполнителей в компоненте основы полиуретанового герметика или адгезива может способствовать в преодолении характеристик липкого отверждения, более плохого сопротивления оседанию, и потери безгрунтовочной адгезии, иногда связанных с применением влажных наполнителей. Тем не менее, эти проблемы также могут быть преодолены, при применении влажных наполнителей при помощи, по меньшей мере, одного применяемого пиперазина или диамина, такого как этилендиамин, нафталиндиамин или их смеси в компоненте основы, которые могут увеличить тиксотропию, добавляя соединение меламина к компоненту основы, и/или перемещая по меньшей мере часть силан-содержащих соединений к компоненту активатора, чтобы избежать гидролиза силана.

Получение промежуточных преполимеров может потребовать высоких температур и долгое время реакции, при применении аминовых катализаторов. Высокие температуры также могут вызвать кристаллизацию компонента ксиленола в смеси реакции промежуточного преполимера. Применение металлических или металлоорганических катализаторов, таких как олово - и/или висмут-содержащих, основных катализаторов, может увеличить скорость реакции, понижая температуру реакции, существенно устраняя кристаллизацию ксиленола, уменьшая время получения и обеспечивая хорошую самостабильность.

Промежуточные преполимеры были получены согласно следующим примерам.

Добавляли Ксиленол и DPHP, смешивали и продували азотом. Добавляли Lupranate® М10, Dabco® Т-12, и K-Kat® 348, смешивали, нагревали до 60°C для проведения реакции на протяжении 1 часа и охлаждали. Добавляли PTSI, смешивали и смесь упаковывали.

Добавляли Ксиленол и DPHP, смешивали, и продували азотом. Добавляли Lupranate® M10, Dabco® Т-12, и K-Kat® 348, смешивали, нагревали до 60°C для проведения реакции на протяжении 1 часа и охлаждали. Добавляли PTSI, смешивали и смесь упаковывали.

Образцы Части В NCO конечного преполимерного активатора были получены согласно следующим примерам.

Ход синтеза Для Активатора VI:

Добавляли Pluracol® 726, Pluracol® P1010, и BzCl, смешивали, и нагревали. Добавляли Lupranate® Т80 и K-Kat® 348, реагирующие при 60°C на протяжении 1 часа и охлаждали. Добавляли Lupranate® MI, PTSI, GLYMO силан, и Промежуточный продукт IV, смешивали и упаковывали.

Ход синтеза Для Активатора VII:

Добавляли Pluracol® 726, Pluracol® P1010, и BzCl, смешивали, и нагревали. Добавляли Lupranate® Т80 и Dabco® 33LV, реагирующие при 60°C на протяжении 1-1.5 часа и охлаждали. Добавляли Lupranate® MI, PTSI, GLYMO силан, и Промежуточный продукт IV, смешивали и упаковывали.

Ход синтеза Для Активатора VIII:

Добавляли Pluracol® 726, Pluracol® P1010, и BzCl, смешивали, и нагревали. Добавляли Lupranate® Т80 и Dabco® 33LV, реагирующие при 60°C на протяжении 1-1.5 часа и охлаждали. Добавляли Lupranate® MI, PTSI, GLYMO силан, и Промежуточный продукт IV, смешивали и упаковывали.

В то время как применение металлических катализаторов в компоненте активатора может привести к коротким срокам получения при низкой температуре реакции, их присутствие может дать в результате короткой срок жизнедеятельности реакционной смеси Основы и активатора. Аминовые катализаторы также могут обеспечить короткие сроки получения активатора при низких температурах. Срок жизнедеятельности может быть продлен, при применении в активаторе аминовых катализаторов, добавлением небольших количеств кислоты к смеси реакции основа-активатор, как показано ниже. Подходящие кислоты, которые могут добавляться к компоненту основы и/или смеси реакции основа/активатор, включают органические кислоты, такие как, например, 2-этилгексановая кислота, в количествах от около 0.02 до около 0.1 мас.%, в определенных вариантах осуществления от около 0.08 мас.%, в пересчете на общую массу Части А и Части В.

Образцы Части А Основы соединяли с образцами Части В Активатора согласно следующим примерам, и оценивали Свойства Отсутствия оседания и вязкости, Свойства предела прочности при растяжении и растяжимости, и свойства адгезии к краю эластомерного герметика в качестве демонстрации безгрунтовочной адгезии на бетон.

Свойства предела прочности при растяжении и растяжимости оценивали, применяя ASTM D412 Стандартные Способы тестирования Вулканизированной Резины и Термопластических Эластомеров - Сила натяжения, с полиуритановыми герметиками, демонстрирующими высокие растяжимости, по меньшей мере 300% или выше, и низкие 100% модули около 482-758 кПа (70-110 фунт/кв. дюйм). Свойства отсутствия оседания были показаны путем тестирования согласно ASTM Method D2202 Стандартный Способ тестирования Усадки Герметики, с полиуретановыми герметиками, показывающими свойства отсутствия оседания 0.0-0.03 B/S. Свойства вязкости оценивали, применяя вискозиметр Brookfield DV-II+, шпиндель #96, время ожидания 7 секунд перед считыванием, которое в результате показывает около 1100-4800 Па⋅с (около 11,000-48,000 пуаз). Безгрунтовочная адгезия на бетон была показана тестированием согласно ASTM С794 Стандартный Способ тестирования для адгезии к краю высокоэластичных герметиков для уплотнения швов, с когезионным разрушением при диапазоне нагрузок отрывной прочности около 88.8-120 Н или 20-27 фунт-сила.

Примеры герметиков без оседания в Таблице 6 были получены смешиванием следующих компонентов:

Пример 17 готовили смешиванием 137.63 г Основы I с 62.37 г Активатора VI при максимальной температуре реакции 80.6°F (27°C). Не могли провести тестирование.

Пример 18 готовили смешиванием 146.39 г Основы II с 63.61 г Активатора VII при максимальной температуре реакции 80.6°F (27°C). Тестирование проводили на 18 день.

Пример 19 готовили смешиванием 147.91 г Основы II с 62.09 г Активатора VIII при максимальной температуре реакции 80.6°F (27°C). Тестирование проводили на 12 день.

Пример 20 готовили смешиванием 209.13 г Основы II с 90.83 г Активатора VIII при максимальной температуре реакции 80.6°F (27°C). Тестирование проводили на 13 день.

Как показано результатами, приведенными в Таблице 6, смешанные герметики, включающие Активатор VI, показывают более плохие свойства отсутствия оседания, и были неспособны достичь полной стадии отверждения. Активаторы VII и VIII улучшили свойства отсутствия оседания, и приблизились к полному отверждению для смешанных герметиков. Активатор VI содержит металлический катализатор, а не аминовый катализатор, в то время как Активаторы VII и VIII, содержат аминовый катализатор. Равновесие в реакционной способности между активатором и основой было понято с использованием последних активаторов. Активаторы VII и VIII, как показано выше, также показали быстрый производственный цикл и низкую температуру реакции.

Примеры самонивелирующихся герметиков в Таблице 7 были получены смешиванием следующих компонентов:

Пример 21 готовили смешиванием 121.73 г Основы III с 43.27 г Активатора VI при максимальной температуре реакции 80.6°F (27°C). Не могли провести тестирование.

Пример 22 готовили смешиванием 122.55 г Основы III с 42.45 г Активатора VI при максимальной температуре реакции 80.6°F (27°C). Тестирование проводили на 14 день.

Пример 23 готовили смешиванием 122.55 г Основы III с 42.45 г Активатора VII при максимальной температуре реакции 80.6°F (27°C). Во время смешивания добавляли четыре капли 2-этилгексановой кислоты, чтобы продлить срок жизнедеятельности. Тестирование проводили на 12 день.

Пример 24 готовили смешиванием 122.27 г Основы III с 37.73 г Активатора VIII при максимальной температуре реакции 80.6°F (27°C). Тестирование проводили на 12 день.

Пример 25 готовили смешиванием 122.55 г Основы III с 42.45 г Активатора VIII при максимальной температуре реакции 80.6°F (27°C). Тестирование проводили на 12 день.

Пример 26 готовили смешиванием 122.55 г Основы III с 42.45 г Активатора VIII при максимальной температуре реакции 80.6°F (27°C). Во время смешивания добавляли четыре капли 2-этилгексановой кислоты, чтобы продлить срок жизнедеятельности. Тестирование проводили на 12 день.

Для самонивелирующихся герметиков, Активатор VI, который включает металл-содержащий катализатор, но не аминовый катализатор, обеспечивал очень короткий срок жизнедеятельности. Активаторы VII и VIII, которые содержат аминовый катализатор, обеспечили более длинный срок жизнедеятельности, чем Активатор VI. Небольшое добавление кислоты, например, органической кислоты, такой как 2-Этилгексановая кислота (доступная от BASF Corporation, Freeport, ТХ), в количестве от около 0.02 до около 0.1 мас.% компонентов Части А и Части В может увеличить срок жизнедеятельности, в некоторых вариантах осуществления от 2 часов до 5 или 6 часов. Результаты испытаний показаны в Таблице 7.

Подразумевают, что варианты осуществления, описанные здесь, являются просто приведенными для примера. Далее, все раскрытые варианты осуществления не обязательно являются альтернативными, поскольку различные варианты осуществления могут быть объединены, чтобы обеспечить желаемый результат.

Реферат

Изобретение относится к полиуретановым системам, включая высокоэластичные герметики и адгезивы. Строительный герметик и адгезив состоят из двух частей, где каждый включает компонент основы части А и компонент активатора части В, где по меньшей мере одна из части А или части В содержит эпоксисилан и по меньшей мере одна из части А или части В содержит соединение меламина, причем часть А включет полиол и необязательно эпоксисилан и/или соединение меламина, и часть В включает преполимерный продукт реакции, включающий остаточные группы ксиленола или ксиленола и добавочного полиола и полимерного изоцианата или ароматического диизоцианата или полимерного изоцианата и ароматического диизоцианата, необязательно эпоксисилан и/или соединение меламина, и необязательно, где часть А дополнительно включает пластификатор, также необязательно, где часть В дополнительно включает по меньшей мере один эпоксисилан или смесь по меньшей мере одного эпоксисилана и по меньшей мере одного соединения меламина. Технический результат заключается в получении герметика и адгезива с отсутствием оседания, со свойствами низкого модуля, высокой растяжимостью, хорошей адгезией лакокрасочного покрытия и безгрунтовочной адгезией на бетонные поверхности. 6 н. и 34 з.п. ф-лы, 7 табл., 26 пр.

Формула