專利名稱：包含酰胺多元醇的聚氨酯結(jié)構(gòu)粘合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含酰胺多元醇的聚氨酯結(jié)構(gòu)粘合劑，其包括2-組分聚氨酯粘合劑體系。該粘合劑粘附于多種基材。例如，該粘合劑可在磚應用中，尤其是在瓷磚應用中用作灰漿材料。
背景技術(shù)：
有效的結(jié)構(gòu)粘合劑要求能夠粘附到各種不同類型的基材上，并提供結(jié)構(gòu)完整性。 示例性的結(jié)構(gòu)粘合劑是很好地粘附金屬如鋁、木材或其它的纖維材料和陶瓷或玻璃材料的粘合劑。貼地面磚通常是通過用砂漿直接將磚與木材或水泥地結(jié)合，然后用水基水泥質(zhì)灰漿來填充磚縫隙。水基水泥質(zhì)砂漿和灰漿在非常濕的應用中以及對于對濕度不敏感的磚可能表現(xiàn)較差。例如，由水溶脹性材料如刨花板制得的地面不容易使用水基水泥，并且有些有色大理石磚當受潮時膨脹。因此，當用水基砂漿或灰漿安裝時必須非常小心地操作。此外， 由于鋪地面的場所，地面和磚可能受濕氣的不利影響，即舉例來說路基地面或廚房或浴室中的地面。聚合物灰漿對于可能受濕氣不利影響的地面和磚是有用的。此外，根據(jù)所用的聚合物灰漿，用具有優(yōu)異的抗?jié)裥缘木酆衔锘覞{貼的磚，在2到M小時內(nèi)即可在上面行走。這比用水基水泥質(zhì)灰漿的常規(guī)方法快，所述常規(guī)方法在能使用之前需要數(shù)天。例如，能商購的且在一天內(nèi)固化的基于環(huán)氧的粘合劑在潮濕條件下通常是優(yōu)選的。水基聚氨酯粘合劑也顯示出好的灰漿性質(zhì)，盡管它們不是結(jié)構(gòu)粘合劑且在能繼續(xù)小的人流量之前需要長達M小時。溶劑較少的2-組分聚氨酯灰漿是環(huán)氧灰漿的良好的替代品，因為它們固化更快且具有高強度和柔韌性，但暴露于陽光下時容易變黃。另一方面，2-組分的脂肪族聚氨酯結(jié)構(gòu)粘合劑固化快且顯示出不變黃的性質(zhì)，因此將優(yōu)選用于鋪地面和貼磚。然而，一般的脂肪族聚氨酯結(jié)構(gòu)粘合劑不能較好地粘附到陶瓷基材上且具有差的強度性質(zhì)。除非另有說明，在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所述的所有的份數(shù)和百分比都是基于重量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及包含一種或多種酰胺多元醇的聚氨酯粘合劑組合物。這些粘合劑組合物粘附于多種基材如玻璃、陶瓷和金屬如鋁。聚氨酯粘合劑組合物可在貼磚中用作灰漿材料，用于代替水基水泥質(zhì)灰漿來粘附陶瓷基材如地面磚和墻面磚以及其它磚應用中。本發(fā)明還涉及用于粘附至少一個陶瓷基材如地面磚、墻面磚或其它磚與另一個陶瓷基材的方法，所述方法包括以下步驟將包含一種或多種酰胺多元醇的聚氨酯粘合劑組合物施加到一個或多個陶瓷基材上以及將具有粘合劑組合物的陶瓷基材與另一個陶瓷基材接觸。該方法可用于制造磚裝置如浮隔地面磚裝置和地面裝置，其中將磚直接粘附于底
4層地板和/或墊層上。磚裝置一般包括在墊層上至少兩個用包含一種或多種酰胺多元醇的聚氨酯粘合劑組合物粘合在一起的磚如瓷磚。制造磚裝置的方法包括a)將墊層放在現(xiàn)有的表面如地面上，b)將至少兩個磚放在所述墊層上，在磚之間具有一定間隙以及c)將包含一種或多種酰胺多元醇的聚氨酯粘合劑組合物施加在所述磚之間的間隙中。必要時，然后可將包含一種或多種酰胺多元醇的聚氨酯組合物壓出輪廓。然后粘合劑將固化使瓷磚彼此固定和/或與墊層或底層地板固定。與常規(guī)貼磚相比，本發(fā)明的貼磚是簡單、快速且經(jīng)濟的。例如，磚裝置能在約2到約6小時內(nèi)使用或在其上行走，這比采用常規(guī)方法快得多，常規(guī)方法在磚能使用之前需要數(shù)天。在基于水的貼磚方法需要很多的準備時，可制造磚裝置。此外，該磚裝置可以是完全防水的。包含具有一種或多種酰胺多元醇的聚氨酯粘合劑組合物的聚合物灰漿具有比常規(guī)水泥灰漿高得多的強度和柔韌性，且起到結(jié)構(gòu)粘合劑的作用以支撐磚裝置如浮隔磚地面。 不希望受到任何理論的約束，發(fā)明人相信酰胺官能團提高了基材的粘附。


圖1顯示了包含隔離層的本發(fā)明的磚裝置的一個實施方案，其說明了磚材料表面、隔離層和灰漿區(qū)域之間的關(guān)系。
具體實施例方式所述聚氨酯粘合劑組合物包含一種或多種酰胺多元醇。在本發(fā)明的實施方案中， 所述酰胺多元醇包括選自乳酸、乳酸酯、內(nèi)酯、乙醇酸、乙醇酸酯等及其組合的反應物與一種或多種胺如脂肪胺的反應產(chǎn)物。一個特定的實施方案涉及來自交酯和二元胺的組合的酰胺多元醇，如由 H. R. Stapert, Dijkstra, J. Pieter 禾口 J. Fei jen.在 Macromol. Symp. (1998), 13091-102[CAS#129 4933]中所述，在此將其全部內(nèi)容援引加入。在本發(fā)明中發(fā)現(xiàn)，加入酰胺多元醇如上述的來自交酯和二元胺的酰胺多元醇提供了對瓷磚良好的粘附和快速凝固以及強度和柔韌性的顯著提高?？捎糜诒景l(fā)明的乳酸酯包括丙交酯(3，6- 二甲基-1，4- 二氧六環(huán)-2，5- 二酮)、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸異丙酯、乳酸丁酯、乳酸叔丁酯、乳酸異丁酯、乳酸戊酯等及其組合?？捎糜诒景l(fā)明的乙醇酸酯包括乙交酯(1，4_ 二氧六環(huán)-2，5-二酮)、乙醇酸甲酯、乙醇酸乙酯、乙醇酸丙酯、乙醇酸異丙酯、乙醇酸丁酯、乙醇酸叔丁酯、乙醇酸異丁酯、乙醇酸戊酯等及其組合。可用于本發(fā)明的內(nèi)酯包括β-丙內(nèi)酯、Y-丁內(nèi)酯、δ-戊內(nèi)酯、ε-己內(nèi)酯等及其組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的內(nèi)酯氨解方法可用于由內(nèi)酯和胺形成酰胺多元醇。 這樣的方法可包括使用催化劑如LiNTf2和/或微波照射。這樣的方法描述在Lalli， Claudia 等人的 LiNTf2-Catalyzed Aminolysis of Lactones with Stoichiometric Quantities of Amines，SYNLETT 2008，No. 2，pp0189_0192 以及 Sei jas，Julio A.等人的 Solvent-free Ring Opening of ε -Caprolactone with Amines Assisted by Microwave Irradiation,1International Electronic Conference on Synthetic Organic Chemistry (E0S0C-11)，1-30,2007 年 11 月，二者均在此援引加入。
通常可使用伯胺、仲胺及其組合，包括選自以下組中的那些N，N'-雙(3-氨基丙基)甲胺、N，N' - 二甲基乙二胺、新戊二胺、4，4' - 二氨基二苯基甲烷和2-甲基戊二胺 (如可Whvista，Wilmington，Delaware，U.S.A.獲得的DYTEK A)。另外，聚醚胺(如可從 the Huntsman Corporation, The Woodlands, Texas, U. S. A.獲得的JEFFAMINE
聚醚胺)可用于本發(fā)明，其包括具有如下結(jié)構(gòu)的JEFFAMINE D系列
權(quán)利要求
1.聚氨酯粘合劑組合物，其包含酰胺多元醇，所述酰胺多元醇包括選自乳酸、乳酸酯、 內(nèi)酯、羥基乙酸、羥基乙酸酯及其組合的反應物與一種或多種胺的反應產(chǎn)物。
2.權(quán)利要求1的聚氨酯粘合劑組合物，其中所述乳酸酯選自丙交酯(3，6_二甲基-1，4-二氧六環(huán)-2，5-二酮)、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸異丙酯、乳酸丁酯、乳酸叔丁酯、乳酸異丁酯、乳酸戊酯等及其組合。
3.權(quán)利要求1的聚氨酯粘合劑組合物，其中所述乙醇酸酯選自乙交酯(1，4_二氧六環(huán)-2，5- 二酮)、乙醇酸甲酯、乙醇酸乙酯、乙醇酸丙酯、乙醇酸異丙酯、乙醇酸丁酯、乙醇酸叔丁酯、乙醇酸異丁酯、乙醇酸戊酯及其組合。
4.權(quán)利要求1的聚氨酯粘合劑組合物，其中所述內(nèi)酯選自β-丙內(nèi)酯、Y-丁內(nèi)酯、5-戊內(nèi)酯、ε-己內(nèi)酯及其組合。
5.權(quán)利要求1的聚氨酯粘合劑組合物，其中所述胺選自伯胺、仲胺及其組合。
6.權(quán)利要求1的聚氨酯粘合劑組合物，其中所述胺是脂肪胺。
7.權(quán)利要求1的聚氨酯粘合劑組合物，其中所述胺選自N，N'-雙(3-氨基丙基)甲胺、Ν，Ν' - 二甲基乙二胺、新戊二胺、4，4' - 二氨基二苯基甲烷、2-甲基戊二胺和聚醚胺。
8.權(quán)利要求7的聚氨酯粘合劑組合物，其中所述聚醚胺選自以下組中a)具有以下結(jié)構(gòu)的胺 其中η為約2. 5至約68 ；b)具有以下結(jié)構(gòu)的胺tCH^O rn NH *■ m其中m為約2或約3;和c)具有以下結(jié)構(gòu)的胺 其中R是H或C2H5，k是O或1，以及χ、y和ζ的總和為約5至約85。
9.權(quán)利要求1的聚氨酯粘合劑組合物，其包括預聚物和固化劑，其中所述固化劑包括所述酰胺多元醇。
10.一種將至少一個陶瓷基材與另一個陶瓷基材粘接的方法，所述方法包括以下步驟 將權(quán)利要求1的聚氨酯粘合劑組合物施加到一個或多個陶瓷基材上并將具有所述粘合劑組合物的陶瓷基材與另一個陶瓷基材接觸。
11.一種制造磚裝置的方法，所述方法包括以下步驟a)將墊層放到現(xiàn)有的表面上，b) 將至少兩個磚放在所述墊層上，所述磚之間具有間隙而分開，以及c)將權(quán)利要求1的聚氨酯粘合劑組合物施加在所述磚之間的間隙中。
12.權(quán)利要求11的方法，所述方法還包括在施加之后將所述聚氨酯粘合劑組合物壓成輪廓的步驟。
13.權(quán)利要求11的方法，所述方法還包括固化所述聚氨酯粘合劑組合物的步驟。
14.權(quán)利要求11的方法，所述方法還包括用隔離物將磚放到所述墊層上的步驟。
15.權(quán)利要求11的方法，所述方法還包括將一個或多個所述磚粘接到所述墊層上的步馬聚ο
16.權(quán)利要求15的方法，其中在將所述聚氨酯粘合劑組合物施加在磚之間的間隙中之前，用所述聚氨酯粘合劑組合物、壓敏粘合劑組合物或膠帶將磚粘接到墊層上。
17.權(quán)利要求11的方法，所述方法還包括施加裝飾性顆粒到聚氨酯粘合劑組合物上的步驟。
18.權(quán)利要求11的方法，其中所述磚具有頂面，以及所述方法還包括在將聚氨酯粘合劑組合物施加在磚之間的間隙中之前將隔離層施加到所述磚的至少頂面上的步驟。
19.權(quán)利要求1的方法，其中所述磚選自瓷磚、錦磚、赤土陶磚、大理石飾面磚、混凝土磚、板巖磚、花崗巖磚、木磚、玻璃磚、金屬磚、塑料磚、工程石磚及其組合。
20.權(quán)利要求11的方法，其中所述墊層選自木材、水泥、泡沫板、玻璃纖維板、塑料板、 金屬板、復合板、粘合劑層、石膏灰膠紙夾板及其組合。
21.權(quán)利要求20的方法，其中所述木材是膠合板、刨花板、木鋪板及其組合。
22.磚裝置，其包括至少兩個磚以及權(quán)利要求1的聚氨酯粘合劑組合物。
23.權(quán)利要求22的磚裝置，其中所述磚是瓷磚。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含基于酰胺的多元醇的聚氨酯粘合劑組合物。酰胺多元醇包括選自乳酸、乳酸酯、內(nèi)酯、羥基乙酸、羥基乙酸酯及其組合的反應物與一種或多種胺的反應產(chǎn)物。所述聚氨酯粘合劑組合物可用于制造磚裝置的方法。
文檔編號C08G18/00GK102482388SQ201080039202
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者A·格蘭, R·S·哈維, Y·A·瓦西里伊娃 申請人:亞什蘭許可和知識產(chǎn)權(quán)有限公司