混合物粘度可调的聚氨酯生成组合物、由它制备的土工布复合材料以及生产此种复合材料的方法技术

一种聚氨酯－生成反应混合物，其特征在于其粘度能根据温度和湿度条件进行调节，该混合物包括异氰酸酯基团含量至少是１０ｗｔ％的液态多异氰酸酯、包括至少一种高分子量多元醇的异氰酸酯活性组分、氨酯催化剂以及每１００重量份异氰酸酯活性组分０．２～５重量份的粘度调节组分。该粘度调节组分优选是二胺、多胺和／或胺封端多元醇。该反应混合物对生产沟渠和运河衬里用聚氨酯土工布复合材料尤其有用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种混合物粘度可调的聚氨酯组合物、由此种聚氨酯组合物制备的聚氨酯土工布(geotextile)复合材料以及生产此种聚氨酯土工布复合材料的方法。
技术介绍
近年来，自然资源的管理在世界上许多国家已成为重要事项。既涉及对我们资源的节约也涉及消除对环境污染的努力。对废物的泄露和水的流失给予了特殊的重视。采用无衬里灌溉沟渠的水分配中，损失估计至少在25％，某些情况下甚至超过50％，具体视沟渠表面孔隙率和水移动的距离而定。在大多数乡村地区，沟渠是通过挖掘土壤至要求的深度和宽度形成的。水在与裸露自然表面的接触过程中流过沟渠。此种表面可能是沙、粘土、岩石等，更常见是它们的混合物。孔隙率将取决于不同组分的比例。水在无衬里灌溉沟渠中的损失只有在水供大于求的情况下才视为可接受的。然而，随着文明的发展和人口的增长，为生产更多食物和非农业用水的明显增加都要求更多的水。除了家庭卫生用水更大之外，目前工业上也在制造和加工程序中使用大量水。高消费量加上开发新水源成本又非常高，促使人们将注意力转移到水资源保护上。研制出用水少的家用器具。工业界安装循环净化系统来减少水的消耗。尽管水资源保护的努力在一定程度上减少了水的消耗，但是水依然供不应求，尤其近年来，美国和其他国家出现了严重干旱。鉴于成本效益最好的水资源保护机遇以及容易取得的水源已经被开发，故必须在改进水分配系统的效率上倾注更大的注意力。在水分配方面已经做了改进。有限数量的沟渠和运河已经衬以混凝土和/或预制混凝土管。混凝土耐久，使用得当的话寿命很长。然而，混凝土的铺设和表面加工成本颇高，并且在固化期间易因不利温度条件而破坏。加之，混凝土易遭霜冻破坏，龟裂和鼓胀，因此造成泄露。运河和沟渠用复合材料衬里的成形方法和实施此种方法的设备公开在，例如美国专利4,872,784、4,955,759、4,955,760、5,049,006、5,062,740和5,421,677中。然而，上面所列专利几乎没有提供任何有关应当使用的可固化组合物的指导。例如，美国专利4,872,784(第5栏，第55～60行)、4,955,759(第5栏，第58～63行)、4,955,760(第4栏，第55～60行)以及5,062,740(第4栏，第56～61行)每一篇都泛泛地建议使用发泡聚氨酯树脂，却未公开任何具体的配方。美国专利5,049,006(第4栏，第26～32行)和5,145,282(第5栏，第64行～第6栏，第2行)泛泛地建议使用热固性树脂生成混合物，例如，聚酯或聚氨酯-生成混合物，但未描述任何具体配方。美国专利5,421,677(“677专利”)，涉及成形沟渠衬里的改良方法，公开了由一种或多种多异氰酸酯、多元醇混合物、一种或多种填料和催化剂组成的混合物的使用。该“677专利”的混合物被配置到土工布上，从而形成液态聚氨酯浸渍的土工布复合材料。随后，该液态聚氨酯浸渍的土工布组合物铺设在待加衬区域的表面并任其固化，从而形成聚氨酯/土工布复合材料。“677专利”所公开的混合物在合理长短的时间和在各种不同温度条件下固化。然而，该混合物的粘度的变动范围过宽。更具体地说，在高温下(例如，30℃～50℃)，“677专利”的混合物具有极低粘度。在沟渠衬里的场合，此种低粘度混合物具有流到沟渠底部的倾向。结果，形成一种凹凸不平的沟渠衬里，很少有粘结剂粘附在基材上和保护沟渠顶部以防渗漏。沟渠底部沉积过多的粘结剂。当沟渠底部形成静止液态聚氨酯厚层时，这些层具有在潮湿条件下起泡的倾向。此种发泡通过削弱防水能力而削弱衬里本身。基于以上原因，若能开发一种聚氨酯组合物，其粘度容易调节，因此即便当其使用现场温湿度不保持恒定时仍获得最佳性能，那将是可心的。具体地说，这样的聚氨酯组合物将是有利的它保持该起始原料的可心低粘度却又具有能提高到避免从垂直表面流走程度的混合物粘度。另外，若能开发一种用此种聚氨酯组合物制成的复合材料，以便用此种复合材料衬里的沟渠的外边缘得到充分保护从而基本避免渗漏且没有大量聚氨酯组合物沉积在沟渠的底部，那将是可心的。
技术实现思路
本专利技术涉及由一种反应混合物生成的聚氨酯组合物，其特征在于该反应混合物的粘度可调且包含a)一种异氰酸酯基团含量至少是10wt％的液态多异氰酸酯；b)一种异氰酸酯活性组分，包含具有2～6个羟基基团和至少250～约8,000的数均分子量的聚醚多元醇和占b)的总重量0～10wt％的、羟基当量介于约31～99的低分子量(即，数均分子量低于250)二醇或三醇；c)一种能催化羟基基团与异氰酸酯基团之间反应的催化剂；d)相对于每100重量份组分b)而言，其量为0.2～约5.0重量份的粘度调节材料如二胺、多胺或胺封端多元醇；以及任选地，(e)一种填料。本专利技术还涉及一种以粘度可调为特征的聚氨酯-生成反应混合物、由此种可调聚氨酯-生成反应混合物制备的聚氨酯土工布复合材料、生产此种复合材料的方法和用此种复合材料给沟渠或运河衬里的方法。该聚氨酯-生成反应混合物的特征在于，该可调混合物粘度在施涂期间，例如当施涂到基材上时仍保持可流动。所谓“可流动”是指，混合物粘度可调的聚氨酯生成组合物在施涂到基材上之后，依然是一种其粘度低到足以在诸如土工布之类基材上均匀涂布，却又高到在它施涂到基材上之后足以避免从诸如沟渠和/或运河的垂直表面流走的自流平液体。该聚氨酯-生成混合物中粘度调节化合物的含量随着温度的增加而增加，随着温度的降低而降低，以便在任何施涂温度都达到可心的混合物粘度，而胶凝时间不显著缩短。本专利技术这些以及其他优点在研读了下面的说明和所附权利要求之后将得到更好的理解。具体实施例方式本专利技术涉及一种其粘度可调的聚氨酯-生成混合物，它包含a)一种异氰酸酯基团含量至少是10wt％的液态多异氰酸酯；b)一种异氰酸酯活性组分，包含具有2～6个羟基基团和至少250～约8,000的数均分子量的聚醚多元醇和占b)的总重量0～10wt％的、羟基当量介于约31～99的低分子量二醇或三醇；c)一种能催化羟基基团与异氰酸酯基团之间反应的催化剂；d)相对于每100重量份组分b)而言，其量为0.2～约5.0重量份的粘度调节材料如二胺、多胺或胺封端多元醇；以及任选地，(e)一种填料。本专利技术还涉及由此种聚氨酯-生成混合物制备的聚氨酯、由此种聚氨酯-生成混合物制备的聚氨酯土工布复合材料以及此种复合材料在沟渠和运河上的应用。本专利技术聚氨酯土工布复合材料是通过一种土工布浸渍以上述混合物粘度可调聚氨酯-生成混合物，并让聚氨酯组合物固化而制成的。本专利技术还涉及衬以聚氨酯土工布复合材料的沟渠或运河，制法如下将混合物粘度可调聚氨酯-生成混合物配置或浸渍到土工布表面或内部，在混合物充分固化前将土工布铺到沟渠或运河表面上从而与沟渠或运河表面形状共形，然后让聚氨酯组合物充分固化形成起防渗漏衬里作用的复合材料。这里所使用的术语“土工布”是指由天然或合成纤维生产的任何织造或非织造多孔毯或垫。术语“沟渠”和“运河”彼此通用并用来指任何其中具有凹陷或具有倾斜侧面的液体-承载表面。土工布主要被用来作土壤表面的衬里。此种衬里也可用来铺衬屋面、池塘、水库、填埋场、地下储罐、运河或沟渠。土工布的例子包括织造或非织造聚丙烯、聚酯、黄麻和棉布等。任何具有至少10wt％，优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合物粘度可调的聚氨酯－生成反应混合物，包含：ａ）一种异氰酸酯基团含量至少是１０ｗｔ％的液态多异氰酸酯；ｂ）一种异氰酸酯活性组分，包含具有２～６个羟基基团和２５０～约８，０００的数均分子量的聚醚多元醇和占ｂ）的总重量０～ １０ｗｔ％的、羟基当量介于约３１～９９的低分子量二醇或三醇；ｃ）一种能催化羟基基团与异氰酸酯基团之间反应的催化剂；ｄ）相对于每１００重量份异氰酸酯活性组分ｂ）而言，其量为０．２～约５．０重量份的粘度调节组分；以及任选 地，（ｅ）一种填料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PH马库施，R格特尔，
申请(专利权)人：美国拜尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]