CN1496379A - 用不垂挂型聚氨酯组合物修补运河和沟渠的方法 - Google Patents

Abstract

利用不垂挂型聚氨酯组合物，在混凝土、土方运河或沟渠之上所施加的聚氨酯/土工织物复合物中的裂缝被密封和表面缺陷被修复。这一不垂挂型聚氨酯组合物是多异氰酸酯，高分子量多羟基化合物和含有至少两个氨基的化合物的反应产物。低分子量二醇或三醇，催化剂和填料任选包括在聚氨酯－形成用反应混合物中。

Description

用不垂挂型聚氨酯组合物修补运河和沟渠的方法

发明技术领域

本发明涉及用不垂挂型(non-sagging)聚氨酯组合物来密封被施加于混凝土或土方构建的运河和/或沟渠上的聚氨酯/土工织物复合物的裂缝的方法。本发明还涉及用不垂挂型聚氨酯组合物修补聚氨酯/土工织物复合物的方法。本发明进一步涉及用不垂挂型聚氨酯组合物修复混凝土运河和/或沟渠的方法。本发明还涉及衬有聚氨酯/土工织物复合物的沟渠和/或运河，其中运河和/或沟渠的完整性用不垂挂型聚氨酯组合物来保持。

发明背景

近年来，天然资源的管理在全世界的许多国家中已变得重要。人们致力于我们的资源的保护以及防止我们的环境受污染。特别强调的是废物渗漏和水流失。

在利用无衬层的灌溉沟渠来实现的水分配中的损失估计最小应该是25％和在一些情形下高于50％，这取决于沟渠表面的孔隙度和水流动的距离。在大多数的农村地区，沟渠是通过挖掘土壤到预定深度和宽度所形成的。该水通过该沟渠，与暴露的自然表面接触。这能够是砂，粘土，岩石等，更通常是它们的混合物。该孔隙度将取决于不同组分的比例。

在无衬层的灌溉沟渠中水的损失在一些时候被认为是可接受的，仅仅因为水的供应超过需求。然而，随着文明的发展和世界人口增长，需要更多的水用于更多食品生产中和显著提高非农业应用。除了在卫生方面的更大民用，工业上现在使用大量的水用于制造和处理过程中。

大量的消耗加上开发新水源的极高成本已经将人们的注意力转移到水资源保护。已经开发了利用较少水的家用电器。同时，工业上安装了再循环的净化系统以减少耗水量。

虽然保护工作已经在一定程度上减少了耗水量，但是水仍然相对供应不足，特别地近年来在美国和其它国家发生严重干旱。因为大部分的成本有效的保护机会和易得的水源都早已开发，必须将更多的注意力投入到改进水分配系统的效率上。

已经在水分布中进行了改进。有限量的沟渠和运河已经衬有混凝土和/或预先形成的混凝土管。当适当地使用时，混凝土是耐久的和具有长寿命。然而，混凝土在施工和修整上花费大并且在固化过程中受到不适宜温度的损害。同时，混凝土易受冻害、裂化和起伏，导致渗漏。

形成运河和沟渠的复合物衬里的方法和用于进行该方法的装置例如公开于美国专利4,872,784；4,955,759；4,955,760；5,049,006；5,062,740；5,421,677；5,607,998；和5,639,331中。

美国专利5,421,677(“’677专利”)涉及形成沟渠衬里的改进方法。’677专利的方法公开了包括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的混合物的用途。’677专利的混合物被分配在土工织物上，因此形成了液体聚氨酯浸泡的土工织物复合物。该液体聚氨酯浸泡过的土工织物复合物然后被放置在需要衬层的区域的表面上以固化，据此形成了聚氨酯/土工织物复合物。该聚氨酯/土工织物复合物必须加以裁切以便放置在需要衬层的区域中的障碍物上。在运河中，例如，存在着障碍物如阀门和闸门。当沿着这些障碍物裁切该聚氨酯/土工织物复合物时，在需要衬层的区域的表面与聚氨酯/土工织物复合物之间产生裂缝。这些裂缝必须密封以便在需要衬层的区域与聚氨酯/土工织物复合物之间获得水密性连接。

不垂挂型聚氨酯组合物特别适合于用作裂缝密封剂，因为它能够作为珠粒被施加于裂缝上，随后能够使用例如刮勺铺展在裂缝上。不垂挂型聚氨酯组合物将对沟渠和/或运河的混凝土以及对聚氨酯/土工织物复合物显示优良的粘合性，并且在固化之后提供水密封。相同的不垂挂型组合物可用于填充在聚氨酯/土工织物复合物中的撕裂、割裂和/或其它磨蚀。另外，相同的不垂挂型组合物能够用于填充在混凝土中的孔和裂纹或用于在聚氨酯/土工织物复合物的应用之前固化混凝土的松散块。

各种不垂挂型聚氨酯组合物是现有技术中已知的和描述在，例如，美国专利4,444,976；4,552,934；4,698,408；4,728,710；4,743,672；4,954,199；4,994,540；5,059,672；5,164,473；和5,166,303中。

这些专利公开了基本上由多异氰酸酯或多异氰酸酯预聚物组分和含有多元醇和多胺的固化剂组分组成的双组分聚氨酯。

美国专利4,444,976(“’976专利”)公开了耐垂挂的粘合剂双组分组合物。这些组合物需要异氰酸酯预聚物，含有至少2-5个羟基的低分子量多元醇和具有至多约325的分子量的仲二胺。在’976专利中所要求的粘合剂在24℃下显示至少两分钟的胶凝时间。在’976专利中所要求的粘合剂的较短胶凝时间使得它不适合于通常需要10分钟以上的胶凝时间的户外应用。

美国专利5,607,998(“’998专利”)也公开了不垂挂型聚氨酯组合物。这些组合物需要液体多异氰酸酯，液体异氰酸酯-反应性混合物，一种或多种含羟基的化合物，一种或多种二胺，多胺，胺基终止的聚醚和它们的混合物，其中至少一种的该有机化合物含有至少一个芳族氨基，和一种或多种低分子量二醇或三醇，和由玻璃小薄片和滑石组成的无机填料混合物。滑石添加到含玻璃小薄片的液体聚氨酯原材料中可提供均匀的、相稳定的体系。在’998专利中描述的反应混合物形成了不垂挂型聚氨酯组合物，它一旦完全固化之后是可砂磨的。两种填料的使用-其中一种是极易造成磨蚀的玻璃填料-在不需要可砂磨性的应用中是一个缺点。

每当根据’677专利来安装沟渠衬层时，浸泡了液体可固化的聚氨酯的土工织物片是以下面方式进行施工，使得这些片在一定程度上重叠，以便在树脂固化之后获得无缝的衬层。由于在污物和破裂混凝土沟渠中的不均匀性，常常在重叠部分的裂缝中形成皱纹，导致了形成开孔和潜在的渗漏。这是一个必须加以解决的问题，以便为运河和沟渠提供功能衬层。

在聚氨酯土工织物复合物中有大皱纹的情况下，获得了对表面的不充分粘合并且水可渗出到衬层的背后，并可导致衬层与基底的分离。在这些情况下，皱纹优选被剖开。该衬层然后必须被调整至表面上并将新产生的裂缝进行密封。

运河和沟渠具有滑行闸门岔道(slidegate turnouts)以便将水流引导至其它沟渠或通过溢流来灌溉田野。该聚氨酯土工织物复合物衬层必须沿着这些出口进行裁切而且在沟渠表面和衬层之间的裂缝必须密封以避免水穿透到衬层的背后。为了解决以上问题，需要应用裂缝密封剂。

在早已有衬层的运河和沟渠中，可能会以形成对衬层的割裂、撕裂和/或其它磨蚀的形式对衬层造成损害，需要将衬层加以修复以便再次完全地发挥作用。

在穿过开裂和破裂的混凝土发生渗漏的混凝土运河和沟渠中，常常需要照原样或在新衬层的应用之前修补、固化和修复裂化和破裂的混凝土。

由于上述原因，希望开发不垂挂型的聚氨酯组合物，它能够用作聚氨酯/土工织物复合物的裂缝密封剂。也希望将同一组合物用作不垂挂型聚氨酯组合物以修复在聚氨酯/土工织物复合物上的割裂、撕裂和/或其它磨蚀。最后，还希望将该不垂挂型聚氨酯组合物用于修复在运河和/或沟渠中的破裂和/或疏松的混凝土。

发明概述

本发明的目的是提供一种密封被安装在沟渠和/或运河中的聚氨酯/土工织物复合物的裂缝的方法。

本发明的另一目的是提供修补被安装在沟渠和/或运河中的聚氨酯/土工织物复合物的方法。

本发明的再一目的是提供修复在运河和/或沟渠中的疏松和/或损害混凝土的方法。

本发明的还有一个目的是提供衬有聚氨酯/土工织物复合物的沟渠和/或运河，其中运河和/或沟渠的完整性已经用不垂挂型聚氨酯组合物得以保持。

这些和其它目标，它们对于本领域中的那些技术人员是显而易见的，将不垂挂型聚氨酯组合物分配到需要密封、修复和/或修补的区域上得以完成，不垂挂型聚氨酯组合物是以下组分的反应产物：a)液体多异氰酸酯组分；b)大约80-98wt％的，基于b)和c)的总重量，液体异氰酸酯反应性组分，后者包括一种或多种具有大约2到大约6个羟基和至少250到大约8,000的数均分子量的含羟基化合物，以及，任选地，一种或多种具有大约31到99的羟基当量的低分子量二醇或三醇；c)大约2-20wt％的，基于b)和c)的总重量，含有至少两个氨基的异氰酸酯反应性化合物；任选地，d)一种或多种填料；和任选地，e)催化剂。

发明详述

本发明涉及用于密封在运河和/或沟渠中聚氨酯/土工织物复合物的裂缝的方法，包括将不垂挂型聚氨酯组合物分配到聚氨酯/土工织物复合物的裂缝上和让组合物固化。本发明进一步涉及修补在运河和/或沟渠中聚氨酯/土工织物复合物的方法，包括将不垂挂型聚氨酯组合物分配到需要修补的表面上和让组合物固化。本发明还涉及修复在运河或沟渠中的疏松和/或损害混凝土的方法，包括将不垂挂型聚氨酯组合物分配到混凝土的碎块上或在两个或更多个混凝土碎块之间，让损害和/或疏松的混凝土与其它混凝土碎块相结合和让组合物固化。本发明还涉及衬有聚氨酯/土工织物复合物的沟渠和/或运河，其中运河和/或沟渠的完整性用不垂挂型聚氨酯组合物来保持。

该不垂挂型聚氨酯组合物是包括以下组分的混合物的反应产物：a)液体多异氰酸酯组分；b)80％-98％的，优选90％-98％，更优选，94％-97％，液体异氰酸酯反应性组分，后者包括：(i)一种或多种具有大约2到大约6个羟基，优选2或3个羟基和至少250到大约8,000，优选大约400到大约4,000的数均分子量的含羟基化合物，和，任选地，(ii)至多10wt％的，基于b)的总重量，一种或多种具有大约31到99的羟基当量的低分子量二醇或三醇；c)2-20wt％的，优选大约2-10wt％，更优选大约3-6wt％，基于b)和c)的总重量，含有至少两个氨基的异氰酸酯反应性化合物，优选二胺，多胺，氨基终端的聚醚和/或它们的混合物；任选地，d)一种或多种填料，用量是基于组合物总重量的至多80wt％，优选用量是20-50wt％；和任选地，e)催化剂，优选有机金属催化剂。优选的是，液体异氰酸酯反应性组分b)，含有至少两个氨基的异氰酸酯反应性化合物c)，和任选包括的填料d)和催化剂e)中任何一种是在与液体多异氰酸酯组分a)混合之前被掺混。

这里所使用的术语“沟渠”和“运河”可以互换使用并能够指具有凹坑或坡度的任何液体承载面。

已知的液体多异氰酸酯中的任何一种可用于生产用于本发明的实施中的聚氨酯组合物。合适的液体有机多异氰酸酯包括脂肪族，环脂族，芳脂族，芳族，和杂环族多异氰酸酯，它们的类型例如由W.Siefken描述在Justus Liebigs Annalen der Chemie，562，75到136页中。此类异氰酸酯包括由通式Q(NCO)n表示的那些，其中n表示2到大约5，优选2到3的数，Q表示含有2-约18个、优选6-10个碳原子的脂族烃基，含有4-约15个、优选5-10个碳原子的环脂族烃基，含有8-15个、优选8-13个碳原子的芳脂族烃基，或含有6到大约15，优选6到13个碳原子的芳族烃基。合适的多异氰酸酯的例子包括：亚乙基二异氰酸酯；1，4-四亚甲基二异氰酸酯；1，6-六亚甲基二异氰酸酯；1，12-十二烷二异氰酸酯；环丁烷-1，3-二异氰酸酯；环己烷-1，3-和1，4-二异氰酸酯，和这些异构体的混合物；1-异氰酸根-3，3，5-三甲基-异氰酸根甲基环己烷(“异佛尔酮二异氰酸酯”(参见，例如美国专利3,401,190))；2，4-和2，6-甲基环己烷二异氰酸酯和这些异构体的混合物；二环己基甲烷-4，4’-二异氰酸酯(“氢化MDI”，或“HMDI”)；2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯和这些异构体的混合物(“TDI”)；二苯基甲烷-2，4’和/或-4，4’-二异氰酸酯(“MDI”)；通过苯胺与甲醛缩合，随后光气化所获得的那一类型的多亚甲基多(苯基异氰酸酯)(“粗MDI”)(它们描述在例如英国专利878,430和848,671中)；降冰片烷二异氰酸酯(如描述在美国专利3,492,330中)；间和对异氰酸根苯基磺酰基异氰酸酯(属于被描述在美国专利3,454,606中的类型)；全氯化芳基多异氰酸酯(属于在例如美国专利3,227,138中描述的类型)；含有碳化二亚胺基团的改性多异氰酸酯(属于被描述在美国专利3,152,162中的类型)；含有脲烷基团的改性多异氰酸酯(属于例如在美国专利3,394,164和3,644,457中描述的类型)；含有脲基甲酸酯基团的改性多异氰酸酯(属于例如在英国专利994,890中描述的类型)；含有异氰脲酸酯基团的改性多异氰酸酯(属于例如在美国专利3,002,973，德国专利文本1,022,789，1,222,067和1,027,394，和德国公开文本1,919,034和2,004,048中描述的类型)；含有脲基团的改性多异氰酸酯(属于在德国专利文本1,230,778中描述的类型)；含有缩二脲基团的多异氰酸酯(属于例如在美国专利3,124,605和3,201,372中，和在英国专利889,050中描述的类型)；由调聚反应获得的多异氰酸酯(属于例如在美国专利3,654,106中描述的类型)；含有酯基的多异氰酸酯(属于例如在英国专利965,474和1,072,956中，和在美国专利3,567,763中描述的类型)；上述异氰酸酯与乙缩醛的反应产物(如在德国专利文本1,072,385中所述)；和含有聚合脂肪酸基团的多异氰酸酯(属于在美国专利3,455,883中描述的类型)。还有可能使用工业规模的异氰酸酯生产中所积累的含有异氰酸酯的蒸馏残渣，任选是以在一种或多种上述多异氰酸酯中的溶液形式。还有可能使用上面描述的多异氰酸酯的混合物。

通常，优选使用容易获取的多异氰酸酯，如2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯和它们的异构体混合物(“TDI”)；二苯基甲烷二异氰酸酯(“MDI”)；通过苯胺与甲醛缩合和然后光气化所获得的那一类型的多亚甲基多(苯基异氰酸酯)(“粗MDI”)；和含有碳化二亚胺基团，脲烷基团，脲基甲酸酯基团，异氰脲酸酯基团，脲基团，或缩二脲基团的多异氰酸酯(“改性多异氰酸酯”)。苯胺/甲醛缩合物的市场上可买到的光气化产物是用于本发明中的最优选的多异氰酸酯。

通常，脂肪族和环脂族多异氰酸酯不太适合于本发明的目的。

优选的液体多异氰酸酯是异氰酸酯基含量为大约10到50％(按重量计)，优选15到35％(按重量计)，最优选30到33％(按重量计)的那些多异氰酸酯。一般优选的是，所使用的多异氰酸酯在25℃下具有低于15,000mPa·s的粘度。

也优选的是，所使用的多异氰酸酯在环境温度下是非挥发性的。目前最优选的异氰酸酯是具有15-33.5wt％，优选30-33wt％的NCO含量和在25℃下的粘度为20-3,000mPa·s的多亚甲基多(苯基异氰酸酯)，和已经用多元醇制得的该异氰酸酯的液体加合物。

可用于本发明中的具有约2-约6个羟基的合适的液体多异氰酸酯-反应性物质包括具有250-8,000，优选大约400-大约4,000的数均分子量的那些有机化合物(“高分子量多元醇”或“高分子量异氰酸酯反应性化合物”)。这些化合物包括，例如，为聚氨酯的生产所已知的那些类型的聚醚，聚酯，多硫醚，聚缩醛，和聚碳酸酯。优选的化合物包括一种或多种含有2到6个异氰酸酯-反应性基团和具有400到4,000的分子量的聚醚多醇。

合适聚醚多醇的例子包括，例如，通过环氧化物类如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、四氢呋喃、氧化苯乙烯或表氯醇，任选在路易斯酸如BF3存在下，的聚合反应所制得的，或通过此类环氧化物(任选作为混合物或按顺序添加)的化学加成到含有活泼氢原子的起始组分如水、醇或胺上所制得的聚醚。起始组分的例子包括乙二醇，1，3-或1，2-丙二醇，1，2-，1，3-，或1，4-丁二醇，三羟甲基丙烷，4，4’-二羟基二苯基丙烷，苯胺，氨，乙醇胺，和乙二胺。属于例如在德国设计文本1,176,358和1,064,938中描述的那一类型的蔗糖聚醚也可根据本发明来使用。含有占优势的伯羟基的聚醚(至多大约90wt％，基于聚醚中全部的羟基)也是合适的。属于例如通过苯乙烯和丙烯腈在聚醚存在下的聚合所获得的那一类型的被乙烯基聚合物改性的聚醚(例如，美国专利3,383,351、3,304,273、3,523,093和3,110,695和德国专利1,152,536)也是合适的，与含有羟基的聚丁二烯一样。特别优选的聚醚多醇包括聚氧化烯聚醚多醇，如聚氧化丙烯二醇，聚氧化丁烯二醇，和聚四亚甲基二醇，以及聚氧化丙烯聚氧化乙烯二醇和三醇。

合适聚醚多醇的其它例子包括所谓的“PHD多元醇”，它们是通过有机多异氰酸酯，肼，和聚醚多醇的反应所制备。该多元醇公开于美国专利3,325,421中，它描述了通过已溶于具有至少500的分子量和不超过225的羟值的多元醇中的化学计量或亚化学计量的用量(相对于二胺)的多异氰酸酯进行反应来生产PHD多元醇的方法。也参见美国专利4,042,537和4,089,835，它们的文本被引入这里供参考。

适合用作液体多异氰酸酯-反应性组分的聚醚多醇的附加例子包括所谓的“聚合物多元醇”，它们是通过在聚醚存在下聚合苯乙烯和丙烯腈所制备。参见，例如，美国专利3,383,351；3,304,273；3,523,093；3,652,639；3,823,201和4,390,645，它们的文本被引入这里供参考。

最优选的聚醚是不含有环氧乙烷单元的聚氧化丙烯聚醚。

任选地，具有约31-99的羟基当量的一种或多种低分子量(即分子量低于250，数均)有机二醇或三醇能够用作异氰酸酯反应性组分的一部分。这些化合物包括，例如，2-甲基-1，3-丙二醇，乙二醇，1，2-和1，3-丙二醇，1，3-和1，4-和2，3-丁二醇，1，6-已烷二醇，1，10-癸烷二醇，二甘醇，三甘醇，四甘醇，二丙二醇，三丙二醇，甘油，三羟甲基丙烷，新戊二醇，环己烷二甲醇，和2，2，4-三甲基戊烷-1，3-二醇。优选的二醇和三醇包括，例如，二丙二醇和三丙二醇。该二醇和/或三醇能够以基于异氰酸酯反应性组分b)的总重量的至多10wt％的量使用。

用作在聚氨酯-形成用反应混合物中的组分c)的合适胺化合物包括：具有在约62-400范围内的分子量的脂肪族、环脂族和芳族二胺和三胺。虽然大体上任何此类异氰酸酯-反应性二胺或三胺都能使用，但是优选的异氰酸酯-反应性胺是仅仅具有伯氨基的脂肪族、环脂族或芳族二胺。特别优选的二胺是脂肪族或环脂族二胺如乙二胺，六亚甲基二胺，双(4-氨基环己基)甲烷，和1-氨基-3，3，5-三甲基-5-氨基甲基环己烷(“IPDA”)。最优选的二胺是双(4-氨基环己基)甲烷。

芳族二胺也适合用作本发明的聚氨酯-形成用反应混合物中的组分c)。典型的芳族二胺具有大约108到大约400的分子量和优选含有仅仅芳族基上键接的伯或仲(优选伯)氨基。该芳族二胺优选具有在氨基的至少一个邻位上的烷基取代基。尤其，该芳族二胺优选具有位于这些氨基当中的一个的邻位上的至少一个C₁-C₃烷基取代基和位于另一个氨基的邻位上的两个C₁-C₃烷基取代基。在至少一个该邻位上有乙基、丙基和/或异丙基取代基和任选在另一个邻位上存在甲基取代基的二胺类是尤其优选的。此类芳族二胺的混合物当然也是合适的。合适的芳族二胺包括：2，4-二氨基均三甲基苯，1，3，5-三乙基-2，4-苯二胺，1，3，5-三异丙基-2，4-苯二胺，1-甲基-3，5-二乙基-2，4-二氨基-均三甲苯，1-甲基-3，5-二乙基-2，6-苯二胺，4，6-二甲基-2-乙基-1，3-苯二胺，3，5，3′，5’-四乙基-4，4-二氨基二苯甲烷，3，5，3′，5′-四异丙基-4，4′-二氨基二苯甲烷，和3，5-二乙基-3′，5′-二异丙基-4，4′-二氨基二苯基甲烷。其它合适的但不太优选的芳族二胺包括：1，4-苯二胺，2，4-二氨基甲苯，2，4′-或4，4′-二氨基二苯甲烷，3，3′-二甲基-4，4′-二氨基二苯基甲烷，4，4′-二氨基二苯基丙烷-(2，2)，叔丁基甲苯二胺，1-甲基-3，5-双(甲硫基)-2，4-或-2，6-苯二胺，以及此类二胺的混合物。特别优选的芳族二胺包括：1-甲基-3，5-二乙基-2，4-苯二胺，单独或与1-甲基-3，5-二乙基-2，6-苯二胺的混合物。

用作组分c)的合适的但不太优选的异氰酸酯-反应性胺同时含有羟基和氨基。此类化合物与上述化合物的混合物根据本发明当然是适合使用的。

用于聚氨酯-形成用反应混合物中的其它合适的胺化合物包括被芳族氨基终止的聚醚，所谓的含有芳族基上键接的伯或仲(优选伯)氨基的胺终止的聚醚。含有氨端基的化合物也可以通过脲烷、酯或醚基团连接于聚醚链上。这些芳族胺终止的聚醚能够通过现有技术中已知的几种方法中的任何一种来制备。

在制备芳族胺终止的聚醚的一种方法中，适合用于本发明的组分b)中的那一类型的较高分子量聚醚多醇被转化成相应的胺基终止的聚醚。用于制造含有芳族氨端基的聚醚的方法公开在美国专利3,808,250、3,975,428和4,016,143中。含有氨端基的较高分子量化合物也能够根据美国专利3,865,791通过以多羟基聚醚为基础的异氰酸酯预聚物与含有羟基的烯胺、醛亚胺或酮亚胺反应和然后水解该反应产物来获得。

优选的芳族胺终止的聚醚包括通过含有异氰酸酯端基的化合物的水解所获得的氨基聚醚。例如，在德国公开文本2,948,419中公开的方法中，含有羟基(优选两个或三个羟基)的聚醚与多异氰酸酯反应而形成异氰酸酯预聚物，它的异氰酸酯基然后在第二步骤中水解而形成氨基。特别优选的胺终止的聚醚通过将具有0.5-40wt％的异氰酸酯基含量的芳族异氰酸酯化合物加以水解来制备。最优选的此类聚醚是通过首先让含有两个到四个羟基的聚醚与过量的芳族多异氰酸酯反应形成异氰酸酯终端的预聚物和然后通过水解将异氰酸酯基转化成氨基来制备。

使用异氰酸酯水解技术的有用的胺终端聚醚的生产方法已描述在美国专利4,386,218；4,454,730；4,472,568；4,501,873；4,515,923；4,525,534；4,540,720；4,578,500；和4,565,645中，它们的全部公开内容被引入这里供参考。类似的产物也被描述在美国专利4,506,039；4,525,590；4,532,266；4,532,317；4,723,032；4,724,252；和4,855,504中。

其它合适的胺基终端的聚醚包括氨基苯氧基取代的聚醚，它们描述在例如已公开的欧洲专利申请0288825和0268849中。

二胺、多胺和胺终端的聚醚能够单独或组合使用。优选的是将这些胺与其他异氰酸酯反应性化合物相掺混，之后将它们与异氰酸酯混合。

任选地，填料可用于本发明中。这里有用的填料也是已知的。有用的填料包括碳酸钙，硫酸钡，硅藻土，白垩粉，云母，玻璃纤维，液晶纤维，玻璃小薄片，玻璃球，芳族聚酰胺纤维和碳纤维。另外，基本上任何类型的研磨固体塑料(如聚氨酯废粉料)和橡胶废料(如从轮胎获得)也可使用。橡胶细粉是目前优选的填料。

如果使用，催化剂e)能够以大约0.0001％到大约1％(按重量计)，优选0.0001％到大约0.1％(按重量计)的量用于本发明中，基于液体异氰酸酯反应性组分的总重量。可以用于本发明的催化剂包括，例如，各种有机金属化合物，包括，例如，羧酸类的锡(II)盐，羧酸类的二烷基锡盐，二烷基锡硫醇盐和二烷基锡二硫代酯(dialkyl tindithioesters)。当然，也有可能使用这些催化剂中的任何一种，它们是聚氨酯化学领域中的那些技术人员所已知的。优选使用有机金属化合物作为本发明中的催化剂。

本发明的不垂挂型修补剂可以利用双组分混合/计量机来生产，它们使用混合头或静态混合器来确保精确的NCO∶OH比率。通过在软容器如塑料袋中将反应混合物捏和大约1-2分钟，裁切该袋子的一角和挤榨出该修补剂，来实现手工混合。两种组分中的每一种也可以放置于双组分堵缝喷枪的筒体当中的每一个中。这些组分通过使用在堵缝喷枪的尖头的静态混合器来混合，随挤榨出的物料形成不垂挂型珠粒。

根据本发明的用于密封沟渠或运河的该聚氨酯组合物优选通过让异氰酸酯和异氰酸酯-反应性组分b)和c)在大约140到90，优选大约110到100的异氰酸酯指数反应来生产。该术语“异氰酸酯指数”(通常也称为NCO指数)，在这里被定义为异氰酸酯的当量数，除以含有异氰酸酯-反应性氢的物质的总当量数，乘以100(NCO/(OH+NH)×100)。

用于本发明的实施中的不垂挂型聚氨酯组合物典型地具有大约2到60分钟，优选大约2到20分钟的施工时间(即这样一段时间，在该时间中它被成功地用于密封或修补基底)，在该时间中可以施涂不垂挂型聚氨酯组合物。一旦该不垂挂型聚氨酯组合物被施涂之后，不垂挂型聚氨酯组合物的最终固化是在环境温度下大约2到24小时中，优选在环境温度下大约2到6小时中完成。该固化时间当然可通过为本领域中的那些技术人员所已知的任何技术来加速。

可用于本发明的实施中的不垂挂型聚氨酯组合物显示出了对混凝土以及对聚氨酯/土工织物复合物衬里的优良的粘合性。此外，在不垂挂型聚氨酯组合物固化后，它具有物理性能(即伸长率，拉伸强度)，类似于在需要修复或安装的聚氨酯/土工织物复合物衬里的制造中所使用的聚氨酯组合物。

运河和/或沟渠的完整性是用本发明的不垂挂型聚氨酯组合物来保持的。在本发明的一个实施方案中，该沟渠和/或运河是用如描述在美国专利5,639,331中的机器来进行衬层。

本发明进一步通过下面的实施例来说明但不受它们的限制，其中份和百分比是按重量计，除非另作说明。

实施例：

异氰酸酯A：具有大约31.5％的NCO含量，2.6的官能度和在25℃下200mPa·s的粘度的多亚甲基多(苯基异氰酸酯)。

多元醇1：单乙醇胺起始的环氧丙烷聚醚多醇，它具有大约350的OH值，大约3的官能度和大约481的数均分子量。

多元醇2：甘油起始的环氧丙烷聚醚多醇，它具有大约250的OH值，大约3的官能度和大约670的数均分子量。

多元醇3：丙二醇起始的环氧丙烷聚醚多醇，它具有56的OH值，大约2的官能度和大约2,000的分子量。

胺1：双(4-氨基环己基)甲烷

催化剂A：二月桂酸二甲基锡，作为Fomrez UL-28从Witco商购。

下列多元醇共混物用于每一个实施例中：

多元醇共混物A

10pbw多元醇1

45pbw多元醇2

45pbw多元醇3

100g多元醇共混物A，0.003g催化剂A和3.5g胺1在1/2加仑ZIPLOCK袋子中混合，之后添加47.3g的异氰酸酯。在添加该异氰酸酯之后，该粘度显著地提高，反应组合物在袋子中捏和至少2分钟以获得彻底混合。然后切下袋子的一角，该不垂挂型聚氨酯组合物作为珠粒被挤出。该组合物保持可涂抹状态达至少1小时并在4小时内固化成固体弹性体材料。

该不垂挂型聚氨酯组合物可用于与在运河和/或沟渠中安装聚氨酯/土工织物复合物有关的许多应用中。在一个应用中，该不垂挂型聚氨酯组合物利用刮勺被刮涂在聚氨酯/土工织物复合物上的割裂、撕裂、磨蚀和/或类似之处，并且在固化之后，形成了与聚氨酯/土工织物复合物的强力水密性密封。在另一个应用中，不垂挂型聚氨酯组合物作为裂缝密封剂被施涂于聚氨酯/土工织物复合物的重叠部分上以实现水密性密封。在再另一应用中，在聚氨酯/土工织物复合物被安装在沟渠和/或运河中之后，在聚氨酯/土工织物复合物上的皱纹、气泡和类似物被切开并施涂不垂挂型聚氨酯组合物而实现水密性密封。在仍然另一个应用中，该不垂挂型聚氨酯组合物被施涂，在滑动闸门岔道(turnouts)周围粘结聚氨酯/土工织物复合物。在仍然另一个应用中，混凝土的疏松块通过施涂本发明的不垂挂型聚氨酯组合物而被粘结在一起和粘结于沟渠的表面上。

表1：

	实施例1*	实施例2
			多元醇共混物A(克)	100	100
异氰酸酯A(克)	42.7	47.3
			胺1(克)	-	3.5
指数(NCO/OH×100)	105	105
			催化剂A浓度(g)	0.003	0.003
粘度(mPa.s)	180	浆料

*对比

根据本发明，足够量的胺被添加到该配制料中，如实施例2中所示，产生稠厚的不垂挂型浆料，它可用作本发明的不垂挂型聚氨酯组合物。

虽然已为了说明的目的在前面详细描述了本发明，但是需要理解的是，此类细节仅仅为了该目的，在不脱离由权利要求限定的精神和范围的前提下可由所属技术领域中的技术人员作各种变化。

Claims (47)

1.一种用于密封在运河和/或沟渠中的聚氨酯/土工织物复合物的方法，包括将不垂挂型聚氨酯组合物分配到聚氨酯/土工织物复合物的裂缝上和让组合物固化，该不垂挂型聚氨酯组合物包括一种混合物的反应产物，该混合物包括：

a)液体多异氰酸酯组分；

b)80-98wt％的，基于b)和c)的总重量，液体高分子量异氰酸酯反应性组分，后者包括具有大约2到大约6个羟基和至少250的数均分子量的一种或多种含羟基的化合物和，0-10wt％的，基于b)的总重量，具有大约31-99的羟基当量的低分子量二醇或三醇；

c)2-20wt％的，基于b)和c)的总重量，含有至少两个胺基的异氰酸酯反应性化合物；

任选的，

d)用量至多80wt％的一种或多种填料，基于不垂挂型聚氨酯组合物的总重量；和

任选的，

e)催化剂。

2.权利要求1的方法，其中液体异氰酸酯反应性组分b)的高分子量含羟基的化合物具有大约400到大约4,000的数均分子量。

3.权利要求1的方法，其中异氰酸酯-反应性化合物c)选自二胺，多胺，胺终端聚醚或它们的组合。

4.权利要求1的方法，其中有机金属催化剂用作催化剂e)。

5.权利要求1的方法，其中该异氰酸酯反应性化合物c)具有至少两个芳族胺基团。

6.权利要求1的方法，其中该异氰酸酯反应性化合物c)具有至少两个脂环族胺基团。

7.权利要求1的方法，其中该液体异氰酸酯组分a)是多亚甲基多(苯基异氰酸酯)。

8.权利要求1的方法，其中液体异氰酸酯反应性组分b)的高分子量含羟基的化合物是聚醚。

9.权利要求8的方法，其中该聚醚不具有任何环氧乙烷单元。

10.权利要求1的方法，其中在不垂挂型的聚氨酯-形成用混合物中包括0％填料d)。

11.权利要求1的方法，其中在不垂挂型的聚氨酯-形成用混合物中不包括催化剂e)。

12.权利要求1的方法，其中液体异氰酸酯反应性组分b)中包括0％低分子量二醇或三醇。

13.权利要求1的方法，其中用于生产不垂挂型聚氨酯组合物的多异氰酸酯和多异氰酸酯反应性组分的量应使得可达到140至90的异氰酸酯指数。

14.权利要求1的方法，其中用于生产不垂挂型聚氨酯的多异氰酸酯和多异氰酸酯反应性组分的量应使得可达到110至100的异氰酸酯指数范围。

15.权利要求1的方法，其中该液体异氰酸酯反应性组分b)和异氰酸酯反应性化合物c)是以90∶10到98∶2的比率使用。

16.一种用于修补在运河和/或沟渠中的聚氨酯/土工织物复合物的方法，包括将不垂挂型聚氨酯组合物分配到在聚氨酯/土工织物复合物上的撕裂、割裂和/或其它磨蚀处上和让组合物固化，该不垂挂型聚氨酯组合物包括一种混合物的反应产物，该混合物包括：

a)液体多异氰酸酯组分；

b)80-98wt％的，基于b)和c)的总重量，液体高分子量异氰酸酯反应性组分，后者包括具有大约2到大约6个羟基和至少250的数均分子量的一种或多种含羟基的化合物和，0-10wt％的，基于b)的总重量，具有大约31-99的羟基当量的低分子量二醇或三醇；

c)2-20wt％的，基于b)和c)的总重量，含有至少两个胺基的异氰酸酯反应性化合物；

任选的，

d)用量至多80wt％的一种或多种填料，基于不垂挂型聚氨酯组合物的总重量；和

任选的，

e)催化剂。

17.权利要求16的方法，其中液体异氰酸酯反应性组分b)的高分子量含羟基的化合物具有大约400到大约4,000的数均分子量。

18.权利要求16的方法，其中化合物c)选自二胺，多胺，胺终端聚醚或它们的组合。

19.权利要求16的方法，其中有机金属催化剂用作催化剂e)。

20.权利要求16的方法，其中该异氰酸酯反应性化合物c)具有至少两个芳族胺基团。

21.权利要求16的方法，其中该异氰酸酯反应性化合物c)具有至少两个脂环族胺基团。

22.权利要求16的方法，其中该液体异氰酸酯组分a)是多亚甲基多(苯基异氰酸酯)。

23.权利要求16的方法，其中液体异氰酸酯反应性组分b)的高分子量含羟基的化合物是聚醚。

24.权利要求23的方法，其中该聚醚没有环氧乙烷单元。

25.权利要求16的方法，其中在不垂挂型的聚氨酯-形成用混合物中包括0％填料d)。

26.权利要求16的方法，其中在不垂挂型的聚氨酯-形成用混合物中不包括催化剂e)。

27.权利要求16的方法，其中液体异氰酸酯反应性组分b)中包括0％低分子量二醇或三醇。

28.权利要求16的方法，其中用于生产不垂挂型聚氨酯组合物的多异氰酸酯和多异氰酸酯反应性组分的量应使得可达到140至90的异氰酸酯指数。

29.权利要求16的方法，其中用于生产不垂挂型聚氨酯组合物的多异氰酸酯和多异氰酸酯反应性组分的量应使得可达到110至100的异氰酸酯指数范围。

30.权利要求16的方法，其中该液体异氰酸酯反应性组分b)和异氰酸酯反应性化合物c)是以90∶10到98∶2的比率使用。

31.一种修复在运河或沟渠中的疏松和/或损坏混凝土的方法，包括将不垂挂型聚氨酯组合物分配到混凝土的碎块上或在两个或更多个混凝土碎块之间，让损坏和/或疏松的混凝土与其它混凝土碎块和/或表面相结合和让组合物固化，不垂挂型聚氨酯组合物包括一种混合物的反应产物，该混合物包括：

a)液体多异氰酸酯组分；

b)80-98wt％的，基于b)和c)的总重量，液体高分子量异氰酸酯反应性组分，后者包括具有大约2到大约6个羟基和至少250的数均分子量的一种或多种含羟基的化合物和，0-10wt％的，基于b)的总重量，具有大约31-99的羟基当量的低分子量二醇或三醇；

c)2-20wt％的，基于b)和c)的总重量，含有至少两个胺基的异氰酸酯反应性化合物；

任选的

d)用量至多80wt％的一种或多种填料，基于不垂挂型聚氨酯组合物的总重量；和

任选的

e)催化剂。

32.权利要求31的方法，其中液体异氰酸酯反应性组分b)的高分子量含羟基的化合物具有大约400到大约4,000的数均分子量。

33.权利要求31的方法，其中化合物c)选自二胺，多胺，胺终端聚醚或它们的组合。

34.权利要求31的方法，其中有机金属催化剂用作催化剂e)。

35.权利要求31的方法，其中该异氰酸酯反应性化合物c)具有至少两个芳族胺基团。

36.权利要求31的方法，其中该异氰酸酯反应性化合物c)具有至少两个脂环族胺基团。

37.权利要求31的方法，其中该液体异氰酸酯组分a)是多亚甲基多(苯基异氰酸酯)。

38.权利要求31的方法，其中液体异氰酸酯反应性组分b)的高分子量含羟基的化合物是聚醚。

39.权利要求31的方法，其中该聚醚没有环氧乙烷单元。

40.权利要求31的方法，其中在不垂挂型的聚氨酯-形成用混合物中包括0％填料d)。

41.权利要求31的方法，其中在不垂挂型的聚氨酯-形成用混合物中不包括催化剂e)。

42.权利要求31的方法，其中液体异氰酸酯反应性组分b)中包括0％低分子量二醇或三醇。

43.权利要求31的方法，其中用于生产不垂挂型聚氨酯组合物的多异氰酸酯和多异氰酸酯反应性组分的量应使得可达到140至90的异氰酸酯指数。

44.权利要求31的方法，其中用于生产不垂挂型聚氨酯组合物的多异氰酸酯和多异氰酸酯反应性组分的量应使得可达到110至100的异氰酸酯指数范围。

45.权利要求31的方法，其中该液体异氰酸酯反应性组分b)和异氰酸酯反应性化合物c)是以90∶10到98∶2的比率使用。

46.一种衬有聚氨酯/土工织物复合物的沟渠和/或运河，其中运河和/或沟渠的完整性用不垂挂型聚氨酯组合物来保持，该不垂挂型聚氨酯组合物包括一种混合物的反应产物，该混合物包括：

a)液体多异氰酸酯组分；

b)80-98wt％的，基于b)和c)的总重量，液体高分子量异氰酸酯反应性组分，后者包括具有大约2到大约6个羟基和至少250的数均分子量的一种或多种含羟基的化合物和，0-10wt％的，基于b)的总重量，具有大约31-99的羟基当量的低分子量二醇或三醇；

c)2-20wt％的，基于b)和c)的总重量，含有至少两个胺基的异氰酸酯反应性化合物；

任选的，

d)用量至多80wt％的一种或多种填料，基于不垂挂型聚氨酯组合物的总重量；和

任选的，

e)催化剂。

47.权利要求46的沟渠或运河，其中化合物c)选自二胺，多胺，胺终端聚醚和它们的组合。