CN1838998A - 粘合剂喷枪、含有粘合剂组分的相关保持器、混合单元和连接件以及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可以由个人手持并用于施加尤其是双组分粘合剂的粘合剂喷枪，其可以简单的方式在粘合剂喷枪中实现粘性较大的粘合剂组分和粘性较小的粘合剂组分之间的较大混合比。另外，本发明涉及一种用于这类粘合剂喷枪中的用于粘性较小的粘合剂组分的保持器、混合单元和连接件。本发明还提供了一种采用这类粘合剂喷枪来施加多组分粘合剂的方法。

Description

粘合剂喷枪、含有粘合剂组分的相关保持器、混合单元和 连接件以及使用方法

技术领域

本发明涉及一种可以由个人手持并用于施加多组分粘合剂尤其是双组分粘合剂的粘合剂喷枪，其包括：第一圆柱状容器，其设有用于将粘性较大的粘合剂组分压出到第一圆柱状容器之外的第一柱塞；第二圆柱状容器，其设有用于将粘性较小的粘合剂组分压出到第二圆柱状容器之外的第二柱塞；第一圆柱状容器和第二圆柱状容器通向其中的混合单元；以及用于移动第一和第二柱塞的驱动机构，该驱动机构设计成使得第一柱塞速度大于第二柱塞的速度。另外，本发明还涉及一种用于这类粘合剂喷枪中的用于粘性较小的粘合剂组分的保持器、混合单元和接件。本发明还涉及一种采用这类粘合剂喷枪来施加多组分粘剂的方法。

背景技术

通常采用粘合剂喷枪来施加多组分粘合剂尤其是双组分粘合剂，粘合剂喷枪包两个平行的圆柱状隔室：用于第一粘合剂组分的第一容器和用于第二粘合剂组分的第二容器。通常，第一粘合剂组分含有在与第二粘合剂组分混合时会固化的成分。一般来说，第二粘合剂组分包括用于固化反应的催化剂，该固化反应包括例如聚合(共聚)、交联或硫化反应。在这种情况下所用的粘合剂喷枪设计成可通过柱塞将这两种组分压出到容器之外，其中两个柱塞同步地移动，以便实现这两种组分从其容器中流出的恒定且均匀的流动。将两种组分汇集起来以便之后经由粘合剂喷枪的混合单元而施加到待处理表面上。为了达到最优的粘合剂效果，这两种组分必须要均匀地混合，其中，精确的混合比是很重要的。

EP 0057465介绍了一种粘合剂喷枪，其中两个柱塞利用机械式分配器并由电动机来驱动，该机械式分配器设计成使得柱塞可以不同的速度移动。机械式分配器可设置成使得两种组分的混合比设定在1∶1到10∶1之间。采用标准类型的双组分粘合剂，这种混合比可带来合理的固化时间和足够质量的所施加粘合剂。然而，这种设计的一个缺点是，该机械式分配器相对复杂且因此易于失效。粘合剂喷枪的耐用性是很重要的，这是由于它们经常必须在易使它们失效的环境中使用。另外，当柱的速度之间存在较大的差异时(例如10∶1)，这种粘合剂喷枪就显很难以恒定的水准维持正确的混合比和获得较好的混合物。

发明内容

本发明的目的是以简单的方式在粘合剂喷枪中实现粘性较大的粘合剂组分和性较小的粘合剂组分之间的较大混合比。

为此，本发明提供了一种如技术领域部分所介绍的粘合剂喷枪，其特征在于，第一圆柱状容器具有比第二圆柱状容器更大的内径。

由于这种简单的调整，就可以实现较大的混合比。圆柱状容器的流率一方面是将粘合剂组分压出到容器之外的柱塞的速度的函数，另一方面是圆柱状容器的内径的函数，该内径与轴向的圆柱长度相结合而决定了圆柱的容积。将柱塞的速度比与圆柱内径的合适比率相组合，可以得到粘性较大的和粘性较小的粘合剂组分之间的大于10∶1、例如20∶1或40∶1的混合比，而在这种情况中不需要复杂的技术手段。顺便提及，对于待选择的粘合剂组分的组合物而言可以想象得到，粘合剂组分基于它们的粘性实际上会被不正确地命名；命名只是用于区分两种不同的粘合剂组分。通过将用于以不同速度移动柱塞的单的机械式分配器和具有不同内径的圆柱相组合，就可以获得比有技术中已知的粘合剂组分的更大混合比，同时不会影响粘合剂枪的耐用性。在这种情况下，柱塞速度之间的比率可以是固定的，但是也可以构思出可调节的机械式分配器，例如从EP0057465中已知的那种。驱动机构例如可包括电动机。

优选将驱动机构设计成使得第一柱塞的速度是第二柱塞的速度的至少1.5倍大。由于速度的不同，第一柱塞从第一容器中压出的粘性较大组分的流率是第二柱塞从第二容器中压出的粘性较小组分的流率的至少1.5倍大。通过将柱塞的速度比与圆柱状容器横截面(垂直于圆柱的纵向方向)的面积的比率相乘，就可以得到粘性较大和粘性较小的组分的流率的最终比率，其因此会远远大于1.5，例如可为10∶1、20∶1或40∶1。例如，通过柱塞的2∶1的速度比与圆柱状容器的横截面面积的20∶1比率相组合，可以实现40∶1的流率比。

在一个优选实施例中，驱动机构包括齿轮传动装置。通过齿轮传动装置可使机械作用力转化为柱塞的运动，通过采用与不同柱塞形成传动的不同尺寸的齿轮，可以相对容易地实现柱塞之间的速度差异。驱动机构优选包括行星齿轮系统。行星齿轮系统可提供非常可靠的传动，另外，它还可以非常紧凑的方式来构造。

驱动机构优选包括带齿皮带传动装置。带齿皮带传动装置可为粘合剂喷枪提供一些挠性，以便能够吸收在粘性较大的粘合剂组分被压出到第一容器之外时所产生的峰值载荷。另外，带齿皮带传动装置中的带齿皮带会在传动装置中形成最弱的连接。这样，在出现过载时可以预见到哪一个部件会失效，这样就具有可以容易地更换带齿皮带的优点。

优选将至少第一柱塞设计成通过心轴来运动。心轴可以相对较大的机械作用力来移动柱塞，这是将粘性较大的粘合剂组分压出到第一容器之外所必需的。另外，可通过心轴来容易地控制运动，使得粘合剂组分的恒定流率以及恒定的混合比是可能的。

在一个优选实施例中，驱动机构包括气动马达。气动驱动装置能够产生足够的动力，同时粘合剂喷枪可设计成比较紧凑。尽管也可以采用紧凑型电动机来进行驱动，但是气动马达比电动机更具优势，因为其产生更少的热量，这种热量在粘合剂喷枪中对于粘合剂组分的质量具有有害的影响。作为气动马达的备选方案，可以采用液压系统，但是气动系统是优选的，因为在这种粘合剂喷枪的应用环境中通常可以利用压缩空气。

在一个优选实施例中，第一圆柱状容器的内径至少是第二圆柱状容器的内径的两倍大。这可使由第一柱塞从第一容器中压出的粘性较大组分的流率显著地大于由第二柱塞从第二容器中压出的粘性较小组分的流率。将这种容器内径之间的比率与柱塞的适当速度比相组合，就可容易地实现粘性较大和粘性较小的组分之间的所需混合比，其优选大于10∶1。

优选将至少第二圆柱状容器设计成是可拆卸的。这可使粘合剂喷枪使用起来较舒适，这是因为例如可通过含有相同粘合剂组分的相同容器或者装填了具有不同物理或化学特性的粘合剂组分的类似容器来容易地更换该圆柱状容器。还可以用不同直径的圆柱状容器来更换该圆柱状容器，使得可以简单的方式来实现不同的混合比。为了实现这种可能，容器设有可与柱塞相互作用的可换适配器，以用于将粘合剂组分压出到容器之外。

混合单元优选设有静态混合件。在将粘合剂组分压出到容器之外时，静态混合件可导致粘性较大和粘性较小的粘合剂组分的彻底混合。接着，可经由混合单元来将粘合剂组分的混合物施加到表面上，混合的多组分粘合剂可在该表面上固化。混合单元可包括许多从混合单元的通道壁上突出来的混合件。已知有各种形状的静态混合器，混合件通常是翅片状的。

在一个优选实施例中，混合单元包括来自第二容器的供给管，其通到来自第一容器的供给管内。这可导致来自第一容器的粘性较大的粘合剂组分和来自第二容器的粘性较小的粘合剂组分的增强的混合。当使用上述静态混合件时，另外的一项优点是，静态混合器不需要比较大以实现较好的混合，这使得可降低通过混合单元的流动阻力。来自第二容器的供给管和来自第一容器的供给管的横截面之间的比率优选与由圆柱状容器的直径和柱塞的速度所决定的第一和第二容器的流率比基本上相同。这可实现最优的混合，同时可降低在混合单元内产生因阻力升高所致的压力波动的风险。最优选的是，来自第二容器的供给管终止于来自第一容器的供给管内的中间位置处。这种定位可实现最优的混合。更优选的是，来自第二容器的供给管通入到来自第一容器的供给管内的方向基本上平行于来自第一容器的供给管的方向。这种构造可带来最佳的混合。

混合单元优选设计成可拆卸地接合，这使得粘合剂喷枪可适用于多种应用场合。另外，在混合单元被堵塞的情况下，可以更换混合单元。根据所需的施加多组分粘合剂的方法(例如采用更宽的或更窄的混合单元)以及所使用的粘合剂组分的混合比和流率，可以容易地选择另一混合单元。

混合单元还优选包括可拆卸地连接到混合单元上以便与第二容器相连的连接件。可拆卸地连接的连接件可提高粘合剂喷枪的适应性。在堵塞的情况下以及当通过仅改变第二容器的流率而第一容器的流率保持不变来实现粘合剂组分的混合比的变化时，可以容易地更换可拆卸的连接件。

在一个优选实施例中，通过密闭件来将混合单元压到第一圆柱状容器和第二圆柱状容器上。这样可确保容器之间的连接能够承受圆柱状容器内可能会出现的较高压力。密闭件优选可枢轴转动，使得密闭件可从其中它能够对容器和混合单元一起施加作用的某一位置运动到其中可允许更换混合单元和/或至少一个容器的释放位置。密闭件例如可以是密封配件。

本发明还提供了一种用于根据本发明的粘合剂喷枪的可拆卸的圆柱状容器。可以简单的方式来将该可拆卸的圆柱状容器置于粘合剂喷枪内，使得含有相同粘合剂组分的新容器或者装填了具有不同物理或化学特性的粘合剂组分的类似容器可以快速准备好以供使用。通过准确地确定该圆柱状容器的直径，就可以精确地确定与另一粘合剂组分的混合比。可拆卸的圆柱状容器优选设有可换适配器，其可与粘合剂喷枪的柱塞相互作用以将粘合剂组分压出到容器之外。这使得粘合剂喷枪的同一柱塞能够与不同直径的容器一起使用。

本发明还提供了一种混合单元，其可用作根据本发明粘合剂喷枪中的可拆卸的混合单元。这类混合单元可具有多种形式，这取决于所希望的应用方式和待采用的混合比。

本发明还提供了一种连接件，其可用作根据本发明粘合剂喷枪中的可拆卸的连接件。该连接件的直径取决于相对于粘合剂喷枪中的混合单元所需流率的所希望流率。

本发明还提供了一种用于采用人工操作的粘合剂喷枪来施加多组分粘合剂的方法。该方法使得能够以较大的混合比如10∶1、20∶1或40∶1来施加含有粘性较大的粘合剂组分和粘性较小的粘合剂组分的多组分粘合剂。在现有技术中如不在粘合剂喷枪上采用复杂的技术手段就无法实现这么大的混合比，而这些复杂的技术手段会使粘合剂喷枪比较容易失效。根据本发明的粘合剂喷枪使得可以容易地以这种较大的混合比来施加多组分粘合剂，从而实现了一种用于施加比较不易于失效的多组分粘合剂的方法。

根据一个优选实施例，根据本发明的方法所采用的粘性较大的粘合剂组分是包括带端基预聚物的组合物，该端基可能与水如空气水分或底层水分起反应。该端基例如可选自烷氧基硅烷、乙酰氧基硅烷和异氰酸盐。该预聚物优选选自聚醚(如聚环氧丙烷)、聚酯、聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、硅酮(如聚二甲基硅氧烷)、聚氨酯或聚丙烯酸酯。除了预聚物之外，该组合物还可包括其它惯常的添加剂，例如一种或多种固化催化剂、填充剂或增塑剂。

根据本发明的方法所采用的粘性较小的粘合剂组分优选是包括化合物的组合物，该化合物可在粘性较大的粘合剂组分中所含的预聚物的固化反应中充当固化剂。这种化合物例如可以选自水、乙二醇、多元醇或聚胺。水是优选的化合物。

根据本发明的方法优选包括施加双组分的粘合剂。

根据本发明的方法能够使得建筑或运输行业中的粘合剂施加器更好地控制所述粘合剂固化过程的质量和持续时间，而与气候条件和季节因素无关，特别是与相对湿度无关。

附图说明

下面将参考一些示例来更详细地介绍本发明。

图1a和1b显示了根据本发明的粘合剂喷枪的优选实施例的不同视图。

图2显示了根据本发明的粘合剂喷枪的示意性的总体视图。

图3显示了与根据本发明的粘合剂喷枪一起使用的驱动装置。

具体实施方式

图1a显示了根据本发明的粘合剂喷枪1的优选实施例。在该图中未示出运动部分如驱动装置和柱塞，这是因为它们被由三个外壳部分2，3，4所形成的外壳盖住。外壳部分2，3，4可保护运动部分免受污染物和损害，使得粘合剂喷枪更加可靠。第一外壳部分2覆盖了柱塞，第二外壳部分3保护了柱塞的驱动装置，而用于粘合剂组分的容器容纳在第三外壳部分4内。将外壳分成多个外壳部分2，3，4使得粘合剂喷枪的一部分易于被接触到，同时使粘合剂喷枪的其它部分不易受到污染物或损害。图中还显示了粘合剂喷枪的可拆卸的混合单元5，其设有内部静态混合器(未示出)。另外还可以看到用于压缩空气的接头6，其可经由设有调节按钮8的手柄7来驱动气动马达9。粘合剂喷枪还设有附加的手柄10，其能够在粘合剂喷枪工作时提高稳定性。

图1b显示了图1a所示的粘合剂喷枪1′，其中为了显示粘合剂喷枪的内部部件而省略了外壳部分。可以清楚地看到，气动马达9′通过带齿皮带驱动装置11来驱动两个心轴传动装置12，13，而这两个心轴传动装置又可驱动柱塞14，15。由于心轴传动装置12，13的尺寸不同，因此柱塞14，15以不同的速度移动。含有粘性较大的粘合剂组分的第一容器16的柱塞14以含有粘性较小的粘合剂组分的第二容器17的柱塞15的两倍速度而移动。为了便于柱塞14，15的移动，在各柱塞的远离容器的端部处设有导向件18，19，它们承靠在外壳上(如图1a所示)以确保柱塞14，15的逐步移动。另外，导向件18，19设计成使得它们可阻止由心轴传动装置12，13所引起的柱塞14，15的旋转，结果，气动马达9′的作用力可以最优的方式用于柱塞14，15的平移运动。导向件18，19优选由具有较低摩擦阻力的材料如聚四氟乙烯制成。在该优选实施例中，导向件18，19是可旋转的导轮的形式，与不可旋转的导向件18，19相比，它的优点是，通过旋转可以降低摩擦阻力。用于粘性较大的粘合剂组分的容器16具有为用于粘性较小的粘合剂组分的容器17的约六倍大的内径。容器16，17的内径比与柱塞14，15之间的速度比相组合，使得能够以简单的方式在粘性较大和粘性较小的组分之间实现较大的混合比，例如10∶1、20∶1或者在这种情况中为40∶1(粘性较大的组分相对于粘性较小的组分)的混合比。粘性较大的粘合剂组分在这种情况中是大量的可固化材料，而粘性较小的粘合剂组分是含有用于固化反应的催化剂的混合物。当这两种组分混合时，混合物会通过催化效应而固化。固化仅需非常少量的催化剂。因此与已知的混合比(10∶1或更小)相比，更大的混合比可带来催化剂的节省。从经济的角度来看这是有利的，因为催化剂通常比较昂贵。用于粘性较大的粘合剂组分的容器16包括带有加强金属的容器，例如其可由钢或铝制成，为了能够承受因将粘性物质压出容器16而在容器16内部形成的较大压力，这是必须的。在使用中，容器16装满了粘性较大的粘合剂组分，其例如可为带有挠性的可压缩外罩的腊肠形保持器的形式。在使用中，用于粘性较小的粘合剂组分的容器17与用于更粘的粘合剂组分的容器16相比承受到更小的作用力。因此，用于粘性较小的粘合剂组分的容器17可设计成为可拆卸的轻质塑料管，其在使用后可容易地由新的装填好的管所取代。这两个用于粘合剂组分的容器16和17通到可拆卸的混合单元20中，其中混合单元20与用于粘性较大的粘合剂组分的容器16直接相连，而粘性较小的组分通过混合单元20的可拆卸连接件21来供应。包括连接件21的混合单元20通过密封配件22紧固到容器16，17上。密封配件可确保圆柱状容器16，17和混合单元20之间的连接即使在较高的压力下也保持密封。密封配件22是密闭件，其可垂直于圆柱状容器16，17的轴向轴线枢轴转动，圆柱状容器16，17设有两个凹部，用于混合单元20中的来自容器16，17的供给导管。图中显示了连接件21的加厚部分23与密封配件22的接合情况，这样就可确保在压缩载荷下的连接件21和更小的圆柱状容器17之间的连接。可通过密封配件22来实现更大的圆柱状容器16到混合单元20的类似连接。通过旋转密封配件22，就可以打开密封配件22的联接件24与配对联接件25之间的锁定，因此就可以容易地移开混合单元20。

图2显示了根据本发明的粘合剂喷枪的示意性总体视图，其显示了装填有粘性较大的粘合剂组分A的具有较大直径D1的容器40、装填有粘性较小的粘合剂组分B的具有更小直径D2的容器41、与相应的容器40和41相互作用的柱塞42和43、设有内部静态混合件45的可拆卸的混合单元44，以及将容器41与混合单元44相连的可拆卸的连接件46，其中具有粘合剂组分B的容器41的出口47通入到具有粘合剂组分A的容器40的出口48内的中央。用于粘合剂组分A的柱塞42以速度V1移动，其至少是用于粘合剂组分B的柱塞43的速度V2的两倍。柱塞速度V1和V2之间的比率与容器直径D1和D2的比率的组合可以决定这两种组分被静态混合件45所进一步混合的比率以及接着从混合单元44中所施加出来的比率。用于粘合剂组分B的容器41设计成是可拆卸的，并还包括被柱塞43推入到圆柱状容器41内的内部适配器。这可使得能够采用具有更大直径D2的容器41，并且可通过它来与柱塞43的尺寸无关地调节混合比。

图3显示了用于根据本发明粘合剂喷枪的驱动装置60，其中显示了由马达驱动的轴杆61如何经由带齿皮带62而将机械力传递到第一齿轮63和第二齿轮64中。第一齿轮63和第二齿轮64具有不同的圆周，这样它们可以实现不同的转速。各齿轮63，64通过心轴传动装置来独立地驱动柱塞65，66，两个柱塞65，66可以不同的速度V1，V2移动。由于第一齿轮63具有比第二齿轮64更小的圆周，因此第一齿轮63将旋转得更快，结果(采用未示出的相同心轴传动装置)，第一齿轮的柱塞65以比第二齿轮64的第二柱塞66的速度V2更快的速度V1移动。

显然，除了上述的非限制性示例之外，本技术领域的技术人员可以构思出根据本发明的粘合剂喷枪的许多其它的实施例。

Claims (20)

1.一种可以由个人手持并用于施加多组分粘合剂尤其是双组分粘合剂的粘合剂喷枪，包括：

-第一圆柱状容器，其设有用于将粘性较大的粘合剂组分压出到所述第一圆柱状容器之外的第一柱塞，

-第二圆柱状容器，其设有用于将粘性较小的粘合剂组分压出到所述第二圆柱状容器之外的第二柱塞，

-所述第一圆柱状容器和第二圆柱状容器均通到其中的混合单元，以及

-用于移动所述第一和第二柱塞的驱动机构，所述驱动机构设计成使得所述第一柱塞的速度大于所述第二柱塞的速度，

其特征在于，

所述第一圆柱状容器具有比第二圆柱状容器更大的内径。

2.根据权利要求1所述的粘合剂喷枪，其特征在于，所述驱动机构设计成使得所述第一柱塞的速度是所述第二柱塞的速度的至少1.5倍大。

3.根据上述权利要求中任一项所述的粘合剂喷枪，其特征在于，所述驱动机构包括齿轮传动装置。

4.根据权利要求3所述的粘合剂喷枪，其特征在于，所述驱动机构包括行星齿轮系统。

5.根据上述权利要求中任一项所述的粘合剂喷枪，其特征在于，所述驱动机构包括带齿皮带传动装置。

6.根据上述权利要求中任一项所述的粘合剂喷枪，其特征在于，至少所述第一柱塞设计成通过心轴来运动。

7.根据上述权利要求中任一项所述的粘合剂喷枪，其特征在于，所述驱动机构包括气动马达。

8.根据上述权利要求中任一项所述的粘合剂喷枪，其特征在于，所述第一圆柱状容器的内径是第二圆柱状容器的内径的至少两倍大。

9.根据上述权利要求中任一项所述的粘合剂喷枪，其特征在于，至少所述第二圆柱状容器设计成是可拆卸的。

10.根据上述权利要求中任一项所述的粘合剂喷枪，其特征在于，所述混合单元设有至少一个静态混合件。

11.根据上述权利要求中任一项所述的粘合剂喷枪，其特征在于，所述混合单元包括来自所述第二容器的供给管，其通到来自所述第一容器的供给管内。

12.根据上述权利要求中任一项所述的粘合剂喷枪，其特征在于，所述混合单元设计成可拆卸地联接。

13.根据权利要求12所述的粘合剂喷枪，其特征在于，所述混合单元包括可拆卸地连接到所述混合单元上以便与所述第二容器相连的连接件。

14.根据上述权利要求中任一项所述的粘合剂喷枪，其特征在于，所述混合单元通过密闭件而被压到所述第一圆柱状容器和第二圆柱状容器上。

15.一种用于粘性较小的粘合剂组分的保持器，其包括用于根据权利要求9所述的粘合剂喷枪中的可拆卸的圆柱状容器。

16.一种混合单元，其可用作根据权利要求12所述的粘合剂喷枪中的可拆卸地连接的混合单元。

17.一种连接件，其可用作根据权利要求13所述的粘合剂喷枪的混合单元中的可拆卸地连接的连接件。

18.一种采用根据权利要求1到14中任一项所述的粘合剂喷枪来施加多组分粘合剂的方法。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述粘性较大的粘合剂组分是包括带有可与水起反应的端基的预聚物的组合物。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，所述粘性较小的粘合剂组分是包括化合物的组合物，所述化合物可在所述粘性较大的粘合剂组分中所含有的预聚物的固化反应中充当固化剂。

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