TWI434885B - 可固化之聚合物混凝土混合物 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種可固化之聚合物混合物,尤指可固化之聚合物混凝土混合物,其至少包含一由最少具一可水解矽烷基之氨基矽烷及/或硫矽烷,與至少一最少二端含乙烯基不飽和雙鍵之化合物,相結合而成之寡聚合性加成產物a),及/或至少一由最少具一可水解矽烷基之異氰酸根矽烷及/或環氧矽烷,與至少一最少具一羥基之終端基或氨基之終端基,及至少具一含乙烯基不飽和雙鍵終端基之化合物,相結合而成之寡聚合性加成產物b)作為媒合添加劑1),及一種可經自由基聚合反應固化之系統,其至少包含一含乙烯基不飽和聚合物及/或一(甲基)丙烯酸樹脂,至少一乙烯不飽和單體,至少一自由基啟動劑,及於必要時至少一交聯劑作為黏合劑2),及至少佔該聚合物混合物之組成份1.)至4.)總重量之20個重量百分比之無機性,尤指多微粒子之填充劑作為骨材3.),及於必要時一常見之輔助劑4.)。
不同組成之可固化聚合物混合物可使用於許多方面,特別是用於製造聚合物混凝土。
聚合物混凝土係一種已知材料,其不同於常見之混凝土而具一聚合物作為黏合劑,可將砂石,即所謂之骨材凝聚一起。該骨材可具有最大不同之各種砂石,且通常使用範圍從細沙粒至粗石皆可。因此隨大小不同砂石之混合可使充填度達95個重量百分比。可作為聚合物黏合劑使用者主要有烯類不飽和之聚合物,其由其中有骨材分佈之聚合物基質完全固化後而形成聚合物混凝土。
聚合物混凝土之品質具重要性之處在於,其除了具足夠之彈性模量外,還具有優越之機械力學性質,例如彎曲強度、拉伸強度、抗壓強度及撞擊彎曲強度等,該等性質僅靠聚合物基質與骨材間所產生非常良好之交互作用,即附著力,骨材係藉由聚合物基質而黏合一起。該交互作用力量愈佳時,該聚合物混凝土品質愈高。此性質亦適用於其他充填度特別高且可固化之聚合物混合物。此外相當關鍵且重要之處在於,還未完全固化之聚合物混凝土混合物可迅速四處散開,即具有極佳之展開度,此性質尤其可透過一黏稠度足夠低之聚合物混合物達成。儘管其展開度優越,但該即將固化之聚合物混合物也更應該能快速完全固化。
在許多應用領域上,該等習知之聚合物混凝土混合物並不具備所希望具有之前文列舉之加工處理性質,或該等由該混合物產生之聚合物混凝土,其該等如前文列舉之機械力學性質非始終具令人滿意之程度。
因此本發明之目的係提供可固化之聚合物混合物,尤指聚合物混凝土混合物,其根據黏稠度確保其加工處理性質獲得改善,即分散度增高,且由此所產生之固化聚合物物體,尤指聚合物混凝土,相較前文已知產物具更佳之機械力學性質。
此目的係經由提供根據本發明可固化之聚合物混合物,尤指可固化之聚合物混凝土混合物達成,該混合物包含1.)至少一由最少具一可水解矽烷基之氨基矽烷及/或硫矽烷,與至少一最少二端含乙烯基不飽和雙鍵為唯一終端基之化合物,相結合而成之寡聚合性加成產物a),及/或
至少一由最少具一可水解矽烷基之異氰酸根矽烷及/或環氧矽烷,與至少一最少具三結構單元之寡聚性化合物,其至少具一羥基之終端基或氨基之終端基,及至少具一含乙烯基不飽和雙鍵之終端基,相結合而成之寡聚合性加成產物b)作為媒合添加劑1),2.)一可經自由基聚合反應固化之系統,其至少包含一乙烯基不飽和聚合物及/或一(甲基)丙烯酸樹脂,至少一含乙烯基不飽和之單體,至少一自由基啟動劑,及於必要時至少一交聯劑作為黏合劑,3.)至少佔該聚合物混合物之組成份1.)至4.)總重量之20個重量百分比,較偏好至少40個重量百分比,特別偏好至少60個重量百分比,尤其直到95個重量百分比之無機性,尤其多微粒子之填充劑作為骨材3,以及4.)於必要時常見之輔助劑。
由最新技術水準已知補牙填料配方中含萎縮性極低之加成性產物之單體,其具至少一可水解矽烷基及一含乙烯基不飽和之雙鍵為終端基(Macromolecule2001,34,5778-5785)。
接著由美國專利案US 4,650,889得悉,將具不飽和雙鍵為終端基之烷氧基矽烷一起使用於不飽和之聚酯類系統中,以改善浸漬於該等物質之玻璃纖維墊之彈性。
根據本發明聚合物混合物,尤指聚合物混凝土混合物經改良後之可加工處理性質,及由該等混合物所得硬化後之產物,尤指聚合物混凝土之優越機械力學性質,二者皆無法由所引用之最新技術水準達成,或無法被期待。
根據本發明可固化之聚合物混合物,尤指聚合物混凝土混合物中作為組成份1.)或作為媒合添加劑使用者為加成性產物,
其具至少一可水解之矽烷基及至少一含乙烯基不飽和雙鍵之終端基。
主要作為寡聚合性,尤指聚合性之加成性產物使用者有a)由至少具一可水解矽烷基之氨基矽烷及/或硫矽烷,與至少一最少為寡聚合性之化合物,其具至少二終端基之含乙烯基不飽和雙鍵為唯一之終端基,相結合而成之寡聚合性,尤指聚合性之加成性產物,及/或b)至少一由最少具一可水解矽烷基之異氰酸根矽烷及/或環氧矽烷,與至少一最少為寡聚合性,尤指聚合性,至少具一羥基之終端基或氨基之終端基,及至少具一含乙烯基不飽和雙鍵終端基之化合物,相結合而成至少為寡聚合性,尤指聚合性之加成性產物。
可作為化合物,其至少具一可水解矽烷基者,尤其為具下列通式之化合物,
其中A代表一環氧基、一環氧乙烷甲氧基、一異氰酸根、一氫硫基
(-SH)或一-N(H)-X基,其中X代表氫原子、一含1至6個碳原子之烷烴殘基、一含6至10個碳原子之芳香烴殘基或一含4至6個碳原子之環烷烴殘基,其中每個殘基X皆可由一個一級胺基或二級胺基取代,或當m為整數2時代表一鍵結,R0
代表一含1至12個碳原子之亞烷烴殘基、一含4至6個碳原子之環亞烷烴殘基或一含6至10個碳原子之亞芳香烴殘基,R1
代表一含有1至3個碳原子之烷烴殘基、一鹵素原子、一-O-C(=O)-R4
基或一-OR4
基,其中R4
表示氫原子或一含1至3個碳原子之烷烴殘基,R2
代表一含1至3個碳原子之烷烴殘基、一-O-C(=O)-R4
基、一鹵素原子或一-OR4
基,其中R4
表示氫原子或一含1至3個碳原子之烷烴殘基,R3
代表一-O-C(=O)-R4
基、一鹵素原子或一-OR4
基,其中R4
表示一含1至3個碳原子之烷烴殘基,以及m代表1或2之整數。
尤其作為一至少具一可水解矽烷基之氨基矽烷使用者,至少有一化合物選自於該組,包含3-(N-丙烯氨基)丙基三甲氧基矽烷、4-氨基丁基三乙氧基矽烷、1-氨基-2-(二甲基乙氧基矽烷基)丙烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基異丁基二甲基甲氧矽烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基異丁基-甲基二甲氧基矽烷、(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基矽烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基矽烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基矽烷、N-(6-氨基己基)氨基甲基三甲氧基矽烷、N-(6-氨基己基)氨基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-氨基乙基)-11-氨基癸基三甲氧基矽烷、3-(m-氨基苯氧基)丙基三
甲氧基矽烷、m-氨基苯基三甲氧基矽烷、p-氨基苯基三甲氧基矽烷、N-3-[氨基(聚丙烯氧基)]氨基丙基三甲氧基矽烷、3-氨基丙基二異丙基乙氧基矽烷、3-氨基丙基二甲基乙氧基矽烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-氨基丙基三乙氧基矽烷、3-氨基丙基三甲氧基矽烷、11-氨基十一烷基三乙氧基矽烷、二(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基矽烷、二(甲基二乙氧基矽烷基丙基)胺、二(三乙氧基矽烷基丙基)胺、二(三甲氧基矽烷基丙基)胺、二[(3-三甲氧基矽烷基)丙基]乙烯二胺、二(3-三甲氧基矽烷基丙基)-N-甲基胺、正丁基氨基丙基三甲氧基矽烷、三級-丁基氨基丙基三甲氧基矽烷、N-環己烷基氨基丙基三甲氧基矽烷、3-(2,4-二硝基苯基氨基)丙基三乙氧基矽烷、N-乙基氨基異丁基甲基二乙氧基矽烷、N-乙基氨基異丁基三甲氧基矽烷、N-(3-甲基丙烯醯氧基-2-羥基丙基)-3-氨基丙基三乙氧基矽烷、N-甲基氨基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-甲基氨基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基氨基甲基三乙氧基矽烷、N-苯基氨基甲基三甲氧基矽烷、3-(N-苯乙烯基甲基-2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基矽烷、(3-三甲氧基矽烷基丙基)二乙烯三胺、(3-三乙氧基矽烷基丙基)二乙烯三胺、N-環己烷基氨基甲基甲基二乙氧基矽烷、N-環己烷基氨基甲基三乙氧基矽烷、N-苯基氨基甲基三乙氧基矽烷及其等之混合物。
可作為一至少具一可水解矽烷基之硫矽烷,至少有一混合物選自於該組,包含巰基甲基甲基二乙氧基矽烷、3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷及其等之混合物。
可作為一至少具一可水解矽烷基之異氰酸根矽烷,至少有一混合物選自於該組,包含3-異氰酸根丙基二甲基氯矽烷、3-
異氰酸根丙基三乙氧基矽烷、3-異氰酸根丙基三甲氧基矽烷、(異氰酸根甲基)甲基二甲氧基矽烷及其等之混合物。
此外可作為一至少具一可水解矽烷基之環氧矽烷,至少有一混合物選自於該組,包含2-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、5,6-環氧己基三乙氧基矽烷、5,6-環氧己基三甲氧基矽烷、5,6-環氧己基甲基二甲氧基矽烷、5,6-環氧己基甲基二乙氧基矽烷、5,6-環氧己基二甲基乙氧基矽烷、5,6-環氧己基二甲基甲氧基矽烷、(3-環氧乙烷甲氧基丙基)二甲基乙氧基矽烷、(3-環氧乙烷甲氧基丙基)二甲基甲氧基矽烷、(3-環氧乙烷甲氧基丙基)甲基二乙氧基矽烷、(3-環氧乙烷甲氧基丙基)甲基二甲氧基矽烷、(3-環氧乙烷甲氧基丙基)三乙氧基矽烷、(3-環氧乙烷甲氧基丙基)三甲氧基矽烷及其等之混合物。
適於作為至少具一可水解矽烷基之氨基矽烷及/或硫矽烷之反應共伴化合物使用者,尤其至少有寡聚合性之化合物,其具有含乙烯基不飽和雙鍵之終端基為唯一之終端基。該等雙鍵之終端基主要以丙烯酸基、甲基丙烯酸基及/或丙烯基存在。
具至少二含乙烯基不飽和雙鍵終端基之化合物尤為有聚合性之化合物。特別受偏好之化合物選自於該組,包含聚醚類、聚酯類、聚酯聚醚類、聚醯胺類、聚酯醯胺類,其中根據本發明聚酯類亦可理解為聚碳酸酯類,且具有相應之終端基。
適合作為聚醚類使用者有化合物,其具重複出現之結構單元
-[-O-W1
-]-
其中W1
係一含1至15個碳原子,較偏好2至8個碳原子,尤其偏好2至4個碳原子之脂肪烴殘基、一芳香烴或環脂肪烴環或一芳香烴-脂肪烴之基團。該醚類之基團也可為一直鏈環狀結構之部分。
較偏好之聚醚類有聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚環氧丁烷、聚環氧苯乙烷、環氧乙烷/環氧丙烷-共聚醚類、聚(四氫呋喃),其必要時於主鏈上含雙酚A、所述聚醚類單元或至少二種所述聚醚類混合物之共聚醚類。尤其受偏好之聚醚類有聚環氧乙烷、聚環氧丙烷及由環氧乙烷/環氧丙烷所構成之聚醚類。較偏好該聚醚類分子量從100至10000克/莫耳,尤其偏好從150至7500克/莫耳,特別偏好從200至3000克/莫耳。
適合作為聚酯類使用者較偏好為飽和之聚酯類,即聚酯類,其非不飽和之烯類,如ε-己內酯及/或δ-戊內酯等內酯類之聚酯,及聚酯類,其經由α,ω-羥基羧酸與二醇類之縮合反應或經由二羧酸與二醇類之縮合反應製得。可作為酸組成份使用者有二羧酸類、其等之酸鹵化物、酸酐或酯類,其中尤其偏好者為二羧酸之乙二酸、丙二酸、二甲基丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、三甲基己二酸、庚二酸、2,2-二甲基戊二酸、壬二酸、癸二酸、1,3-環戊烷二羧酸、1,2-環己烷二羧酸、1,4-環己烷二羧酸、鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、2,5-降莰烷二羧酸、1,4-萘二甲酸、聯苯甲酸、4,4’-氧二苯甲酸、二甘醇酸、硫二丙酸、4,4’-磺基二苯甲酸、2,5-萘二甲酸、三環癸烷二羧酸。
適合與飽和二羧酸一起作反應之二醇類主要有乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,2-戊二醇、1,4-戊二醇、2,4-戊二醇、1,2-己二醇、1,5-己二醇、1,6-
己二醇、2,5-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、新戊二醇等。
尤其受偏好之聚酯類有聚(ε-己內酯)、聚(δ-戊內酯)、己內酯/戊內酯之共聚酯類、聚乳酸、聚對苯二甲酸亞乙基酯及聚對苯二甲酸亞丁基酯。
根據本發明,聚酯類也可理解為具下列結構單元重複出現之聚碳酸酯類
-[-W2
-O-C(=O)-O-]-。
此處W2
為一含2至15個碳原子,較偏好2至12個碳原子,尤其偏好2至8個碳原子之脂肪烴殘基,或一芳香烴或環脂肪烴之環狀結構,或一芳香脂肪烴之基團,尤其一雙酚A之殘基或由此衍生之殘基。而碳酸根之基團也可為一直鏈環狀結構之部分。
適合使用者還有碳酸及其他酸類之混合聚酯類(聚酯類-聚碳酸酯)。較受偏好之聚碳酸酯類例如有雙酚A-聚碳酸酯類、雙酚F-聚碳酸酯類、以雙酚A及雙酚TMC為基礎之聚碳酸酯類或以1,6-己二醇為基礎之聚碳酸酯類。根據本發明,聚酯類也可理解為聚碳酸酯類或共聚碳酸酯類。
較受偏好之聚酯類係分子量介於150至15000克/莫耳,尤其偏好介於200至7500克/莫耳,特別偏好介於250至3000克/莫耳之聚酯類。
於終端基上作修改之聚醯胺,其具下列重複出現之結構單元
-C(=O)-NH-
也可用以製造媒合添加劑。可考慮作為典型聚醯胺之建構單元有:ε-己內醯胺、氨基己酸、庚內醯胺、7-氨基庚酸、11-氨基十一烷酸、9-氨基壬酸或其等之混合物。該聚醯胺係由一種二胺類及二羧酸類經聚縮合反應製得時,則可作為二胺類使用者主要有四亞甲基二胺、六亞甲基二胺、九亞甲基二胺、十亞甲基二胺、十一亞甲基二胺、十二亞甲基二胺、對-氨基苯胺或間-二甲基苯等,而可作為二羧酸類使用者主要有己二酸、癸二酸、十二烷二酸、戊二酸、對苯二甲酸、2-甲基對苯二甲酸、鄰苯二甲酸、二聚酸及萘二甲酸等。
除二羧酸類或二胺類外,可一起使用者還有多重官能基性之化合物,例如偏苯三甲酸及均苯四甲酸,其具三個或三個以上之官能基,且用量達5個莫耳百分比。
較偏好之聚醯胺有分子量介於150至15000克/莫耳,尤其偏好介於200至7500克/莫耳,特別偏好介於250至3000克/莫耳之聚醯胺。
尤其受偏好之聚醯胺係衍生自尼龍6、尼龍7、尼龍8、尼龍10、尼龍2、尼龍66、尼龍69、尼龍610、尼龍611、尼龍612、尼龍6T、尼龍6/66、尼龍6/12、尼龍6/6T。
甚至具前文列舉結構單元之聚酯醯胺類也可被使用。
該等列舉之聚合物可呈現線形、分叉形或星形之結構。使用該等分叉形或星形結構之聚合物僅可加入適當多重官能基之起始化合物。
尤其偏好之寡聚合性或多聚合性化合物有聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚環氧乙烷/聚環氧丙烷之聚醚類及(聚)ε-己內酯,及由己二酸與一種二醇類所形成之酯類。
該等所述具經修改之終端基之寡聚合性或多聚合性之化合物主要為多分散型,即其等不具固定不變之鏈長度,且以多分散型方式使用與所述之矽烷化合物進行反應。
該等所述之寡聚合性或多聚合性之化合物除了其他官能性之終端基外,還具有至少一雙鍵之終端基或僅僅數個雙鍵之終端基,其主要係衍生自丙烯酸或甲基丙烯酸,較偏好衍生自丙烯酸。該等含乙烯基之不飽和雙鍵終端基可經由將所述之寡聚合物或多聚合物分別與丙烯酸、甲基丙烯酸或其等之衍生物進行轉換反應產生,或經由使用一適當且衍生自(甲基)丙烯酸之啟動組成份,例如一具有羥基官能基之(甲基)丙烯酸酯類而產生,此雙鍵於該寡聚合性或多聚合性化合物係以終端基鑲入方式存在。
尤其該等使用於與具至少一可水解矽烷基之氨基矽烷或硫矽烷作加成反應之寡聚合性或多聚合性之化合物,具至少二含乙烯基之不飽和雙鍵終端基為唯一之終端基,其中有5至95個莫耳百分比,尤其10至90個莫耳百分比,尤其偏好20至80個莫耳百分比之該等雙鍵,於與氨基矽烷或硫矽烷之反應中參與反應。
如將前文所列舉具至少一含乙烯基之不飽和雙鍵終端基之寡聚合性或多聚合性之化合物,與具至少一可水解矽烷基之異氰酸根矽烷或環氧矽烷相互反應,其等除具有至少一含乙烯基之不飽和雙鍵終端基外,還具有尤其至少具一羥基或氨基之終端基。
尤其有超過50個莫耳百分比,尤其超過75個莫耳百分比,尤其偏好超過95個莫耳百分比之羥基或氨基之終端基或其等相應之衍生物,與異氰酸根矽烷及/或環氧矽烷相互反應。
習知技術人士清楚知道個別所須遵守之相關反應條件。
根據本發明可固化之聚合物混合物,尤指聚合物混凝土混合物,主要含佔少於該聚合物混合物組成份1.)至4.)總重量5個重量百分比,尤其偏好少於1個重量百分比,特別偏好少於0.5個重量百分比之至少其中一前文所述之媒合添加劑1.)a)及/或1.)b)。
作為一可經自由基聚合反應固化之系統使用者,其於根據本發明可固化之聚合物混合物中作為黏合劑組成份2.)使用,具一系統,其至少包含一含乙烯基之不飽和聚合物及/或一含至少一含乙烯基不飽和單體之(甲基)丙烯酸樹脂,及至少一自由基啟動劑及必要時至少一交聯劑。
可作為含乙烯基不飽和聚合物使用者主要為一至少含乙烯基不飽和聚合物,尤指一含乙烯基之不飽和聚酯類樹脂,其經由單一不飽和二羧酸類與二醇類相互反應,必要時亦連同飽和之羧酸或(二)環戊二烯一起使用而製得,如例於位於Weinheim之VCH出版公司於1993年出版由E.Brandau所著之「熱固性塑膠原料(Duroplastwerkstoffe)」中,及位於Landsberg/Lech之現代工業出版公司於2003年出版由J.H.Aurer及A.Kasper所著之「不飽和之聚酯類樹脂(Unsaturated Polyester Resins)」中,及位於Frankfurt於2004年出版由G.Kannebley等人所著之「AVK-TV手冊」之第一冊及第二冊中所述。
尤其偏好作為製造含乙烯基之不飽和聚酯類樹脂使用之含乙烯基不飽和二羧酸類或其等之衍生物有順丁烯二酸與反丁烯
二酸及順丁烯二酸酐等。可一起作為雙官能基之飽和性羧酸使用者還有己二酸、四氫鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、HET-酸(六氯-內亞烷基鄰苯二甲酸)與戊二酸,及該等羧酸之酸酐或由順丁烯二酸酐與環戊二烯形成之Diels-Alder-加成物。製造不飽和之聚酯類樹脂時,也可將丙烯酸與甲基丙烯酸一同使用。聚合反應時可考慮作為雙官能基之醇類組成物使用者主要有丙二醇、二丙二醇、乙二醇、二乙二醇及/或新戊二醇及1,4-丁二醇、1,6-己二醇、烷氧基化之雙酚A及2,2,4-三甲基戊-1,3-二醇。
除該等雙官能基之羧酸類及醇類外,還可使用更多官能基之羧酸類及醇類製得分叉之聚縮合反應產物。
可作為其他或另種可經自由基聚縮合反應固化之系統2.)之聚合物組成份使用者還有(甲基)丙烯酸樹脂,例如聚(甲基)丙烯酸樹脂、聚(甲基)丙烯醯胺及由聚(甲基)丙烯酸樹脂與聚(甲基)丙烯醯胺形成之共聚合物,其中可一同使用作為該等聚合物之基礎者於必要時至少有一已知之交聯劑,較偏好為二官能基、三官能基及多官能基(甲基)丙烯酸,例如乙二醇二(甲基)丙烯酸、丙二醇二(甲基)丙烯酸、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸、二乙二醇二(甲基)丙烯酸、二丙二醇二(甲基)丙烯酸、甘油三(甲基)丙烯酸、三甲醇基丙烷三(甲基)丙烯酸、三乙二醇二(甲基)丙烯酸、三丙二醇二(甲基)丙烯酸,尤其該等之用量達到占黏合劑組成份2.)總重量之7.5個重量百分比,較偏好達到5個重量百分比。
此外該黏合劑組成份2.)還含有至少一含乙烯基之不飽和單體,尤其必要時含被取代之苯乙烯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯
醯胺或其等之混合物,尤其用量達到占黏合劑組成份2.)總重量之55個重量百分比,尤其偏好達到45個重量百分比。
此外該種根據本發明可固化之聚合物混合物,尤指聚合物混凝土混合物,可添加一份占該聚合物混合物組成份1.)至4.)總重量至少20個重量百分比,較偏好至少40個重量百分比,特別偏好60個重量百分比,尤其達95個重量百分比之可均散無機充填劑作為骨材。該種充填劑組成份3.)之特徵為,其可於基質材料中均散,即其等可以多微粒子方式排列,且於該材料中不會溶解。
位於Weinheim之VCH出版公司於1993年出版由E.Brandau所著之「熱固性塑膠原料(Duroplastwerkstoffe)」中,及位於紐約之Marcel Dekker公司於1982年出版由R.Burns所著之「聚酯類鑄造複合物(Polyester Molding Compounds)」中,以及位於Landsberg/Lech之現代工業出版公司於2003年出版由J.H.Aurer及A.Kasper所著之「不飽和之聚酯類樹脂(Unsaturated Polyester Resins)」中有列舉該等可能之充填劑。
可作為可均散無機充填劑使用者較偏好無機含矽之化合物,例如石英、方石英、焦化矽酸、沈澱之矽酸、矽灰石、高嶺土、雲母石、滑石,其較偏好為各種顆粒大小範圍之砂石,即從細沙範圍至粗石,含矽之化合物之形式係為剪裁過之纖維,及其他含氧原子之無機含鎂、鈣、鋇之化合物,如硫酸鋇及碳酸鈣等,例如尤其還可作為大理石類之砂石使用者有石膏、氫氧化鎂及/或無機之含鋁化合物,尤其氫氧化鋁、氧化鋁(例如金剛砂)及氧化鋁氫氧化物。尤其偏好使用者為含矽之化合物。尤其受偏好之充填劑形式係顆粒型或粉末狀之充填劑。該
等顆粒所測得之直徑大小之範圍較偏好從1微米至5釐米,尤其偏好從10微米至2釐米,特別偏好從100微米至2釐米。
作為黏合劑組成份2.)聚合反應使用者較偏好至少一自由基啟動劑。適合作為自由基啟動劑使用者係有機性之過氧化物及偶氮化合物,較偏好有機性之過氧化物。自由基啟動劑較偏好按其硬化溫度作選擇。較偏好作為自由基啟動劑使用者有過氧化甲基乙基酮、過氧化二苯甲醯、過氧化十二烷、過氧化二異丙苯、三級-丁基過苯甲酸、1,1-二-(三級-過氧化丁基)-3,3,5-三甲基環己烷。其他適合使用之自由基啟動劑對習知技術人士而言原則上是清楚知道的。此外該等還可得悉自相關最新之技術水準,例如一些手冊如Akzo Nobel之「用於UP-樹脂加工之有機性過氧化物:產品總覽」,elf-atochem之「Luperox有機性過氧化物-不飽和聚酯樹脂之固化」,及Pergan股份有限公司之「用於UP-樹脂加工之固化劑、加速劑及其他之輔助劑」。
隨固化之條件,於必要時可連同添加常見之加速劑使得於較低溫度之下,即沒有外來輸入之熱能下也能進行自由基之聚縮合反應及黏合劑組成份2.)之固化。常見已知之加速劑為含氨基之化合物,較為偏好三級胺,例如三乙基胺、三二甲基氨基苯基酚、苯甲基二甲基胺、二甲基苯胺、二乙基苯胺、二甲基-對甲苯胺,含有鈷之化合物,例如乙基己酸鈷、辛酸釩及/或其他之金屬羧酸鹽類。適合使用之加速劑也可得悉自Pergan股份有限公司之手冊:「用於UP-樹脂加工之固化劑、加速劑及其他之輔助劑」。也可作為加速劑之系統使用者還有由胺類及金屬化合物組成之組合物。
自由基啟動劑及必要時存在之加速劑個別之使用量對於習知技術人士而言是清楚知道的。
此外根據本發明可固化聚合物混合物必要時還可含已知之加工添加物,例如分離劑及除泡劑;抑制劑、安定劑如抗氧化劑、遮光劑、熱安定劑及防燃劑;變質劑如濕潤劑、塑化劑、增稠劑、觸變助劑;防撞劑及膨大劑及/或表面變質劑,例如防靜電劑;顏料、濕潤劑及均散劑。相應之添加劑依照已知方式按其最終使用目的作選擇。
根據本發明之聚合物混合物,尤其是可固化之聚合物混凝土混合物係以已知方式製造,其中將前文所述聚合物混合物之各組成份依一般混合單位混合一起,於其中較偏好直接於聚合物混合物加工處理及固化前添加媒合添加劑1.)。
經由添加根據本發明所使用之媒合添加劑1.),如前文所說明,及於前文所列舉之黏合劑系統2.)即可完成可固化聚合物混合物,尤其是可固化之聚合物混凝土混合物之提供,該等混合物按其分散度不僅具較佳之可操作性,還產生出塑膠產品,尤其具優良機械力學性質之聚合物混凝土。
因此本發明之另一主題即將前文所述之加成產物1.)a)或1.)b)連同含至少一可水解矽烷基及至少一含乙烯基不飽和終端基之媒合添加劑一起使用於可聚合之混合物中,較偏好於可聚合之混凝土混合物中,其係根據一可經自由基聚合反應固化之系統,係依照前文所述之黏合劑組成份,其中添加占該根據本發明聚合物混合物之組成份1.)至4.)總重量至少20個重量百分比,較偏好至少40個重量百分比,特別偏好至少60個重量百分比之可均散無機充填劑作為添加劑3.),並於必要時含有常見之輔助劑4.),較偏好作為製造可固化之聚合物混合物,尤指可固化之聚合物混凝土混合物。
本發明所有重量百分比之數據,皆須理解為組成份1.)至4.)之總量永遠必須為100個重量百分比。
該等依此方式製得之聚合物混合物可利用原則上已知之方式經由將含乙烯基不飽和化合物進行聚合反應,並於必要時經由添加一交聯劑而固化,如位於Landsberg/Lech之現代工業出版公司於2003年出版由J.H.Aurer及A.Kasper所著之「不飽和之聚酯類樹脂(Unsaturated Polyester Resins)」中,及位於Frankfurt於2004年出版由G.Kannebley等人所著之「AVK-TV手冊」之第一冊及第二冊中所述。此相應之說明書於此納入為本申請案揭露內容之部分。
混合物固化過程係由所使用之聚合物-系統、固化所需之時間、所需之溫度及該將被固化系統之重量等決定。該固化反應可不需另外供給熱能而於室溫下為起始溫度進行,於該反應進行時添加前文所提之加速劑。此放熱反應造成溫度上升。此固化反應過程可藉由測定於形成聚合性之終產物中,如聚合物混凝土中所剩餘單體之含量而計算出。對於某些特定應用,例如於接觸食品時,適當作法係將可能剩餘單體之含量減低至最小程度。較偏好再做一次固化反應,該反應進行時被固化之聚合物混合物還要於更高之溫度下維持數小時,使還可能存在之單體可更加完全聚合起來。傳統再次固化之條件為溫度於60℃至100℃之間,所需時間為6至24個小時。
根據本發明聚合物混合物固化反應之另一作法也可於由外部供應熱能下,於起始溫度高於25℃,例如溫度介於100℃至160℃之間進行。外部熱能可由不同管道輸入,尤其可藉由加壓方式輸入熱能。
本發明另一主題係已固化之聚合物混合物,較偏好已固化之聚合物混凝土,其係由根據本發明可固化之聚合物混合物,較偏好由根據本發明可固化之聚合物混凝土混合物組成。
由根據本發明之聚合物混凝土混合物可經由固化反應,並於必要時利用鑄模塑形製作一些鑄製品,例如管類用品、溝渠、井身、連接器、部分之建構元件、板類用品、磁磚、地板、地板材料、加襯用品、牆壁、天花板、人造大理石、框類用品、各種不同容器用品(例如用於供水與排水)、裝飾用製品、清洗用具、盆類用品、桶類用品、槽類用品。根據本發明之聚合物混凝土混合物可於房屋建築物上,也可於戶外曠野上,及於土地上使用製造各種不同種類之聚合物混凝土鑄模。用途相應之鑄模例如應用於住家、辦公室、商店建構、清潔用品、廚房、美髮店、醫師診所、醫烷、機場、實驗室、餐飲店或農業上。
所有範例中使用下列反應組成份:
媒合添加物於必要時可於一有機溶劑中合成。下列數據中縮寫詞GPC表示凝膠滲透色層分析法,NMR表示核磁共振光譜分析法,Mn
表示算數平均分子量,PDI表示多分散指數(即由重量平均分子量(Mw
)與算數平均分子量(Mn
)相除所得之商數(Mw
/Mn
))。
媒合添加物1:將60.00公克(76.9毫莫耳,根據核磁共振光譜分析法之分子量為基礎)之二丙烯酸酯C(GPC:Mn
=1100,PDI=1.08)置入一設有回流冷卻裝置、氣體輸送管、感溫器、滴液漏斗及KPG攪拌器之圓底瓶中。反應係於氮氣輸送下進行。反應進行10分鐘內總共滴入10.23公克(46.2毫莫耳)之3-氨基丙基三乙氧基矽烷,此時溫度不要超過26℃。將反應物攪拌6個小時。結果產物:Mn
=1300,PDI=1.28,每莫耳之矽烷基有2.2莫耳之丙烯酸酯-基(由1
H-核磁共振光譜分析法測得)。
媒合添加物2:將60.00公克(76.9毫莫耳,根據核磁共振光譜分析法之分子量為基礎)之二丙烯酸酯C(GPC:Mn
=1100,PDI=1.08)置入一設有回流冷卻裝置、氣體輸送管、感溫器、滴液漏斗及KPG攪拌器之圓底瓶中。反應係於氮氣輸送下進行。反應進行8分鐘內總共滴入5.12公克(23.1毫莫耳)之3-氨基丙基三乙氧基矽烷,此時溫度不超過24℃。將反應物攪拌6個小時。結果產物:Mn
=1100,PDI=1.19,每莫耳之矽烷基有5.4莫耳之丙烯酸酯-基(由1
H-核磁共振光譜分析法測得)。
媒合添加物3:將20.00公克(25.6毫莫耳,根據核磁共振光譜分析法之分子量為基礎)之二丙烯酸酯C(GPC:Mn
=1100,PDI=1.08)置入一具有攪拌磁石及可緊閉螺旋蓋之玻璃瓶內。將3.41公克(15.4毫莫耳)之3-氨基丙基三乙氧基矽烷全部一次加入其中。將反應物於密閉容器內攪拌6個小時。結果產物:Mn
=1300,PDI=1.28,每莫耳之矽烷基有2.2莫耳之丙烯酸酯-基(由1
H-核磁共振光譜分析法測得)。
媒合添加物4:將10.00公克(19.1毫莫耳,根據核磁共振光譜分析法之分子量為基礎)之二丙烯酸酯D(GPC:Mn
=670,PDI=1.09)置入一具有攪拌磁石及可緊閉螺旋蓋之玻璃瓶內。將2.54公克(11.5毫莫耳)之3-氨基丙基三乙氧基矽烷全部一次加入其中。將反應物於密閉容器內攪拌6個小時。結果產物:Mn
=1900,PDI=3.51,每莫耳之矽烷基有1.6莫耳之丙烯酸酯-基(由1
H-核磁共振光譜分析法測得)。
媒合添加物5:將60.00公克(185.2毫莫耳,根據核磁共振光譜分析法之分子量為基礎)之二丙烯酸酯A(GPC:Mn
=400,PDI=1.12)置入一設有回流冷卻裝置、氣體輸送管、感溫器、滴液漏斗及KPG攪拌器之圓底瓶中。反應係於氮氣輸送下進行。反應進行10分鐘內總共滴入24.60公克(111.1毫莫耳)之3-氨基丙基三乙氧基矽烷,此時溫度不超過28℃。將反應物攪拌8個小時。結果產物:Mn
=930,PDI=1.90,每莫耳之矽烷基有2.1莫耳之丙烯酸酯-基(由1
H-核磁共振光譜分析法測得)。
媒合添加物6:
將60.00公克(114.8毫莫耳,根據核磁共振光譜分析法之分子量為基礎)之二丙烯酸酯B(GPC:Mn
=710,PDI=1.10)置入一設有回流冷卻裝置、氣體輸送管、感溫器、滴液漏斗及KPG攪拌器之圓底瓶中。反應係於氮氣輸送下進行。反應進行10分鐘內總共滴入15.23公克(68.8毫莫耳)之3-氨基丙基三乙氧基矽烷,此時溫度不超過26℃。將反應物攪拌7個小時。結果產物:Mn
=1300,PDI=1.81,每莫耳之矽烷基有2.1莫耳之丙烯酸酯-基(由1
H-核磁共振光譜分析去測得)。
媒合添加物7:將20.00公克(123.5毫莫耳,根據核磁共振光譜分析法之分子量為基礎)之二丙烯酸酯A(GPC:Mn
=400,PDI=1.12)置入一具有攪拌磁石及可緊閉螺旋蓋之玻璃瓶內。將4.10公克(18.5毫莫耳)之3-氨基丙基三乙氧基矽烷全部一次加入其中。將反應物於密閉之容器內攪拌6個小時。結果產物:Mn
=640,PDI=1.85,每莫耳之矽烷基有5.6莫耳之丙烯酸酯-基(由1
H-核磁共振光譜分析法測得)。
媒合添加物8:將20.00公克(38.3毫莫耳,根據核磁共振光譜分析法之分子量為基礎)之二丙烯酸酯B(GPC:Mn
=710,PDI=1.10)置入一具有攪拌磁石及可緊閉螺旋蓋之玻璃瓶內。將2.54公克(11.5毫莫耳)之3-氨基丙基三乙氧基矽烷全部一次加入其中。將反應物於密閉之容器內攪拌6個小時。結果產物:Mn
=980,PDI=1.75,每莫耳之矽烷基有5.6莫耳之丙烯酸酯-基(由1
H-核磁共振光譜分析法測得)。
媒合添加物9:
將20.00公克(30.9毫莫耳,根據核磁共振光譜分析法之分子量為基礎)之二丙烯酸酯E(GPC:Mn
=700,PDI=1.09)置入一具有攪拌磁石及可緊閉螺旋蓋之玻璃瓶內。將4.10公克(18.5毫莫耳)之3-氨基丙基三乙氧基矽烷全部一次加入其中。將反應物於密閉之容器內攪拌6個小時。結果產物:Mn
=1100,PDI=1.60,每莫耳之矽烷基有4.1莫耳之丙烯酸酯-基(由1
H-核磁共振光譜分析法測得)。
媒合添加物10:將20.00公克(61.7毫莫耳,根據核磁共振光譜分析法之分子量為基礎)之二丙烯酸酯E(GPC:Mn
=700,PDI=1.09)置入一具有攪拌磁石及可緊閉螺旋蓋之玻璃瓶內。將2.05公克(9.3毫莫耳)之3-氨基丙基三乙氧基矽烷全部一次加入其中。將反應物於密閉之容器內攪拌6個小時。結果產物:Mn
=890,PDI=1.51,每莫耳之矽烷基有10.9莫耳之丙烯酸酯-基(由1
H-核磁共振光譜分析法測得)。
媒合添加物11:將60.00公克(114.7毫莫耳,根據核磁共振光譜分析法之分子量為基礎)之二丙烯酸酯D(GPC:Mn
=670,PDI=1.09)置入一設有回流冷卻裝置、氣體輸送管、感溫器、滴液漏斗及KPG攪拌器之圓底瓶中。反應係於氮氣輸送下進行。反應進行10分鐘內總共滴入12.34公克之3-氨基丙基三乙氧基矽烷(68.8毫莫耳),此時溫度不超過27℃。將反應物攪拌6個小時。結果產物:Mn
=1200,PDI=2.55,每莫耳之矽烷基有1.8莫耳之丙烯酸酯-基(由1
H-核磁共振光譜分析法測得)。
媒合添加物12:
將60.00公克(114.7毫莫耳,根據核磁共振光譜分析法之分子量為基礎)之二丙烯酸酯D(Mn
=670,PDI=1.09)置入一設有回流冷卻裝置、氣體輸送管、感溫器、滴液漏斗及KPG攪拌器之圓底瓶中。反應係於氮氣輸送下進行。將6.17公克之3-氨基丙基三乙氧基矽烷(34.4毫莫耳)全部一次加入其中,此時溫度不超過25℃。將反應物攪拌8個小時。結果產物:Mn
=1100,PDI=2.32,每莫耳之矽烷基有5.2莫耳之丙烯酸酯-基(由1
H-核磁共振光譜分析法測得)。
媒合添加物13:將60.00公克(114.7毫莫耳,根據核磁共振光譜分析法之分子量為基礎)之二丙烯酸酯D(Mn
=670,PDI=1.09)置入一設有回流冷卻裝置、氣體輸送管、感溫器、滴液漏斗及KPG攪拌器之圓底瓶中。反應係於氮氣之輸送下進行。反應進行12分鐘內總共滴入13.30公克(68.8毫莫耳)之3-氨基丙基三乙氧基矽烷,此時溫度不超過25℃。將反應物攪拌6個小時。結果產物:Mn
=900,PDI=159,每莫耳之矽烷基有2.4莫耳之丙烯酸酯-基(由1
H-核磁共振光譜分析法測得)。
媒合添加物14:將20.00公克(61.7毫莫耳,根據核磁共振光譜分析法之分子量為基礎)之二丙烯酸酯A(Mn
=400,PDI=1.12)及112.80公克之Dowanol PMA(1-甲氧基-2-丙基酯)置入一設有回流冷卻裝置、氣體輸送管、感溫器、滴液漏斗及KPG攪拌器之圓底瓶中。反應係於氮氣之輸送下進行。反應進行10分鐘內總共滴入8.20公克(37.0毫莫耳)之3-氨基丙基三乙氧基矽烷,此時溫度不超過27℃。將反應物攪拌20個小時。結果產物:Mn
=430,
PDI=1.14,每莫耳之矽烷基有2.2莫耳之丙烯酸酯-基(由1
H-核磁共振光譜分析法測得)。
媒合添加物15:將50.00公克(192.5毫莫耳,根據合成者之陳述)之單丙烯酸酯F及0.78公克之二丁基二(十二烷酸)錫溶液(1%之二甲苯之溶液,0.01毫莫耳之二丁基二(十二烷酸)錫(DBTL))置入一設有回流冷卻裝置、氣體輸送管、感溫器、滴液漏斗及KPG攪拌器之圓底瓶中。反應係於氮氣之輸送下進行。將該反應混合物加熱至80℃。反應進行5分鐘內總共滴入27.90公克(135.9毫莫耳)之3-異氰酸根丙基三乙氧基矽烷,此時溫度上升至98℃。經冷卻後溫度再度降至80℃。將反應物於80℃下繼續攪拌2.5個小時。結果產物:所有異氰酸根完全反應,且羥基之終端基無法再檢測出來(由13
C-核磁共振光譜分析法測得),丙烯酸之雙鍵與矽烷基之比例為1.05:1(由1
H-核磁共振光譜分析法測得,理論值為1:1)。
以下說明之「等份量」皆指重量之份量。
樣本之合成係以UP-樹脂系統為基礎。
首先將不飽和之聚酯類樹脂(UP-樹脂)與列於表1之組成份混合一起。
Palatal P-04-01係一不飽和之標準鄰苯二甲酸樹脂,含順丁烯二酸之單元,於苯乙烯中含65%之樹脂(製造商:DSM複合樹脂)。共同加速劑Accelerator NL-49 P係由異辛酸鈷(II)組成,於脂肪烴酯類中含1%之共同加速劑(製造商:Akzo Nobel聚合物化學股份有限公司)。
所有組成份皆分別秤出並加以混合。依此方式所得之混合物A繼續與列於表2之組成份及列於其中之用量進行加工處理:
Butanox M 50係一過氧化甲基乙基酮,33%,其中有63%之鄰苯二甲酸二甲酯及4%之MEK/水(製造商:Akzo Nobel聚合物化學股份有限公司)。
石英粉Millisil W 3及石英砂F32源於Quarzwerk公司。
(A)彎曲強度之測量
(根據表1及表2之用量比例)
範例1:
置入混合物A並與過氧化物及媒合添加劑1(占充填劑用量之0.1個重量百分比)混合。接著將充填劑加入其中並同樣混合。將該充填劑及樹脂之混合物倒入一平坦鑄模中。於室溫下1小時,該混合物固化為一片平板。接著將該片平板繼續放置60℃下24個小時。完全固化後,從該片平板裁剪出數個符合DIN EN ISO 178檢驗標準之樣本。所測得之彎曲強度值為53.2牛頓/平方毫米。
比較範例1(不含媒合添加劑):置入混合物A並與過氧化物混合。接著將充填劑加入其中並同樣混合。將該充填劑及樹脂之混合物倒入一平坦鑄模中。於室溫下1小時,該混合物固化為一片平板。接著將該片平板繼續放置60℃下24個小時。完全固化後,從該片平板裁剪出數個符合DIN EN ISO 178檢驗標準之樣本。所測得之彎曲強度值為39.9牛頓/平方毫米。
範例2:置入混合物A並與過氧化物及媒合添加劑6(占充填劑用量之0.1個重量百分比)混合。接著將充填劑加入其中並同樣混合。將該充填劑及樹脂之混合物倒入一平坦鑄模中。於室溫下1小時,該混合物固化為一片平板。接著將該片平板繼續放置60℃下24個小時。完全固化後,從該片平板裁剪出數個符合DIN EN ISO 178檢驗標準之樣本。所測得之彎曲強度值為52.5牛頓/平方毫米。
比較範例2(含低分子量之媒合添加劑):置入混合物A並與過氧化物及3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷(占充填劑用量之0.1個重量百分比)混合。接著將充填劑加入其中並同樣混合。將該充填劑及樹脂之混合物倒入一平坦
鑄模中。於室溫下1小時,該混合物固化為一片平板。接著將該片平板繼續放置60℃下24個小時。完全固化後,從該片平板裁剪出數個符合DIN EN ISO 178檢驗標準之樣本。所測得之彎曲強度值為43.1牛頓/平方毫米。
範例3:置入混合物A並與過氧化物及媒合添加劑9(占充填劑用量之0.1個重量百分比)混合。接著將充填劑加入其中並同樣混合。將該充填劑及樹脂之混合物倒入一平坦鑄模中。於室溫下1小時,該混合物固化為一片平板。接著將該片平板繼續放置60℃下24個小時。完全固化後,從該片平板裁剪出數個符合DIN EN ISO 178檢驗標準之樣本。所測得之彎曲強度值為49.6牛頓/平方毫米。
(B)彈性模量之測量
(根據表1及表2之用量比例)
範例4:置入混合物A並與過氧化物及媒合添加劑14(占充填劑用量之0.1個重量百分比之20%溶液)混合。接著將充填劑加入其中並同樣混合。將該充填劑及樹脂之混合物倒入一平坦鑄模中。於室溫下1小時,該混合物固化為ㄧ片平板。接著將該片平板繼續放置60℃下24個小時。完全固化後,從該片平板裁剪出數個符合DIN EN ISO 178檢驗標準之樣本。所測得之彈性模量數值為8.3千牛頓/平方毫米。
比較範例3(不含媒合添加劑):置入混合物A並與過氧化物混合。接著將充填劑加入其中並同樣混合。將該充填劑及樹脂之混合物倒入一平坦鑄模中。於室溫下1小時,該混合物固化為一片平板。接著將該片平板
繼續放置60℃下24個小時。完全固化後,從該片平板裁剪出數個符合DIN EN ISO 178檢驗標準之樣本。所測得之彈性模量數值為5.8千牛頓/平方毫米。
比較範例4(含低分子量之媒合添加劑):置入混合物A並與過氧化物及3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷(占充填劑用量之0.1個重量百分比)混合。接著將充填劑加入其中並同樣混合。將該充填劑及樹脂之混合物倒入一平坦鑄模中。於室溫下1小時,該混合物固化為一片平板。接著將該片平板繼續放置60℃下24個小時。完全固化後,從該片平板裁剪出數個符合DIN EN ISO 178檢驗標準之樣本。所測得之彈性模量數值為6.2千牛頓/平方毫米。
(C)撞擊彎曲強度之測量
(根據表1及表2之用量比例)
範例5:置入混合物A並與過氧化物及媒合添加劑14(占充填劑用量之0.1個重量百分比之20%溶液)混合。接著將充填劑加入其中並同樣混合。將該充填劑及樹脂之混合物倒入一平坦之鑄模中。於室溫下1小時,該混合物固化為一片平板。接著將該片平板繼續放置60℃下24個小時。完全固化後,從該片平板裁剪出數個符合DIN EN ISO 179檢驗標準之樣本。所測得之撞擊彎曲強度值為1.957毫焦耳/平方毫米。
比較範例5(不含媒合添加劑):置入混合物A並與過氧化物混合。接著將充填劑加入其中並同樣混合。將該充填劑及樹脂之混合物倒入一平坦鑄模中。於室溫下1小時,該混合物固化為一片平板。接著將該片平板繼續放置60℃下24個小時。完全固化後,從該片平板裁剪出數
個符合DIN EN ISO 179檢驗標準之樣本。所測得之撞擊彎曲強度值為1.574毫焦耳/平方毫米。
(D)黏稠度之測量
範例6:不同於表2,將100等份量之混合物A置入並與媒合添加劑14(0.5等份量之20%溶液)混合。接著將180等份量之石英粉Millisil W8(Quarzwerke公司)加入其中並同樣混合。該混合物之黏稠度然後藉由一台Brookfield RV黏稠度計(位於Lorch之Brookfield股份有限公司)於23℃下(軸桿6;5轉/分鐘)測得數值為41.2帕斯卡.秒。
比較範例6(不含媒合添加劑):將100等份量之混合物A(請參見表1)置入。接著將180等份量之石英粉Millisil W8(Quarzwerke公司)加入其中並與之混合。該混合物之黏稠度然後藉由一台Brookfield RV黏稠度計(位於Lorch之Brookfield股份有限公司)於23℃下(軸桿6;5轉/分鐘)測得數值為48.2帕斯卡.秒。
比較範例7(含低分子量之媒合添加劑):將100等份量之混合物A置入並與0.5等份量之3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷混合。接著將180等份量之石英粉Millisil W8(Quarzwerke公司)加入其中並與之混合。該混合物之黏稠度然後藉由一台Brookfield RV黏稠度計(位於Lorch之Brookfield股份有限公司)於23℃下(軸桿6;5轉/分鐘)測得數值為48.6帕斯卡.秒。
範例7:不同於表2,將100等份量之混合物A置入並與媒合添加劑14(1.0等份量之20%溶液)混合。接著將180等份量之石英
粉Millisil W8(Quarzwerke公司)加入其中並同樣混合。該混合物之黏稠度然後藉由一台Brookfield RV黏稠度計(位於Lorch之Brookfield股份有限公司)於23℃下(軸桿6;5轉/分鐘)測得數值為30.8帕斯卡.秒。
比較範例8(含低分子量之媒合添加劑):將100等份量之混合物A置入並與1.0等份量之3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷混合。接著將180等份量之石英粉Millisil W8(Quarzwerke公司)加入其中並與之混合。該混合物之黏稠度然後藉由一台Brookfield RV黏稠度計(位於Lorch之Brookfield股份有限公司)於23℃下(軸桿6;5轉/分鐘)測得數值為46.8帕斯卡.秒。
(E)展開度之測量
展開度之試驗係根據DIN 1048第一部份之規定執行。欲執行展開度之試驗時需一張70公分x70公分大小之展開用桌子,其可以水平及不彎曲變形方式儲存、一塑模及一支木桿。所使用之塑模係無底部及蓋子之圓柱形體,並具10公分之直徑及5.5公分之高度。
桌面及該塑模內面應以乾布將潮濕水分擦拭除去。用杓子將該混凝土倒入放置於桌面正中心之塑模中,並使成為二層厚度大約相同之層體,並以木桿將每一層體於水平方向上移動使之平坦或簡要刮平而不使其變得更緊緻。此時檢驗人員站於該塑模之二踏板上。然後將該桌面空白之表面清潔乾淨,並將該塑模垂直舉高。接著將該桌面於15秒內於桌邊握把上15次拍擊,但不要用力撞擊,稍微舉高並使之自由落下。整個試驗應於90秒內執行完華。除測量桌邊外亦同步測量該展開糊狀物彼此垂直之直徑a1及a2,並求出平均值。
範例8:不同於表2,將一由12等份量之混合物A、0.12等份量之媒合添加劑14溶液、10等份量之石英粉Millisil W3(Quarzwerke公司)、28等份量之0至3毫米礫石砂粒、50等份量之1至10毫米礫石砂粒及0.24等份量之自由基啟動劑Butanox M 50(製造商:Akzo Nobel聚合物化學股份有限公司)所組成之混合物,根據上文所述之說明進行展開度試驗。所測得之展開度為19.9公分。
比較範例9(不含媒合添加劑):將一由12等份量之混合物A、10等份量之石英粉Millisil W3(Quarzwerke公司)、28等份量之0至3毫米礫石砂粒、50等份量之1至10毫米礫石砂粒及0.24等份量之自由基啟動劑Butanox M 50(製造商:Akzo Nobel聚合物化學股份有限公司)所組成之混合物,根據上文所述之說明進行展開度試驗。所測得之展開度為16.4公分。
比較範例10(含低分子量之媒合添加劑):將一由12等份量之混合物A、0.12等份量之3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷、10等份量之石英粉Millisil W3(Quarzwerke公司)、28等份量之0至3毫米礫石砂粒、50等份量之1至10毫米礫石砂粒及0.24等份量之自由基啟動劑Butanox M 50(製造商:Akzo Nobel聚合物化學股份有限公司)所組成之混合物,根據上文所述之說明進行展開度試驗。所測得之展開度為16.7公分。
範例9:不同於表2,將一由12等份量之混合物A、0.24等份量之媒合添加劑14溶液、10等份量之石英粉Millisil W3
(Quarzwerke公司)、28等份量之0至3毫米礫石砂粒、50等份量之1至10毫米礫石砂粒及0.24等份量之自由基啟動劑Butanox M 50(製造商:Akzo Nobel聚合物化學股份有限公司)所組成之混合物,根據上文所述之說明進行展開度試驗。所測得之展開度為20.3公分。
比較範例11(含低分子量之媒合添加劑):將一由12等份量之混合物A、0.24等份量之3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷、10等份量之石英粉Millisil W3(Quarzwerke公司)、28等份量之0至3毫米礫石砂粒、50等份量之1至10毫米礫石砂粒及0.24等份量之自由基啟動劑Butanox M 50(製造商:Akzo Nobel聚合物化學股份有限公司)所組成之混合物,根據上文所述之說明進行展開度之試驗。所測得之展開度為16.8公分。
Claims (25)
- 一種可固化之聚合物混合物,其包含1.)至少一由最少具一可水解矽烷基之氨基矽烷及/或硫矽烷,與至少一最少二端含乙烯基不飽和雙鍵為唯一終端基之化合物,相結合而成之寡聚合性加成產物a),及/或至少一由最少具一可水解矽烷基之異氰酸根矽烷及/或環氧矽烷,與至少一最少具三結構單元之寡聚合性化合物,其至少具一羥基之終端基或氨基之終端基,及至少具一含乙烯基不飽和雙鍵之終端基,相結合而成之寡聚合性加成產物b),作為媒合添加劑,2.)一可經自由基聚合反應固化之系統,其至少包含一含乙烯基之不飽和聚合物及/或一丙烯酸或甲基丙烯酸樹脂,至少一含乙烯基之不飽和單體,至少一自由基啟動劑,及3.)至少佔該聚合物混合物所有組成份總重量之20個重量百分比之無機性填充劑作為骨材。
- 根據申請專利範圍第1項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,其含少於占該聚合物混合物所有組成份總重量之5個重量百分比之媒合添加劑組成份1)。
- 根據申請專利範圍第2項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,其含少於占該聚合物混合物所有組成份總重量之0.5個重量百分比之媒合添加劑組成份1)。
- 根據申請專利範圍第1項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,製造加成產物1)a)時可作為含至少二含乙烯基不飽和雙鍵終端基之化合物使用者為化合物,其含有丙烯酸酯根或甲基丙烯酸酯根及/或烯丙基為終端基,其至少一終端基係丙烯酸酯終端基或甲基丙烯酸酯終端基形式存在,及製造加成產物1)b)時可作為含有至少一含乙烯基之不飽和雙鍵終端基之寡聚合性化合物使用者為一寡聚合性化合物,其含一丙烯酸酯根、甲基丙烯酸酯根或烯丙基為終端基,及至少一氨基或羥基之終端基。
- 根據申請專利範圍第1項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,含至少二含乙烯基不飽和雙鍵終端基之化合物使用者,係一至少為寡聚合性之化合物。
- 根據申請專利範圍第1項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,含至少一含乙烯基不飽和雙鍵之終端基及至少一羥基或氨基終端基之化合物使用者,係一聚合性之化合物。
- 根據申請專利範圍第1項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,可作為含至少一或至少二含乙烯基不飽和雙鍵之終端基之化合物使用者,有一相應之聚醚類、飽和之聚酯類、聚醯胺類、飽和之聚酯醯胺類及/或飽和之聚酯聚醚類。
- 根據申請專利範圍第7項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,該聚醚類、聚酯類或聚酯聚醚類具至少二含乙烯基不飽和雙鍵之終端基或具至少一含乙烯基不飽和雙鍵之終端基及至少一羥基或氨基之終端基。
- 根據申請專利範圍第7項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,該聚醚類至少為一聚醚類,其選自於該組,包含聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、其等之混合物、共聚合物及塊體共聚合物,而該聚酯類至少為一聚酯類,其選自於該組,包含由二醇類及飽和之二羧酸類形成之聚酯類及由內酯類所形成之聚酯類,由ε-己內酯或δ-戊內酯所形成之聚酯類。
- 根據申請專利範圍第1項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,可作為含至少一可水解矽烷基之化合物使用者係具下列通式之化合物,
- 根據申請專利範圍第10項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,可作為具可水解矽烷基之化合物使用者有3-氨基丙基三甲氧基矽烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-氨基丙基二甲基乙氧基矽烷、3-氨基丙基三乙氧基矽烷、二(三甲氧基矽烷基丙基)胺、3-(氨基乙基)氨基丙基三甲氧基矽烷、3-(甲基氨基)丙基三甲氧基矽烷、3-異氰酸根丙基三甲氧基矽烷、3-異氰酸根丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷及/或3-巰基丙基三乙氧基矽烷。
- 根據申請專利範圍第1項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,該黏合劑組成份2)係以少於占該聚合物混合物所有組成份總重量之80個重量百分比之用量存在。
- 根據申請專利範圍第12項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,該黏合劑組成份2)係以少於占該聚合物混合物所有組成份總重量40個重量百分比之用量存在。
- 根據申請專利範圍第1項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,該黏合劑組成份2)係以至少一含乙烯基之不飽和聚酯類、及/或以丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯樹脂,其選自於該組,包含聚丙烯酸樹脂、聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸樹脂、聚丙烯醯胺、聚丙烯醯胺或聚甲基丙烯醯胺、及由丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯及丙烯醯胺或甲基丙烯醯胺聚合而成之共聚合物、及至少一含乙烯基之不飽和單體及至少一自由基啟動劑為基礎。
- 根據申請專利範圍第14項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,一被取代之苯乙烯、烷基丙烯酸酯或烷基甲基丙烯酸酯及/或丙烯醯胺或甲基丙烯醯胺,可以含乙烯基不飽和單體形式存在。
- 根據申請專利範圍第14項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,一含乙烯基之不飽和單體者,達到占該黏合劑組成份2)總重量之55個重量百分比。
- 根據申請專利範圍第1項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,填充劑組成份3),含至少占該聚合物混合物所有組成份總重量之60個重量百分比。
- 根據申請專利範圍第1項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,以無機填充劑形式存在者有無機含矽之化合物及/或鋁及/或鎂之無機含氧化合物。
- 根據申請專利範圍第1項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,以輔助劑4)形式存在者有聚合反應催化劑、加速劑、吸水劑、抑制劑、顏料、濕潤劑及均散劑、分離劑、除泡劑、安定劑、抗氧化劑、遮光劑、熱安定劑、防燃劑、濕 潤劑、增塑劑、增稠劑、觸變助劑、防撞劑、表面變質劑、防靜電劑及/或膨大劑。
- 根據申請專利範圍第1項所述之可固化之聚合物混合物,其特徵為,該聚合物混合物係一可固化之聚合物混凝土混合物。
- 一種以至少一根據申請專利範圍第1項所述之加成產物1)a)及/或1)b)之用途,作為媒合添加劑,用以製造一根據申請專利範圍第19項所述之可固化聚合物混合物,以根據申請專利範圍第12項所述之可經自由基聚合反應固化之系統為基礎,作為黏合劑,其添加占該聚合物混合物、多微粒性可均散之無機填充劑所有組成份總重量至少20個重量百分比,作為骨材。
- 一種製造一可固化之聚合物混合物之方法,即製造一可固化之聚合物混凝土混合物之方法,其特徵為,將至少一根據申請專利範圍第1項所述之媒合添加劑,以一根據申請專利範圍第12項所述之可經自由基聚合反應固化之系統,與根據申請專利範圍第18項所述之多微粒性可均散之無機充填劑相互混合,作為骨材。
- 一種由根據申請專利範圍第22項所述之聚合物混合物製造鑄模之方法,其特徵為,將該聚合物混合物經由聚合反應加以固化。
- 一種由根據申請專利範圍第22項所述之聚合物混凝土混合物製造鑄模之方法,其特徵為,將該聚合物混凝土混合物經由聚合反應加以固化。
- 一種固化後之聚合物混合物,可根據申請專利範圍第23項製得。
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