专利名称：一种制造建筑构件的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造改进的建筑构件的方法。特别地涉及一种制造填充有硅氧烷的玻璃建筑砌块的方法，其中玻璃砌块中的硅氧烷的气泡数量大大减少。
大家已经知道了在建筑业中的玻璃砌块的应用。例如在需要透过外墙来观察的时候在墙中代替普通的砌块而使用玻璃砌砖。玻璃砌块也可用以形成内墙或其中的部分以形成光的通路和/或为了美学的原因。
在文献GB 1 294 308中描述了一种建筑砌块，该砌块由部分地充有液体(例如水)的空心透明体组成，并具有斜壁，于是通过砌块体和其中的液体，光可反射、折射和过滤。
在文献GB 1 495 951中描述了一种墙壁结构，该墙壁结构由多个叠加的如玻璃这样可透可见光的透明材料的空心块组成。该砌块部分地填充有透明液体(如水)，并还包括棱柱体，于是光可被反射、折射和过滤。这种建筑砌块能透过墙壁传输光。
从美国专利US 2,724,260中还可以知道玻璃砌块的某些表面可涂有一层薄的有机聚硅氧烷膜以阻止砂浆对其粘结。
另外，美国专利US 5,595,032还公开了一种玻璃建筑砌块，该砌块填充有硅氧烷组合物。该砌块具有很大改进的美学特点的同时，这些砌块中的硅氧烷能容纳有可削弱砌块透明度的空气气泡。
我们现在知道建筑构件由填充有硅氧烷的空心玻璃块组成，其中在最后填充之前通过在砌块的内部涂有硅氧烷，于是在所述硅氧烷中的气泡的数量大大地减少。
所以，本发明的一个方面提供了一种制造包含有硫化的聚二有机硅氧烷组合物的建筑构件的方法，该方法包括使空心的玻璃建筑砌块的内表面浸有大量的第一可硫化的聚二有机硅氧烷组合物以在所述的表面上形成涂层；使所述的第一聚二有机硅氧烷组合物硫化；在砌块内装入大量的可硫化的聚二有机硅氧烷组合物，该组合物在硫化时可使硫化的产物在温度变化时相对于砌块膨胀；及硫化所述的第二提到的聚二有机硅氧烷组合物。
该形成砌块容纳了的气泡数量减少，因此提高了透明度。
可参照附图
阅读本说明书，该附图表示了切去了一部分的建筑构件的透视图。
在本发明的第一阶段，空心的玻璃建筑砌块的内表面涂有足量的可硫化的聚二有机硅氧烷组合物，以在所述的表面上形成涂层。进行上述涂覆的要求并不是很苛刻，例如它包括在砌块制造中对砌块的内表面喷射或涂覆聚二有机硅氧烷组合物。另外，在优选的实施方案中，在制造的砌块中钻有孔或预先形成孔，大量的聚二有机硅氧烷组合物分布在砌块内，摇晃砌块直到内表面足够浸润。
在该阶段中使用的聚二有机硅氧烷组合物包括那些可硫化成弹性体或凝胶状的状态的组合物，最好在大约22℃或适当提高的温度，如达到大约100℃下硫化。该可硫化的组合物包括具有硅键连反应基团，最好具有羟基或链烯基和一个或多个通过该反应基团而影响其交联反应的聚二有机硅氧烷。该组合物也可或不包含引发或加速交联反应的催化剂。
该优选的可硫化的组合物为由两个或多个组分组成的组合物。在这种组合物中，相关反应的组分分别包装，在使用时把包装的组分混合在一起。
具有两种组分的可硫化的组合物包括带末端硅键连的羟基团的聚二有机硅氧烷、和具有烷氧基团的硅烷和/或该硅烷的部分水解产物，例如正丙基硅酸盐和乙基聚硅酸盐的混合物。这些类型的组分的硫化通过金属有机化合物的引入正常地催化。特别地可使用如辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡或二月桂酸二丁基锡的金属羧酸盐。
这种类型的组合物在硅氧烷领域中已经公知并在如英国专利841825、1295 194和1 304 362中描述过。
根据本发明应用最优选的为含下列组成的聚二有机硅氧烷组合物(A)具有至少两种硅键连的烯属不饱和基团，(B)每个分子中具有至少两个硅键连的氢原子的至少一种有机氢硅氧烷及(C)促进SiH基团和不饱和基团反应的催化剂。
含(A)、(B)和(C)组成的高弹体和/或凝胶状组合物已经公知，并在例如英国专利849 885、945 580、1 189 270、1 581 762和1 281 343和美国专利3,020,260中描述过。
含(A)、(B)和(C)组成的组合物通过一个不会产生可燃的副产物的反应硫化。这样，它们可特别适合应用于需要防火的地方。
最好在聚二有机硅氧烷中的所有硅连接的取代基至少70％为甲基团。其余的取代基从需要的反应基团中选取，如具有2到8个碳原子的链烯基团、苯基团、烷基团及具有3到8个碳原子的氟取代的烷基。
在聚二有机硅氧烷(A)中的反应基团为硅连接的烯属不饱和基团。反应基团最好是具有2到8个碳原子，例如乙烯基、烯丙基或己烯基。为得到需要的高弹性的或凝胶状的产品的聚二有机硅氧烷中的上述反应基团的所需比例对于在硅氧烷化学领域中的普通技术人员是公知的，或者说是很容易确定的。然而，一般地说，在分子中链烯基团的比例不会超过硅连接取代基整个数量的2％或3％。链烯基团可与末端硅原子、非末端硅原子相连，或者与两者都相连。
优选的聚二有机硅氧烷(A)的实例包括二甲基硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷和三甲基硅氧烷单元的共聚物，二甲基硅氧烷、苯基甲基硅氧烷和二甲基乙烯基硅氧烷单元的共聚物，二甲基硅氧烷、甲基己烯基硅氧烷和二甲基己烯基硅氧烷单元的共聚物，二甲基硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷和苯基二甲基硅氧烷单元的共聚物以及该聚二有机硅氧烷中的两个或更多的混合物。
交联剂(B)在有机硅氧烷的高弹体和凝胶体领域是公知的。有机氢硅氧烷(B)平均在每个分子中至少有两个硅连接氢原子。其余的硅原子的价键由从烷基及苯基中选择的有机基团所饱满，该烷基团具有从一个到六个碳原子，如甲基、乙基和己基。从成本和容易获得方面来考虑最好选择有机氢硅氧烷，其中整个的有机的取代基至少有80％或最好约100％为甲基。
有机氢硅氧烷(B)可以是均聚物或共聚物。例如，它们可以是聚甲基氢硅氧烷，末端为三甲基甲硅烷氧基的聚甲基氢硅氧烷，二甲基硅氧烷、甲基氢硅氧烷和三甲基硅氧烷单元的共聚物以及二甲基硅氧烷、甲基氢硅氧烷和二甲基氢硅氧烷单元的共聚物。
交联剂(B)可包括一种单一有机氢硅氧烷或例如具有不同链长和/或不同硅连接氢原子含量的两种或更多不同的有机氢硅氧烷。
采用的交联剂(B)的比例应至少足够满足在硫化中所需要的交联度。根据有机氢硅氧烷的类型和结构，需要的比例可有很大的不同。然而，一般地说，交联剂(B)的比例应为每100重量份(A)大约需要有5到40重量份(B)。
铂催化剂(C)可以是任何一种已知能有效地促进SiH基团与硅连接链烯基团的反应的形式。在文献中公开了铂的已知和适当的形式，该形式包括；氯铂酸、铂化合物及铂化合物与不饱和有机化合物的配合物，或铂化合物与具有包括烯属不饱和性的硅连接团的硅氧烷的配合物。
铂催化剂(C)的例子为亚铂卤化物和如乙烯、丙烯、环己烯和苯乙烯的烯烃的配合物、铂卤化物或氯铂酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷的配合物(见美国专利3,419,593)和有氯铂酸、二乙烯基四甲基二硅氧烷和四甲基二硅氧烷反应形成的配合物。
使用的铂催化剂的量应该能有效地促进需要的反应。一般地说，有效的量为每百万混合重量份的(A)和(B)中铂为5到200重量份。
填料和其它的填加剂可混合到可硫化的聚二有机硅氧烷，但应不会削弱在硫化的组合物中的需要的透明和或透明度。
适当的填料包括某种处于精细粉末状态的硅氧烷高弹体、某种二氧化硅和可溶于苯的R3SiO0.5单元和SiO2单元树脂状共聚物，其中R基团最好是甲基，但最好还可包括很小比例一般是整个R基团的至多20％的链烯基，例如乙烯基。这种树脂状共聚物在硅氧烷领域是公知的并可通过如美国专利2,676,182中描述的方法得到。R3SIO0.5单元对SIO2单元的比例可从大约0.5∶1到大约1∶1来变化，最好从0.6∶1到0.8∶1来变化。
其它存在于可硫化的组合物中的添加剂包括提高硫化的组合物粘结到玻璃砌块上的物质及赋予阻燃性的物质，例如象丁氧基钛和辛酸锆的过渡金属化合物。
已发现具有末端三有机甲硅烷氧基团的低分子量聚二甲基硅氧烷的加入可促进硫化的凝胶粘结到玻璃砌块的内部，其中有机基团为烷基或芳基。这种材料还能加入以降低硫化的产物的模量，这对减少在周围的温度变化中由于不均匀膨胀和收缩而产生的应力有利。
在过程的第一阶段中使用的聚二有机硅氧烷组合物量的变化很大程度上取决于需要的涂层的厚度。然而，一般地，使用量在大约0.1％和大约5％的范围，最好为砌块中的空腔整个体积的0.5％。
覆盖在砌块内表面的可硫化的聚二有机硅氧烷组合物接着被硫化。如上所述，取决于使用的聚二有机硅氧烷组合物，该过程可在大约22℃的温度或适当提高的温度完成，如在大约100℃。还取决于聚二有机硅氧烷组合物和选择的温度，硫化可在几分钟或几天内完成。
尽管在理论上不希望粘结，还是要求涂层贴近表面包住小片玻璃，于是使它们不能进入砌块的大量树脂悬浮液中。还要求树脂与砌块表面的羟基反应并产生氢气。然而，由于涂层相对薄，氢气可容易在砌块中填充大量树脂之前从涂层中扩散。通过这种方式，包裹的氢气气泡与现有技术中没有预先涂层的过程相比大大地减少了。
接下来，砌块填充入可硫化的聚二有机硅氧烷组合物。填充的方法不是十分苛刻的，例如包括仅仅通过小孔或在砌块上的钻孔或预先形成的孔中分送需要量的聚二有机硅氧烷组合物。
在填充砌块中使用可硫化的聚二有机硅氧烷组合物从如上所述的涂层阶段使用相同的聚二有机硅氧烷组合物中选取，可与涂层中使用的聚二有机硅氧烷组合物相同或不同。在最佳的实施方案中，用于涂覆砌块内部的聚二有机硅氧烷组合物和用于填充砌块的聚二有机硅氧烷组合物相同。
在过程的该阶段中，使用的聚二有机硅氧烷组合物的量要考虑最后硫化的材料虽然也可使用较小量，但在温度变化时可能相对于砌块发生膨胀。
用于填充砌块的聚二有机硅氧烷组合物接着硫化。该硫化过程以与如上所述的第一聚二有机硅氧烷组合物相同的方式和相同的条件发生。
因为减少的气泡提高了砌块的透明度，本发明玻璃砌块具有改进的美学吸引力。
为了使本发明更清楚，下面描述根据本发明的一个方法实施例。该描述可参照附图来阅读，该附图表示了切去一部分的建筑构件的透视图。除了另外说明的外，所有的份数都是以重量计算，所有的粘度都是在25℃的粘度。
实施例可硫化的组合物通过把两种成分混合而得到(成分A和B)。
组分(A)通过进行下面混合而得到86.4份的以二甲基乙烯基甲硅烷氧基末端结尾的聚二甲基硅氧烷(4.5×10-4m2/s)、2份以三甲基甲硅烷氧基末端结尾的聚甲基氢硅氧烷(3×10-5m2/s)、18份二甲基硅氧烷和甲基氢硅氧烷的共聚物(5×10-6m2/s)、0.6份甲基乙烯基环四硅氧烷和10.7份粘度为20cSt的具有末端为三有机甲硅烷氧基团的聚二甲基硅氧烷。
组分B通过把99.9份以二甲基乙烯基甲硅烷氧基末端结尾的聚二甲基硅氧烷(2×10-3m2/s)和0.2份氯铂酸和二乙烯基四甲基二硅氧烷的配合物混合得到。
组分A和B以重量比大约为7.5∶92.5混合以提供可硫化组合物，其中反应的乙烯基团对反应的硅连接氢原子的比为大约1比1或小于1比1。
把仍然处于可流动状态的可硫化的组合物通过一个填充孔(2)填入空心的玻璃砌块(1)中。然后转动砌块，于是在砌块的内表面形成厚度大致均匀的组合物涂层(3)。涂层于是通过把砌块放在室温下(大约22℃)24小时进行硫化。
另外一批可硫化的组合物以相同的比例混合，通过相同的填充孔(2)充入到上面准备的预加工砌块中。可硫化的组合物然后通过把砌块放在室温(大约22℃)48小时进行硫化以形成硫化的硅氧烷(4)。
最后形成的砌块是透明的，整个构件无气泡和可见缺陷。
权利要求
1.一种制造包含有硫化的聚二有机硅氧烷组合物的建筑构件的方法，该方法包括使空心的玻璃建筑砌块的内表面浸有大量的第一可硫化的聚二有机硅氧烷组合物以在所述的表面上形成涂层；使所述的第一聚二有机硅氧烷组合物硫化；在砌块内装入大量的第二可硫化的聚二有机硅氧烷组合物，该组合物在硫化时可使硫化的产物在温度变化时相对于砌块膨胀；及硫化所述的第二聚二有机硅氧烷组合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于第一可硫化的聚二有机硅氧烷组合物和第二可硫化的聚二有机硅氧烷组合物是相同的。
3.根据权利要求1和2任何一项所述的方法，其特征在于聚二有机硅氧烷组合物包括(A)具有至少两个硅连接的烯属不饱和基团的聚二有机硅氧烷；(B)每个分子具有至少两个硅连接的氢原子的至少一个有机氢硅氧烷及(C)促进(B)中的SiH基团和(A)中的烯属不饱和基团反应的催化剂。
4.根据上述权利要求中任何一项所述的方法，其特征在于每个聚二有机硅氧烷组合物包含具有末端为三有机甲硅烷氧基的聚二甲基硅氧烷，其中该有机基团为烷基或芳基。
5.在使建筑构件充有硫化的聚二有机硅氧烷组合物的方法中，包括在空心的玻璃砌块中填充有可硫化的聚二有机硅氧烷组合物的阶段，然后硫化所述的聚二有机硅氧烷组合物，其改进包括使空心的玻璃砌块的内表面浸有第一可硫化的聚二有机硅氧烷组合物，并硫化所述第一可硫化的聚二有机硅氧烷组合物，然后在砌块内充有第二聚二有机硅氧烷组合物并使第二聚二有机硅氧烷组合物硫化。
全文摘要
本发明涉及一种使玻璃建筑构件充有硫化的聚二有机硅氧烷组合物的改进的方法。该方法首先包括使空心的玻璃砌块的内表面涂有第一可硫化的聚二有机硅氧烷组合物。该第一组合物然后被硫化。接着砌块装入大量的第二可硫化的聚二有机硅氧烷组合物。该第二组合物于是被硫化以形成建筑构件。由于减少包裹气泡的数量,最后形成的构件具有改进的美学特性。
文档编号E04C1/42GK1202560SQ98108048
公开日1998年12月23日 申请日期1998年3月24日 优先权日1997年3月25日
发明者P·笛斯卡普斯, M·哈威 申请人:陶氏康宁有限公司