含有混合聚脲-聚氨酯端部组合物的伸缩接头的制作方法

含有混合聚脲-聚氨酯端部组合物的伸缩接头的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于伸缩接头系统的端部组合物。所述端部组合物包括混合聚脲-聚氨酯组合物且旨在在低温下具有较短的固化时间。还提供了包含所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物的伸缩接头系统以及将所述端部组合物施加至伸缩接头系统的方法。
【专利说明】含有混合聚脲-聚氨酯端部组合物的伸缩接头
【技术领域】
[0001]本发明提供了一种用于伸缩接头系统(expansion joint system)的端部材料(header material)。所述端部材料提供由伸缩接头间隙至相邻结构的过渡且能用于各种类型的基础设施中。
【背景技术】
[0002]在基础设施建设过程中，在相邻的结构构件之间特意设置一个间隙用于适应基础设施内部的尺寸变化。这种尺寸变化是由于结构构件的膨胀和收缩而出现的，所述膨胀和收缩由包括但不限于以下情况的条件造成:温度变化、由混凝土断面的预应力和/或后应力导致的缩短、蠕变、地震扰动以及由车辆通行导致的偏斜和纵向力。
[0003]伸缩接头系统通常用来适应基础设施构造内部的所述间隙且适应包括在所述间隙附近的移动。通常，伸缩接头是通过使用伸缩接头密封相邻的结构构件之间的间隙并将大量结构材料(也称为端部材料)施加至接头开口的每一侧而形成。伸缩接头系统能够适应因上述因素导致的结构构件的膨胀和收缩所发生的间隙的尺寸改变。
[0004]特别是在交通繁忙的桥梁结构、体育场馆、停车场和机场中，伸缩接头系统在端部材料必须承受由车轮接触导致的磨损时发生劣化。当混凝土材料和伸缩材料之间的粘合力下降时，伸缩接头材料可从结构之间的间隙泄漏，使水能够渗入并发展破坏性的影响。
[0005]此外，端部组合物在固化前通常具有较短的操作时间(也被称为活化寿命)。在更高的温度下，操作时间 甚至更短，这是由于更高的温度通常导致较短的操作时间。这带来一个问题，即，这类端部组合物不能提供足够量的时间以使端部材料在伸缩接头系统内被适当地施用。
[0006]因此，本领域需要存在一种改进的伸缩接头系统和端部材料，所述端部材料能够通过提供改进的性能而对抗劣化，且能够提供足够量的时间以在固化前施用。

【发明内容】

[0007]本发明提供一种用作伸缩接头系统的部件的端部组合物，所述端部组合物包含聚脲组分和聚氨酯组分的共混物。
[0008]本发明还提供一种伸缩接头系统，其包括:相邻的第一和第二结构构件，在所述结构构件之间具有限定的间隙；所述相邻的第一和第二结构构件表面形成的凹口 ；以及位于所述相邻的第一和第二结构构件中的至少一个构件的所述凹口内的混合聚脲-聚氨酯组合物。
[0009]本发明进一步提供一种伸缩接头系统，其包括:相邻的第一和第二结构构件，在所述结构构件之间具有限定的间隙；所述相邻的第一和第二结构构件表面形成的凹口 ；以及位于所述相邻的第一和第二结构构件中的至少一个构件的所述凹口内的端部组合物，所述端部组合物包含聚合物和低含水量(moisture content)的骨料。
[0010]本发明还提供一种将端部组合物施加于伸缩接头内的方法，其包括:将所述端部组合物的第一组分从第一存储容器经由第一导管引入至混合室中；将所述端部组合物的第二组分从第二存储容器经由第二导管引入至混合室中；混合所述第一组分和第二组分以引发所述第一组分和第二组分之间的反应；以及将所述第一组分和第二组分的混合物施加至所述相邻的第一和第二结构构件中的至少一个构件的表面形成的凹口内。
[0011]根据一些示例性实施方案，将端部组合物施加于基础设施构造用的伸缩接头系统内的方法包括:将至少一种异氰酸酯从第一存储容器经由第一导管引入至混合室中；将至少一种多元醇和胺从第二存储容器经由第二导管引入至混合室中；在混合头中混合所述异氰酸酯、多元醇和胺以形成混合聚脲-聚氨酯端部组合物；以及将所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物施加至相邻的结构构件中形成的凹口内。所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物可通过可移动的混合器输出而施加。
[0012]根据其他的示例性实施方案，将端部组合物施加于伸缩接头内的方法包括:将所述端部组合物的第一组分从第一存储容器经由第一导管引入至混合室中；将所述端部组合物的第二组分从第二存储容器经由第二导管引入至混合室中；混合所述第一组分和第二组分以引发所述第一组分和第二组分之间的反应；将具有多个孔的第三导管置于所述相邻的第一和第二结构构件中的至少一个构件表面形成的凹口内；以及将所述第一组分和第二组分的混合物施加至所述相邻的第一和第二结构构件中的至少一个构件表面形成的所述凹口内。
[0013]根据一些示例性实施方案，将端部组合物施加于伸缩接头系统内的方法包括:将至少一种异氰酸酯从第一存储容器经由第一导管引入至混合室中；将至少一种多元醇和胺从第二存储容器经由第二导管引入至混合室中；在混合室中混合所述异氰酸酯、多元醇和胺以形成混合聚脲-聚氨酯端部材料；以及将所述混合聚脲-聚氨酯端部材料通过具有多个孔的第三导管施加至伸缩接头，其中第三导管位于所述第一和第二结构构件中的至少一个构件表面形成的凹口内。
【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1为用于将端部材料施加于基础设施构造用的伸缩接头内的装置的一个示例性实施方案示意图。
[0015]图2为用于将端部材料施加于基础设施构造用的伸缩接头内的装置的一个示例性实施方案示意图。
[0016]图3为含有端部材料的伸缩接头系统的一个示例性实施方案示意图。
[0017]图4为含有端部材料的伸缩接头系统的一个示例性实施方案示意图。
[0018]图5为含有端部材料的伸缩接头系统的一个示例性实施方案示意图。
[0019]图6为含有端部材料的伸缩接头系统的一个示例性实施方案示意图。
[0020]图7为含有端部材料的伸缩接头系统的一个示例性实施方案示意图。
[0021]图8为含有端部材料的伸缩接头系统的一个示例性实施方案示意图。 [0022]图9为含有端部材料的伸缩接头系统的一个示例性实施方案示意图。
【具体实施方式】
[0023]本发明提供一种端部材料，所述材料为用于基础设施构造的两个相邻、间隔开的部分之间的伸缩接头系统的部件。可使用伸缩接头系统和端部材料的基础设施构造的非限制性实例包括桥梁、道路、水道、码头、铁路、机场跑道、泊车甲板和其他类似的附属物(appendage)。这些结构通常安装在允许足够空间放置的区域，以最大限度地减少由混凝土的热膨胀和收缩导致的裂纹，并适应通常施加于结构上的各种应力。
[0024]所述端部材料包含一种混合聚脲-聚氨酯端部组合物。所述端部材料可用作伸缩接头系统的结构部件以提供从伸缩接头间隙至相邻结构的过渡。在某些实施方案中，端部材料除了吸收车辆跨越伸缩接头时的冲击载荷，而且能够将车轮载荷传递给上部结构。
[0025]位于各个构造部分之间的是限定在相邻的第一和第二结构构件之间的间隙。第一和第二结构构件各自具有形成于其中的凹口。所述端部材料可安装在第一和第二结构构件(间隙限定于其间)中形成的凹部区域。第一和第二结构构件的凹口彼此相对且毗邻形成于第一和第二结构构件之间的间隙。在某些实施方案中，伸缩接头通过以下方式密封:在相邻的第一和第二道路部分(roadway section)之间形成的间隙内提供间隙止动件(stop-gap)(例如,支撑杆(backing rod)),并将密封剂涂敷于间隙止动件以闭合相邻的第一和第二道路部分之间的间隙。
[0026]在其他实施方案中，伸缩接头是通过在相邻的第一和第二道路部分之间锚定条状密封件或腺状密封件而被密封。端部材料被施加于相邻的第一和第二道路部分的凹口部分内。密封件和端部材料闭合相邻的第一和第二道路部分之间的间隙且提供光滑的路面或基底，同时也对来往车辆起到缓冲器(cushion)和能量吸收器的作用。
[0027]用于伸缩接头系统中的端部组合物还可包括低含水量骨料，所述骨料以增强端部组合物的形式使用。“低含水量”意指骨料具有不会导致混合聚脲-聚氨酯端部组合物发泡的含水量，所述发泡可降低固化后的端部组合物的整体压缩强度。在某些实施方案中，低含水量骨料具有约0.2%以下的含水量。在其他实施方案中，低含水量骨料具有低于0.05%的含水量。在其他实施方案中，骨料具有低于0.02%的含水量。在其他实施方案中，低含水量骨料具有低于0.01 %的含水量。不束缚于任何特定理论，可认为，低含水量的骨料使得当端部材料施用于骨料时能够获得优异的粘合，并且能够使端部材料在固化后达到伸缩接头系统所需的最终强度(即，压缩强度)。
[0028]不束缚于任何特定理论，可认为，在端部材料形成过程中发生的聚合反应期间，骨料也可起到类似于散热剂(heat sink)的作用。通常，聚合反应是放热反应，其中化学反应过程中所产生的热可起到催化剂的作用以进一步加速反应进程。低含水量骨料可通过以下方式抵消这种效应:吸收端部材料形成过程中所产生的热，并减慢整个反应进程从而为施加端部材料留有足够时间。此外，不束缚于任何特定理论，可认为，骨料具有使收缩最小化的作用。不含有骨料的材料放热且在放热过程中材料膨胀。一旦材料冷却，其收缩至较小的尺寸。因此可认为骨料使这种趋势最小化。
[0029] 根据某些实施方案，任何端部材料(包括混合聚脲-聚氨酯端部组合物)可以与低含水量骨料结合使用。在某些实施方案中，约50 %至约60 %的凹口用低含水量骨料填充，且约40%至约50%的凹口用端部材料填充。在端部材料被装入凹口前，可首先将低含水量骨料置于相邻的道路部分的凹口内。使端部材料围绕低含水量骨料流动并使其固化。在其他实施方案中，在加入骨料之如先将端部材料加入至凹口中。然后将骨料加入端部材料中并使其陷入端部材料中。[0030]端部材料为高性能的混合端部材料，其包含聚脲组分和聚氨酯组分的共混物或混合物。混合聚脲-聚氨酯端部材料通过至少一种异氰酸酯、至少一种多元醇和至少一种胺的反应而制成。
[0031]任何已知的异氰酸酯可用于形成混合聚脲-聚氨酯端部组合物。异氰酸酯可包括芳族异氰酸酯、脂族异氰酸酯、脂环族异氰酸酯、芳脂族异氰酸酯中的至少一种，或它们的混合物。异氰酸酯组分通常为二异氰酸酯或三异氰酸酯或它们的混合物。可用于形成聚脲-聚氨酯混合端部材料的芳族异氰酸酯的实例包括但不限于亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚亚甲基二苯基二异氰酸酯(PMDI)、对亚苯基二异氰酸酯(PDI)、萘二异氰酸酯(NDI);脂族异氰酸酯例如六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、六亚甲基二异氰酸酯三聚物(HDI三聚物)、二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、环己烷二异氰酸酯(CHDI);四甲基苯二甲撑二异氰酸酯(TMXDI)或它们的混合物。 [0032]在其他实施方案中，合适的多异氰酸酯可包括二异氰酸酯，例如间亚苯基二异氰酸酯、甲苯-2，4- 二异氰酸酯、甲苯-2，6- 二异氰酸酯、2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯的混合物、六亚甲基-1，6- 二异氰酸酯、四亚甲基-1，4- 二异氰酸酯、环己烷-1，4- 二异氰酸酯、六氢甲代亚苯基二异氰酸酯(以及异构体)、亚萘基-1，5-二异氰酸酯、1-甲氧基苯基-2，4-二异氰酸酯、二苯基甲烷-4，4’ - 二异氰酸酯、二苯基甲烷-2，4’ - 二异氰酸酯、二苯基甲烷-2，2’ - 二异氰酸酯、间二甲苯二异氰酸酯、间-或对-四甲基二甲苯二异氰酸酯、4，4’ - 二环己基甲烷二异氰酸酯、氢化亚二甲苯基二异氰酸酯、1-甲基_2，4- 二异氰酸根合-环己烷、四甲氧基丁烷-1，4- 二异氰酸酯、丁烷-1，4- 二异氰酸酯、1，6- 二异氰酸根合-2，2，4-三甲基己烷、四甲氧基丁烷-1，4- 二异氰酸酯、丁烷-1，4- 二异氰酸酯、1，6- 二异氰酸根合_2，2，4-三甲基己烷、1，6- 二异氰酸根合_2，4，4-三甲基己烷、1-异氰酸根合-1-甲基-4(3)-异氰酸根合甲基环己烷、1，12-十二烷二异氰酸酯、4，4’ -亚联苯基二异氰酸酯、3，3’ -二甲氧基-4，4’ -联苯基二异氰酸酯、3，3’ - 二甲基-4，4’ - 二异氰酸酯、1-异氰酸根合_3，3，5-三甲基-5-异氰酸根合甲基环己烷；三异氰酸酯，例如4，4’，4’ -三苯基甲烷三异氰酸酯；三异氰酸酯，例如4，4’，4’ -三苯基甲烷三异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯和甲苯-2，4，5-三异氰酸酯；以及四异氰酸酯，例如4，4’ - 二甲基二苯基甲烷-2，2’，5，5’ -四异氰酸酯，或它们的混合物。在某些实施方案中，异氰酸酯包含亚甲基二苯基二异氰酸酯。更特别地，在某些实施方案中，异氰酸酯包含二苯基甲烷-4，4’ - 二异氰酸酯。用于形成混合聚脲-聚氨酯端部组合物的二苯基甲烷_4，4’ - 二异氰酸酯的量可占端部材料的约20至约55重量％。
[0033]任何已知的多元醇可用于形成混合聚脲-聚氨酯端部组合物。在某些实施方案中，多元醇是基于可再生的多元醇。合适的多元醇包括玻璃状固体/无定形或结晶的多羟基化合物和脂肪酸酯。可提及作为典型实例的有双官能聚丙二醇。也可使用具有羟基的环氧乙烷和环氧丙烷的无规共聚物和/或嵌段共聚物。合适的聚醚多元醇为聚氨酯化学中已知的聚醚，例如使用氧化苯乙烯、环氧丙烷、环氧丁烷、四氢呋喃或表氯醇的起始分子所制备的多元醇。
[0034]可用于形成聚脲-聚氨酯混合端部材料的其他合适的多元醇包括在25°C下为液体的玻璃状无定形或结晶的聚酯二醇或聚酯多元醇，其可通过二羧酸或三羧酸与低分子量的二醇、三醇或多元醇的缩合而制备，所述二羧酸或三羧酸例如己二酸、癸二酸、戊二酸、壬二酸、辛二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、3，3-二甲基戊二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、和/或二聚脂肪酸，所述低分子量的二醇、三醇或多元醇例如乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1，10-癸二醇、1，12-十二烷二醇、二聚脂肪醇、甘油、季戊四醇和/或三羟甲基丙烷。
[0035]可用于形成聚脲-聚氨酯混合端部材料的其他合适的多元醇包括聚丙烯二醇、聚丙烯三醇、聚丙烯多元醇、聚乙烯二醇、聚乙烯三醇、聚乙烯多元醇、聚丁二烯二醇、聚酯二醇、聚酯三醇、聚酯多元醇、聚酯醚二醇、聚酯醚三醇、聚酯醚多元醇及它们的混合物。
[0036]其他合适的多元醇包括聚酯，例如基于己内酯的那些，也被称为“聚己内酯”。其他可用的多元醇为聚碳酸酯多元醇和二聚二醇，以及基于植物油及其衍生物的多元醇，例如蓖麻油及其衍生物或环氧化大豆油。同样适合是具有羟基并且可通过碳酸衍生物与二醇反应获得的聚碳酸酯，所述碳酸衍生物为例如碳酸二苯酯、碳酸二甲酯或光气。特别合适的例如为，乙二醇、1，2_丙二醇和1,3-丙二醇、1,3-丁二醇和1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1，8-辛二醇、新戊二醇、1，4-双羟基甲基环己烷、2-甲基-1，3-丙二醇、2，2，4-三甲基戊烷-1，3- 二醇、二丙二醇、聚丙二醇、二丁二醇、聚丁二醇、双酚A、四溴双酚A、丙三醇、三羟甲基丙烷、1，2，6-己三醇、1，2，4- 丁三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、对环己二醇、甘露醇、山梨醇、甲基糖苷和1，3，4，6-双无水己糖醇(dianydrohexitol)。还可以使用具有羟基官能团的聚丁二烯(其市售可得，尤其以商品名“Poly-bd?”购得)以及其加氢类似物作为多元醇。具有羟基官能团的多硫化物(其以商品名“ThiGkoI?NPS-282”销售)以及具有羟基官能团的聚硅氧烷也是适合的。 [0037]在某些实施方案中，用于形成混合聚脲-聚氨酯端部组合物的多元醇通常包含脂肪酸酯。脂肪酸酯可为天然脂肪酸酯、合成脂肪酸酯中的至少一种，或其混合物。可用于形成混合聚脲-聚氨酯端部材料的天然脂肪酸酯的非限制性实例包括但不限于芥花油(canola oil)、蓖麻油、椰子油、棉籽油、亚麻籽油、大麻籽油、霍霍巴油、橄榄油、棕榈油、花生油、南瓜子油、红花油、芝麻油、大豆油、葵花籽油、或它们的混合物。在某些实施方案中，用于形成混合聚脲-聚氨酯端部组合物的脂肪酸酯或多元醇是蓖麻油。蓖麻油在与异氰酸酯交联时已显示出抗水侵和抗降解。用于形成混合聚脲-聚氨酯端部组合物的蓖麻油的量可占端部材料的约65至约95重量％。
[0038]可用于形成聚脲-聚氨酯混合端部材料的合成脂肪酸酯包括但不限于各种聚醚三聚物或四官能树脂。可用于形成聚脲-聚氨酯端部材料的合成脂肪酸酯的合适的但非限制性实例包括购自 Vertellus Performance Materials (Greensboro, NC)的 Polycin?
D-290 和 Polycin? D-265,和以商品名 Quadrol (BASF Corporation, Wyandotte, MI)商购的N，N，N'，N'-四(2-羟丙基)乙二胺。Polycin D-290具有大于80%的可再生性，在某些实施方案中，其可起到改性剂的作用以替代一部分胺组分。Polycin D-290也可具有改善整体混合聚脲-聚氨酯端部组合物的粘度的作用。在某些实施方案中，Polycin D-290可使混合聚脲-聚氨酯端部组合物的粘度改善约20%，使端部材料在施用时能够更容易地流经低含水量骨料。在某些实施方案中，多元醇可包含蓖麻油和Polycin D-290的结合物。在某些实施方案中，与蓖麻油结合使用的Polycin D-290的量占用于形成聚脲-聚氨酯端部材料的多元醇总量的约10重量％。[0039]任何胺可用于形成混合聚脲-聚氨酯端部组合物。在某些实施方案中，多于一种胺的结合物可用于形成混合聚脲-聚氨酯端部组合物。胺可为单官能胺、双官能胺、三官能胺、四官能胺、多胺的至少一种或其混合物。
[0040]用于形成聚脲-聚氨酯混合端部材料的多胺的非限制性实例包括但不限于肼、水合肼和取代的肼，例如N-甲基肼、N，N’_ 二甲基肼；己二酸、甲基己二酸、癸二酸、羟基丙酸、对苯二甲酸的酰肼；脲氨基亚烷基酰肼(semicarbazidoalkylenehydrazide)(如13-脲氨基丙酸酰肼)、脲氨基亚烷基卡巴肼酯(carbazine ester)(如2_脲氨基乙基卡巴肼酯),和/或氨基氨基脲(aminosemicarbazide)化合物(如13-氨基乙基脲氨基碳酸酯),以及它们的混合物。
[0041]可用于形成聚脲-聚氨酯混合端部材料的胺的其他合适实例包括聚丙二胺、聚丙三胺、聚丙多胺、聚-THF- 二胺及其混合物。
[0042]在某些实施方案中，胺包含两种双官能胺和一种三官能胺。在某些实施方案中，至少一种双官能胺是芳族胺。可用于形成混合聚脲-聚氨酯端部组合物的芳族双官能胺的合适实例包括但不限于N，N’-二(2-丙基)聚氧化丙烯二胺，以商品名Jeffamine?SD、Jeffamine? SD-231 和 Jeffamine? SD2001 (Huntsman Corporation, TheWoodlands, TX)商购；Jeffamine? RFD-270 (Huntsman Corporation, TheWoodlands, TX);聚氧化丙烯二胺，以商品名 Jeffamine? D-400、Jeffamine? D-2000、Jeffamine? D-4000 (Huntsman Corporation, The Woodlands, TX)商购；1，5_ 戍烧二胺、2-甲基，以商品名Dytek? A (Invista, Wilmington, DE)商购；1，2- 二氨基环己烧，以商品
名 Dytek? DCH-99 (Invista, ffilimington, DE)市售；4，4’-亚甲基双[N-仲丁基苯胺]，以商品名 Unilink?4200Diamine (Dorf Ketal Chemicals India Pvt Ltd, Mumbai, India)商购、PolyLink4200 (T he Hanson Group LLC, Duluth, GA and Aceto Corporation, PortWashington, NY);间二 甲苯二胺，购自 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.(New York, New York) ;二乙基甲基苯二胺，以商品名 Lonzacure? DETDA80LC(LonzaLtd., Basel, Switzerland)商购；二乙基甲苯二胺，以商品名 Ethacure? 100 和Ethacure? LOOLC(Albemarle, Baton Rouge, LA)商购；二甲基硫代甲苯二胺，以商品名Ethacure?:)00 (Albemarle, Baton Rouge, LA)商购；以及双(N-仲丁基对氨基苯基)甲烧，以商品名Ethacure? 420 (Albemarle, Baton Rouge, LA)商购，或它们的混合物。在某些实施方案中，两种双官能胺的其中一个是4，4’-亚甲基双[N-仲丁基苯胺]。在某些实施方案中，用于形成混合聚脲-聚氨酯端部组合物的4，4’-亚甲基双[N-仲丁基苯胺]的量可占端部材料的约I至约10重量％。
[0043]在某些实施方案中，至少一种双官能胺是低聚二胺。可用于形成混合聚脲-聚氨酯端部组合物的低聚二胺的合适实例包括但不限于二胺固化剂(curative)，以商品名Versalink? D-740M商购；聚四亚甲氧醚-双-对-氨基苯甲酸酯(polytetramethyleneoxide-d1-p-aminobenzoate)，以商品名 Versalink? P-250、Versalink? P-650、Versalink? p-1ooo (Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, PA)商购；或它们的混合物。在某些实施方案中，两种双官能胺中的至少一种是聚四亚甲氧醚-双-对-氨基苯甲酸酯。用于形成混合聚脲-聚氨酯端部组合物的聚四亚甲氧醚-双-对-氨基苯甲酸酯的量可占端部材料的约I至约10重量％。
[0044]可用于形成混合聚脲-聚氨酯端部组合物的三官能胺的非限制性实例包括但不限于聚醚胺。可用于形成聚脲-聚氨酯混合端部材料的聚醚胺的实例包括但不限于聚氧丙烯二胺，例如甘油三[聚(丙二醇)胺封端的]醚，以商品名Baxxodur? EC311 (BASFSE, Ludwigshafen, Germany)和 Jeffamine? T-5000 (Huntsman Corporation, TheWoodlands, TX)商购；聚氧丙烯三胺，例如以商品名Jeffamine? T-403 (HuntsmanCorporation, The Woodlands, TX)商购；甘油聚(氧丙烯)三胺，以商品名Jeffamine?T-3OOO (Huntsman Corporation, The Woodlands, TX)商购；双(六亚甲基)三胺，以商品名Dytek? BHMT (Invista, Wilmington, DE)商购；聚(丙二醇)双(2-氨基丙基醚)，以商品名聚醚胺D2000 (BASF SE, Ludwigshafen, Germany)商购,或它们的混合物。在某些实施方案中，聚醚胺是甘油三[聚(丙二醇)胺封端的]醚。用于形成混合聚脲-聚氨酯端部组合物的甘油三[聚(丙二醇)胺封端的]醚的量可占端部材料的约I至约10重量％。
[0045]可用于形成混合聚脲-聚氨酯端部组合物的四官能胺的合适的但非限制性实例有N，N’ -双(2-丙基)聚氧丙烯二胺)，以商品名Jeffamine? SD-401 (HuntsmanCorporation, The Woodlands, TX)商购。
[0046]在某些实施方案中，首先通过多次固化工艺形成所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物的聚脲组分。可通过选择多种胺来实现多步骤固化工艺。例如，固化过程可包括三个步骤，其中使用两种双官能胺和一种三官能胺。首先，三官能胺例如聚氧丙烯二胺与异氰酸酯反应。然后，低聚二胺例如聚四亚甲氧醚-双-对氨基苯甲酸酯与异氰酸酯反应。其次，芳族胺例如4，4’-亚甲基双[N-仲丁基苯胺]与异氰酸酯反应且起到扩链剂的作用。还可以在该多步骤固化过程中使更少量的多元醇与异氰酸酯反应以生成除聚脲组分之外的相对小部分的聚氨酯组分。
[0047]在某些实施方案中，异氰酸酯构成约38.3重量％的端部材料，多元醇构成约44.8重量％的端部材料，且胺构成约12.2重量％的端部材料。在某些实施方案中，在没有任何其他组分存在的情况下，多元醇与异氰酸酯的体积比为2:1。
[0048]端部材料制剂可包含额外的组分，所述额外的组分可包括但不限于催化剂、颜料、消泡剂、水分清除分子、减小湿气敏感性(moisture sensitivity)添加剂、助粘剂、减粘剂、UV吸收剂、增塑剂、抗氧化剂、杀菌剂、UV稳定剂和触变剂中的至少一种。
[0049]在一个实施方案中，所述添加剂的总量为约4至约5重量百分比；在某些实施方案中，其为约I至约10重量百分比，基于端部材料的总重量计。
[0050]所述端部材料(包括所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物)中可使用加速异氰酸酯-多元醇和/或异氰酸酯-胺反应的一种或多种催化剂，所述催化剂包括但不限于，酸(如对甲苯磺酸)、或者叔胺、或含有如 Sn、Mn、Fe、Co、Cd、N1、Cu、Zn、Zr、T1、Hf、Al、Th、Ce、B1、Hg、N、P等原子的有机金属化合物，以及它们的混合物。催化剂/异氰酸酯的摩尔比取决于异氰酸酯的类型和催化剂的类型。
[0051]可用于所述端部材料(包括所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物)的叔胺的合适实例包括但不限于，三乙胺、三亚乙基二胺(DABCO)、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、N-乙基吗啉、N-甲基二环己基胺、N，N-二甲基环己基胺、和N，N，N’，N’ -四甲基-1，3-丁二铵、醚等。叔胺催化剂的其他合适实例包括但不限于1，8- 二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU催化剂)、1，5- 二氮杂-双环[5.4.0] 十一碳-5-烯(一种酸封端的DBU型催化剂)、1，8- 二氮杂-双环(5，4，O) 十一碳-7-烯、三亚乙基二胺和二丙二醇的溶液、1，4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(晶体状)、脲、[3-( 二甲基氨基)丙基]-(6(:1，8(:1，901)、2，4，6-三(二甲基氨基甲基)酌.、Dabco? DC5LE(Air Products and Chemicals, Allentown, PA)以及酸封端的叔胺，例如Dabco? 8154 (Air Products and Chemicals, Allentown, PA)、3_(3_轻
基丙氧基)丙-1-醇、2-乙基己酸或其混合物。在某些实施方案中，1，5- 二氮杂-双环[5.4.0] 十一碳-5-烯和1，8-二氮杂双环[5.4.0] 十一碳_7_烯可用作催化剂。在某些实施方案中，这些催化剂通过升高温度至低于122° F(500C )而被活化。
[0052]可用于所述端部材料(包括所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物)的有机金属化合物的合适实例包括但不限于，锡化合物，例如，辛酸亚锡、氯化亚锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、2-乙基己酸二丁基锡(dibutyltin-di_2ethyl hexoate)等。其他合适的有机金属化合物包括 辛酸铋、辛酸锌等。
[0053]如果使用，在一个实施方案中，催化剂的量可为约0.1至约I重量％，基于端部材料总重量计。在其他实施方案中，如果三亚乙基二胺和二丙二醇的溶液被用作催化剂，则其用量可为基于端部组合物总重量计的约0.1至约5重量％。在某些实施方案中，其中
I,5- 二氮杂-双环[5.4.0] -|碳-5-烯和1，8- 二氮杂双环[5.4.0] ^ 碳-7-烯被用作催化剂，则1，5-二氮杂-双环[5.4.0] 十一碳-5-烯的用量为总制剂的O至约0.5%，且1，8-二氮杂双环[5.4.0] 十一碳-7-烯的用量为总制剂的约0.05至约1%。
[0054]在某些实施方案中，为了加速反应时间并延长最终混合物的操作时间，在所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物制剂(其中蓖麻油用作多元醇)内使用两种催化剂例如1，8-二氮杂双环[5.4.0] 十一碳-7-烯(DBU催化剂)和1，5-二氮杂-双环[5.4.0] 十一碳_5_烯(酸封端的DBU型催化剂)。DBU催化剂引起多元醇和异氰酸酯反应并形成聚脲-聚氨酯混合端部材料的聚氨酯组分。该反应通常在胺反应形成上述混合聚脲-聚氨酯端部组合物的聚脲组分后发生。DBU催化剂在施用于混合物时，通过升高温度至低于122° F(500C )而被活化，引发在多元醇和异氰酸酯之间的放热反应，该放热反应进一步加速固化并使酸封端的DBU型催化剂(例如1，5- 二氮杂-双环[5.4.0] -|碳-5-烯)解封端(deblock)。解封端的催化剂进一步加速反应，同时使反应延时足够长，从而为混合聚脲-聚氨酯端部组合物施加至伸缩接头系统留有足够的时间。
[0055]在某些实施方案中，络合剂可与催化剂一起使用以减慢催化剂的活性。例如，催化剂1，5- 二氮杂-双环[5.4.0] 十一碳-5-烯使用酸封端体系以减慢催化剂的反应。
[0056]在某些实施方案中，在不存在骨料的情况下，所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物在75° F(24°C )下以及约300ml体积时，在胶凝之前的固化时间或活化寿命约为4至10分钟。在其他实施方案中，当将低含水量骨料加入约300ml体积的混合聚脲-聚氨酯端部组合物时，所述端部材料在75° F(24°C )下在胶凝之前的活化寿命约为20分钟至3小时。在某些实施方案中，在车辆行驶经过所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物之前，该固化时间可为约30分钟至约14小时。[0057]所述端部组合物也可以包含至少一种着色剂，例如颜料或染料，以此提供制剂所需的颜色。所述端部组合物可以为任何颜色和明暗度(shade)。可使用的颜色的实例包括黑色、绿色、灰色、棕色和蓝色。在某些实施方案中，所需颜色通过结合至少两种着色剂而实现。所结合的着色剂的量可以任意量改变以获得所需颜色。着色剂的实例为炭黑和可呈金红石型的二氧化钛，但其他着色剂也是可用的。炭黑和二氧化钛在制剂中既可用作颜料也可用作填料。颜料的其他实例包括但不限于硫酸钡、氧化锌、硫化锌、碱式碳酸铅、三氧化铺、锌钡白(硫化锌和硫酸钡)、突光染料、oxaline染料、无机彩色颜料例如氧化铁(如，四氧化三铁和氧化铁棕)、铁蓝、炭黑、粉煤灰、石墨、发光颜料、锌黄、锌绿、群青(ultramarine)、二氧化猛、铺黑、猛紫、巴黎蓝和施魏富特绿(Schweinfurter green),有机彩色颜料例如乌贼墨染料(sepia)、藤黄、Cassel棕、甲苯胺红、对位红、汉撒黄、靛蓝(indigo)、偶氮染料、蒽醌类染料和靛类染料，以及二B,惡嗪、喹吖唳酮、酞菁、酞青蓝、酞菁绿、异吲哚啉酮、金属络合物颜料，以及它们的混合物。在某些实施方案中，所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物包含炭黑作为填料/颜料。所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物中炭黑的用量可占端部组合物的O至约0.6重量％。
[0058]所述端部组合物也可包含消泡剂以减少聚合反应过程中产生的泡沫或气泡的量。可使用适用于无溶剂聚脲-聚氨酯体系中的任何消泡剂。可用于端部材料(包括混合聚脲-聚氨酯端部组合物)中的消泡剂的合适实例包括但不限于有机硅消泡剂、矿物油/ 二氧化硅消泡剂、低表面张力添加剂和它们的混合物。可用于混合聚脲-聚氨酯端部组合物中的有机硅消泡剂实例包括但不限于聚硅氧烷溶液和聚硅氧烷的非水性乳液。可用作消泡剂的聚硅氧烷溶液的实例包括但不限于环己酮聚硅氧烷溶液、二异丁基酮聚硅氧烷溶液和它们的混合物。可用作消泡剂的非水性聚硅氧烷乳液的实例为聚硅氧烷丙二醇乳液。在某些实施方案中，所述消泡剂为以商品名BYK?-066N、BYK?-070、BYK?-077、BYK?-A500 购自 BYK ChemieGmbH(Wesel, Germany )的二异丁基酮聚硅氧烷溶液。在其他实施方案中，消泡剂为以商品名DEH YDRAN? 1208购自Cognis (Monheim, Germany)的有机娃消泡剂。所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物中消泡剂的用量可占端部组合物的约0.1至约0.5重量％。
[0059]所述端部组合物中可加入水分清除分子，从而确保异氰酸酯基团(NCO)和羟基(OH)基团之间发生所需反应以形成聚氨酯，而不是在异氰酸酯基团(NCO)和水之间发生反应。因此，水分清除分子可用于控制所述端部组合物的聚氨酯预聚物组分的含水量。所述水分清除剂的实例包括但不限于物理吸收水的分子筛、生石灰、噁唑烷酮类、单异氰酸酯(例如对甲苯磺酰异氰酸酯)，以及原酸酯(例如原甲酸甲酯和原甲酸三乙酯)，以及它们的混合物。在某些实施方案中，可用于混合聚脲-聚氨酯端部组合物的水分清除分子为分子筛，例如能够从系统中吸收水分的分子筛沸石。所述分子筛可具有约3至约4埃的尺寸以从系统中吸收水。在其他实施方案中，所述分子清除分子是50%的在蓖麻油中的固体浆料(solid paste)。可用于本发明的混合聚脲-聚氨酯端部组合物的水分清除分子的合适但非限制性实例包括可购自 Bayer Material Science, LLC(Pittsburgh, PA)的 BaylithL Paste、可购自 A.B.Colby, Inc.(McMurry, PA)的 Molsiv L paste 和通用油产品(UOP)Paste、以及可购自 Zeochem AG(Uetikon, Switzerland)的 Purmo 135T paste。所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物中水分清除分子的用量可占端部组合物的约0.2至约2.5重量％。[0060]所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物中也可包含减小湿气敏感性添加剂，从而降低对自由水/湿气的敏感性。不束缚于任何特定理论，可认为，这是通过降低异氰酸酯基团与水分子副反应的量而实现。湿气敏感性添加剂的合适实例包括但不限于单体异氰酸酯噁唑烧类添加剂，例如Arnox LV和Arnox4,可购自TH Hilson Company (Wheaton, IL)；Incozol LV 和 Incozol4LV,可购自 Incorez Corporation (Lancashire, United Kingdom)；对甲苯磺酰基异氰酸酯(PTSI)、3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)_1、以商品名Zoldine?MS-Plus (Angus/The Dow Chemical Company, Sterlington, LA)商购的 3-噁唑烧。可用于所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物的湿气敏感性添加剂的实例为Arnox LV。所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物中Arnox LV的用量可占端部组合物的约0.2至约I重量％。
[0061]所述端部组合物中也可以使用助粘剂以提高基础结构(underlying structural)分子的粘附性。所述助粘剂的实例包括但不限于，2-氨基乙基-二甲基甲氧基硅烷、6-氨基己基_ 二丁氧基硅烷、3_氛基丙基_ 二甲氧基硅烷、3_氛基丙基_ 二乙氧基硅烷、3_氛基丙基-甲基二甲氧基硅烷、3_氛基丙基-甲基二乙氧基硅烷、5_氛基戍基-二甲氧基硅烷、5-氨基戍基-二乙氧基硅烷、3-氨基丙基-二异丙氧基硅烷、Y -环氧丙氧基丙基二甲氧基硅烷、Y _环氧丙氧基丙基二乙氧基硅烷、Y _疏基丙基二甲氧基硅烷、Y _疏基丙基二乙氧基硅烷、Y _服基丙基二甲氧基硅烷、Y _服基丙基二乙氧基硅烷、1_[3_( 二甲氧基甲硅烷基)丙基]脲、1-[3_(三乙氧基甲硅烷基)丙基]脲、[3-(2-氨基乙基氨基)丙基]三甲氧基硅烷、[3_(2_氛基乙基氛基)丙基]二乙氧基硅烷、2_(3，4_环氧环己基)乙基-二甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基-二乙氧基硅烷、3-(苯基氣基)丙基-二甲氧基娃烧、3_(苯基氨基)丙基-二乙氧基硅烷、二 [3_( 二甲氧基甲娃烷基)丙基]胺、二 [3_( 二乙氧基甲硅烷基)丙基]胺、3-巯基丙基-甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基-甲基二乙氧基硅烷、[3-(2-氨基乙基氨基)丙基]甲基二甲氧基硅烷、[3-(2-氨基乙基氨基)丙基]甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基-甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，或它们的结合物。在某些实施方案中，在所述混合聚脲-聚氨酯端部组 合物中3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷可用作助粘剂。所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物中助粘剂的用量可占端部组合物的约0.1至约0.8重量％。
[0062]所述端部材料中还可使用减粘剂以降低在加工过程中的粘度并提高流动。这些添加剂也能够改善高粘度多元醇与低粘度异氰酸酯的混合。在某些实施方案中，消泡剂可起到减粘剂的作用。可用于所述聚脲-聚氨酯混合端部材料的减粘剂的合适实例包括但不限于，低分子量乙二醇醚、二甲基AGS酯和碳酸丙烯酯、购自 BYK Chemie GMBH (Wesel, Germany)的 Viscobyk^ 4015，以及购自 The Lubrizol
Corporation (Wickliffe，OH)的Solsperse?:超分散剂。在某些实施方案中，所述混合聚
脲-聚氨酯混合端部材料包括聚氧化烯衍生物减粘剂。在某些实施方案中，所述聚氧化烯衍生物减粘剂包含约30至约60重量％的聚氧化烯、约30至约60重量％的三乙二醇单丁基醚、以及约10至约30重量％的烧撑二醇(alkylene glycol)的低聚物。在所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物制剂中可包含的减粘剂的合适但非限制性实例为购自BYK ChemieGMBH(Wesel1Germany)的BYK-P9915。所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物中减粘剂的用量可占端部组合物的约O至约2.5重量％。[0063]所述端部材料(包括所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物制剂)中还可以使用UV稳定剂。所述UV稳定剂可包括以商品名Ciba? Tinuvin? 328购自BASFSE (Ludwigshafen, Germany)的2_(2’_羟基苯基)苯并三唑)；2-译基二苯甲酮，例如甲酮，以商品名 Ciba? Chimassorb? 81 购自 BASF SE (Ludwigshafen, Germany)的[2-羟基-4-(辛氧基)苯基]苯基；被取代和未取代的苯甲酸的酯；丙烯酸酯；镍化合物；受阻胺类光稳定剂("HALS")，如1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基癸二酸甲酯、癸二酸双(I, 2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)酯+1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基癸二酸甲酯、癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯、丁二酸二甲酯与4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶乙醇的聚合物、丙二酸双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-2- 丁基-2- (4-羟基-3，5- 二叔丁基苄基)酯；空间位阻胺、草酰替苯胺；2-(2_羟基苯基-1，3，5-三嗪；以及它们的混合物。可用于所述聚脲-聚氨酯端部组合物的UV稳定剂的合适但非限制性实例为购自The HansonGroup LLC(Duluth, GA)的PolyStablOO。在某些实施方案中，用于所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物的UV稳定剂为1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基癸二酸甲酯。所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物中UV稳定剂的用量可占端部组合物的约0.1至约2.0重量％。
[0064]在某些实施方案中，所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物在24小时固化后具有约1400至约3500psi的压缩强度，所述压缩强度根据ASTM C579Method B使用2〃x2〃x2〃立方体法测得。24小时和I周的压缩强度值可根据所述端部的质量以及施用端部材料时的环境温度而变化。在某些实施方案中，所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物(含有骨料)在I周固化后具有约2600至约3700psi的压缩强度。
[0065]所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物呈现优异的拉伸强度。所述端部材料在断裂前根据ASTM D638测得的伸长率应至少为200%。本发明的端部材料超过该值，且在某些实施方案中，所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物在断裂前测得的伸长率为225%。
[0066]所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物具有足够的抗冲击性，且通过了根据ASTM测试(原名为 ASTM D3029)在 32° F(0°C)、_20° F(_29°C )和 158° F(70°C )的冲击 / 每立方数冲击测试。
[0067]在不添加低含水量骨料的情况下，所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物在75° F下具有约400至约800cps的初始布鲁克菲尔德(Brookfield)粘度(使用轴#3在IOrpm下测试)。将低含水量骨料添加至所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物后粘度进一步增加。
[0068]还提供一种将端部材料施加于基础设施构造用的伸缩接头系统内的方法。所述方法包括:将所述端部组合物的第一组分从第一存储容器经由第一导管泵送至混合室中；将所述端部组合物的第二组分从第二存储容器经由第二导管泵送至混合室中。然后将所述端部组合物的第一组分和第二组分在混合室中混合，从而引发第一组分和第二组分之间的反应以形成端部组合物。在某些实施方案中，第一存储容器中的第一组分包括多元醇材料，且第二存储容器中的第二组分包括异氰酸酯材料。在其他实施方案中，第一存储容器中的第一组分包括多元醇和胺，所述组分在与来自第一存储容器的异氰酸酯混合时形成聚脲-聚氨酯混合端部材料。在某些实施方案中，可将其它成分加入至第一存储容器中作为第一组分，其它成分可包括但不限于，催化剂、颜料、消泡剂、水分清除分子、减小湿气敏感性添加剂、助粘剂、减粘剂和UV吸收剂中的至少一种。
[0069] 所述混合室可包括机械混合室或静态混合室。在某些实施方案中，混合室为静态混合室。在包含所述端部材料制剂的组分于混合头中混合后，所述端部材料混合物可施加至相邻结构构件的凹口部。将所述端部材料混合物施加至相邻结构构件的凹口部的方法包括:使所述材料由混合头流经置于所述伸缩接头端部内的含有多个孔的第三导管(例如，含有通孔的软管)，或使所述材料流经位于可移动混合头内的孔(例如，喷嘴)。
[0070]在使用第三导管(例如软管)的实施方案中，所述第三导管在施加端部材料后可与混合头拆离，使得第三导管在施加端部材料后保留在结构构件的凹口部内。
[0071]在某些实施方案中，所述可移动混合头可手动地或机械地沿着伸缩接头的长度移动，以使端部材料均匀施加。
[0072]图1示出了可用于将端部材料施加至基础设施构造用的伸缩接头系统的装置的一个示例性实例。装置10包括用于存储所述端部材料的两种(2)液体组分的第一容器12和第二容器14。例如，在某些实施方案中，所述端部材料的组分可分为两个部分，即A部分，其包含多元醇和任选地至少一种胺；以及B部分，其包含异氰酸酯。所述端部材料的A部分存储于第一容器12中，且所述端部材料的B部分存储于第二容器14中。第一存储容器12中的A部分与第二存储容器14中的B部分的比例约为2:1。所述端部材料的A部分由第一存储容器12中的孔13流经第一导管16，且所述端部材料的B部分由第二存储容器14中的孔15流经第二导管18。所述端部材料的A部分由于重力作用流经第一导管16进料至第一泵20中，且所述端部材料的B部分由于重力作用流经第二导管18进料至第二泵22中。第一泵20将穿过第一导管16的A部分端部材料泵送至歧管(manifold) 24中并进入静态混合头28。同样，第二泵22将穿过第二导管18的B部分端部材料泵送至歧管24中并进入静态混合头28。电子控制和校准装置21和23连续地监测并调节输送至歧管24的A部分和B部分的材料的量。A部分和B部分的粘度因环境空气温度的变化而变化。粘度值通常随空气温度降低而升高。装置21和23使得伸缩接头装置在宽范围的环境空气温度内进行操作，从而确保能获得适当的混合比。歧管24包括内室(internal chamber) 25和26,以此保持A部分和B部分处于分离状态，直至A部分材料和B部分材料均进入混合头28。所述端部材料的A部分和B部分在静态混合头28中混合以形成端部材料。所述端部材料经由端部喷嘴42离开静态混合头28。所述伸缩接头系统36在施用端部材料之前至少部分预填充有低含水量骨料38用于进一步增强。
[0073]图2示出了可用于将端部材料施加至基础设施构造用的伸缩接头系统的装置的另一个示例性实例。装置40包含用于存储所述端部材料的两种(2)液体组分的第一存储容器12和第二存储容器14。例如，在某些实施方案中，所述端部材料的组分可分为两个部分，即A部分，其包含多元醇和任选地至少一种胺；以及B部分，其包含异氰酸酯。所述端部材料的A部分存储于第一容器12中，且所述端部材料的B部分存储于第二容器14中。第一存储容器12中的A部分与第二存储容器14中的B部分的比例约为2:1。所述端部材料的A部分由第一存储容器12中的孔13流经第一导管16，且所述端部材料的B部分由第二存储容器14中的孔15流经第二导管18。所述端部材料的A部分由于重力作用流经第一导管16进料至第一泵20中 ，且所述端部材料的B部分由于重力作用流经第二导管18进料至第二泵22中。第一泵20将穿过第一导管16的A部分端部材料泵送至歧管24中并进入静态混合头28。同样，第二泵22将穿过第二导管18的B部分端部材料泵送至歧管24中并进入静态混合头28。电子控制和校准装置21和23连续地监测并调节输送至歧管24的A部分和B部分的材料的量。A部分和B部分的粘度因环境空气温度的变化而变化。粘度值通常随空气温度降低而升高。装置21和23使得伸缩接头装置在宽范围的环境空气温度内进行操作，从而确保能获得适当的混合比。歧管24包括内室25和26，以此保持A部分和B部分处于分离状态，直至A部分材料和B部分材料均进入混合头28。所述端部材料的A部分和B部分在静态混合头28中混合以形成端部材料。所述端部材料经由具有多个孔32的第三导管30 (例如，具有预钻(pre-drilled)通孔的管或软管)离开静态混合头28。第三导管30被插入已使用一层低含水量骨料38处理的伸缩接头36中。所述端部材料由静态混合头28经由端部喷嘴42流入第三导管30，并通过设于第三导管30内的孔32而离开第三导管30并进入所述伸缩接头系统36。所述伸缩接头36在施用端部材料之前至少部分预填充有低含水量骨料38用于进一步增强。
[0074]图3示出了所述伸缩接头系统的一个示例性实施方案。图3示出了包括第一结构构件52和第二结构构件54的伸缩接头系统70。第一结构构件52和第二结构构件54分别含有预留孔堵块(即，凹口部)56和58。伸缩接头由钢材72和74构成，且橡胶密封材料78被置于预留孔堵块区域内以密封相邻的第一和第二结构构件52和54之间的间隙。预留孔堵块56和58填充有端部材料62和64以使伸缩接头连接至结构构件且使得所述连接水密。预留孔堵块56和58填充有端部材料62和64。预留孔堵块56和58各自进一步包含嵌入端部材料62和64 (存在于预留孔堵块56和58中)内的第一通道72和第二通道74。通道72和74通过锚固件76 (对于通道72未示出)稳定在端部材料62和64中。
[0075]图4示出了所述伸缩接头系统的一个示例性实施方案。图4示出了包括第一结构构件52和第二结构构件54的伸缩接头系统80。第一结构构件52和第二结构构件54分别含有预留孔堵块(即，凹口部)56和58。预留孔堵块56和58填充有端部材料62和64。第一凸缘(flange) 82和第二凸缘84分别使腺状密封件86连接至预留孔堵块56和58。 [0076]图5示出了所述伸缩接头系统的一个示例性实施方案。图5示出了包括第一结构构件52和第二结构构件54的伸缩接头系统90。第一结构构件52和第二结构构件54分别含有预留孔堵块(即，凹口部)56和58。预留孔堵块56和58填充有端部材料62和64。第一凸缘82、第二凸缘84、第一锚固件92和第二锚固件94分别使腺状密封件96连接至预留孔堵块56和58。
[0077]图6示出了所述伸缩接头系统的一个示例性实施方案。图6示出了包括第一结构构件52和第二结构构件54的伸缩接头系统100。第一结构构件52和第二结构构件54分别含有预留孔堵块(即，凹口部)56和58。预留孔堵块56和58填充有端部材料62和64。第一凸缘82和第二凸缘84分别使滑动密封件102连接至预留孔堵块56和58。
[0078]图7示出了所述伸缩接头系统的一个示例性实施方案。图7示出了包括第一结构构件52和第二结构构件54的伸缩接头系统50。第一结构构件52和第二结构构件54分别含有预留孔堵块(即，凹口部)56和58。伸缩接头66包括支撑杆60。预留孔堵块56和58填充有端部材料62和64以使伸缩接头66连接至结构构件52和54且使所述连接水密。
[0079]图8示出了所述伸缩接头系统的一个示例性实施方案。图8示出了包括第一结构构件202和第二结构构件204的伸缩接头系统200。第一结构构件202和第二结构构件204分别含有预留孔堵块(即，凹口部)206和208。预留孔堵块206和208填充有端部材料210和212。预成型伸缩接头密封件214位于第一结构构件202和第二结构构件204之间的间隙216中。预成型密封件214包括凹槽(groove)或通道218，220。粘合材料222，224被施加至凹槽218, 220以使预成型密封件214胶合(adhesively bond)至固化端部材料210，212。不受限地，预成型密封件214可包含吹制低密度闭孔乙烯乙酸乙烯酯-聚乙烯共聚物。
[0080] 图9示出了所述伸缩接头系统的一个示例性实施方案。图9示出了包括第一结构构件302和第二结构构件304的伸缩接头系统300。第一结构构件302和第二结构构件304分别含有预留孔堵块(即，凹口部)306和308。预留孔堵块306和308填充有端部材料310和312。预成型伸缩接头密封件314位于第一结构构件302和第二结构构件304之间的间隙316中。预成型密封件314通过合适的粘合剂318，320胶合至固化端部材料310，312。不受限地，预成型密封件314可包含预成型有机硅密封胶条，所述胶条与有机硅密封胶就地粘结。
[0081]因此，所述伸缩接头包含相邻的第一和第二结构构件，在所述结构构件之间具有限定的间隙；所述相邻的第一和第二结构构件(sections)表面形成的凹口 ；以及位于所述相邻的第一和第二结构构件的至少一个构件的所述凹口内的混合聚脲-聚氨酯组合物。
[0082]上述实施方案的伸缩接头可进一步包含延伸跨过所述间隙的密封件。
[0083]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述混合聚脲-聚氨酯共混物的聚脲组分包含胺和多元醇的反应产物，且其中所述混合聚脲-聚氨酯共混物的聚氨酯组分包含异氰酸酯和多元醇的反应产物。
[0084]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述异氰酸酯包含芳族异氰酸酯、脂族异氰酸酯中的至少一种，以及它们的混合物。
[0085]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述芳族异氰酸酯选自亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚亚甲基二苯基二异氰酸酯(PMDI)、对亚苯基二异氰酸酯(PDI)、萘二异氰酸酯(NDI)，和它们的混合物。
[0086]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述异氰酸酯包含亚甲基二苯基二异氰酸酯。
[0087]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述多元醇包含脂肪酸酯。
[0088]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述脂肪酸酯选自天然脂肪酸酯、合成脂肪酸酯以及它们的混合物。
[0089]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述天然脂肪酸酯选自芥花油、蓖麻油、椰子油、棉籽油、亚麻籽油、大麻籽油、霍霍巴油、橄榄油、棕榈油、花生油、南瓜子油、红花油、芝麻油、大豆油、葵花籽油，以及它们的混合物。
[0090]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述天然脂肪酸酯包含蓖麻油。
[0091]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述胺包含单官能胺、双官能胺、三官能胺中的至少一种，或其混合物。
[0092]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述胺包含两种双官能胺和一种三官能胺。
[0093]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中至少一种所述双官能胺包含芳族胺。
[0094]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述芳族胺包含4，4’ -亚甲基双[N-仲丁基苯胺]。[0095]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中至少一种所述双官能胺包含低聚二胺。
[0096]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述低聚二胺包含聚四亚甲氧醚-双-对-氨基苯甲酸酯。
[0097]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述三官能胺包含聚醚胺。
[0098]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述聚醚胺包含聚氧丙烯二胺。
[0099]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物还包含催化剂、颜料、消泡剂、水分清除分子、减小湿气敏感性添加剂、粘合剂、减粘剂或UV光吸收剂中的至少一种。
[0100]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述催化剂包含1，8- 二氮杂双环[5.4.0]i 碳-7-烯、1，5-二氮杂-双环[5.4.0] -|碳-5-烯中的至少一种；或它们的混合物。
[0101]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述消泡剂包含二异丁基酮；所述颜料包含炭黑；所述水分清除分子包含分子筛沸石；所述减小湿气敏感性添加剂包含噁唑烷；所述粘合剂包含3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷；以及UV光吸收剂包含1，2，2，6，6-五甲基-4-哌唳基癸二酸甲酯。
[0102]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述消泡剂起到减粘剂的作用。
[0103]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述减粘剂包含约30至约60重量％的聚氧化烯、约30至约60重量％的三乙二醇单丁基醚、以及约10至约30重量％的烷撑二醇的低聚物。
[0104]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述骨料包含含水量低于0.1 %的骨料。
[0105]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中约50体积％至约60体积％的凹口用低含水量骨料填充，且约40体积％至约50体积％的伸缩接头用端部材料填充。
[0106]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物具有约225%的断裂伸长率。
[0107]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物在75° F(240C )下完全胶凝的固化时间为约4至约10分钟。
[0108]上述实施方案任一项的伸缩接头，其中所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物在75° F(240C )下完全胶凝的固化时间为约I至约3小时。
[0109]因此，所述伸缩接头包含:相邻的第一和第二结构构件，在所述结构构件之间具有限定的间隙；所述相邻的第一和第二结构构件表面形成的凹口 ；以及上述实施方案任一项的端部组合物，其位于所述相邻的第一和第二结构构件的至少一个构件的所述凹口内，所述端部组合物包含聚合物组合物和低含水量骨料。
[0110]因此，将端部组合物施加于伸缩接头内的方法包括:将至少一种异氰酸酯从第一存储容器经由第一导管引入至混合室中；将至少一种多元醇和胺从第二存储容器经由第二导管引入至混合室中；在混合室中混合所述异氰酸酯、多元醇和胺以形成上述实施方案任一项的端部组合物；以及将所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物通过可移动输出施加至伸缩接头中形成的凹口内。
[0111]上述实施方案的方法，其中所述第一组分通过泵送从第一存储容器引入混合室中，且第二组分通过泵送从第二存储容器引入混合室中。
[0112]上述实施方案任一项的方法，其中连续监测并调整泵送至混合室中的第一组分和第二组分的量以确保获得适当的混合比。
[0113]上述实施方案任一项的方法，其进一步包含:在所述相邻的第一和第二结构构件的至少一个构件表面形成的所述凹口内放置具有多个孔的导管；以及将混合物施加至所述伸缩接头中形成的凹口内。
[0114]尽管上文已经结合多个示例性实施方案描述了本发明公开内容，但是应理解，在不偏离本发明的情况下，可使用其他类似实施方案，或者可对所描述的实施方案做出修改和添加，用于执行 本说明书中公开的相同功能。上述实施方案在替代方案中并不是必需的，因为各种实施方案可组合以提供所希望的特性。因此，本发明公开内容不应局限于任何单个实施方案，相反，其广度和范围应根据所附权利要求的记载来理解。
【权利要求】
1.一种伸缩接头，其包括: 相邻的第一和第二结构构件，在所述结构构件之间具有限定的间隙； 所述相邻的第一和第二结构构件表面形成的凹口；以及 位于所述相邻的第一和第二结构构件中的至少一个构件的所述凹口内的混合聚脲-聚氨酯组合物。
2.权利要求1的伸缩接头，其进一步包括延伸跨过所述间隙的密封件。
3.权利要求1的伸缩接头，其中所述混合聚脲-聚氨酯共混物的聚脲组分包含胺和多元醇的反应产物，且其中所述混合聚脲-聚氨酯共混物的聚氨酯组分包含异氰酸酯和多元醇的反应产物。
4.权利要求3的伸缩接头，其中所述异氰酸酯包含芳族异氰酸酯、脂族异氰酸酯中的至少一种，以及它们的混合物。
5.权利要求4的伸缩接头，其中所述芳族异氰酸酯选自亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚亚甲基二苯基二异氰酸酯(PMDI)、对亚苯基二异氰酸酯(PDI)、萘二异氰酸酯(NDI)，及它们的混合物。
6.权利要求5的伸缩接头，其中所述异氰酸酯包含亚甲基二苯基二异氰酸酯，且其中所述多元醇包含脂肪酸酯。
7.权利要求6的伸缩接头，其中所述脂肪酸酯选自天然脂肪酸酯、合成脂肪酸酯以及它们的混合物。
8.权利要求7的伸缩接头，其中所述天然脂肪酸酯选自芥花油、蓖麻油、椰子油、棉籽油、亚麻籽油、大麻籽油、霍霍巴油、橄榄油、棕榈油、花生油、南瓜子油、红花油、芝麻油、大豆油、葵花籽油，以及它们的混合物。
9.权利要求3的伸缩接头，其中所述胺包含单官能胺、双官能胺、三官能胺中的至少一种，或其混合物。
10.权利要求9的伸缩接头，其中所述胺包含两种双官能胺和一种三官能胺。
11.权利要求10的伸缩接头，其中至少一种所述双官能胺包含芳族胺。
12.权利要求10的伸缩接头，其中至少一种所述双官能胺包含低聚二胺。
13.权利要求10的伸缩接头，其中所述三官能胺包含聚醚胺。
14.权利要求3的伸缩接头，其中所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物还包含催化剂、颜料、消泡剂、水分清除分子、减小湿气敏感性添加剂、粘合剂、减粘剂或UV光吸收剂中的至少一种。
15.权利要求1的伸缩接头，其中含水量低于0.1 %的骨料与所述聚脲-聚氨酯端部组合物共混。
16.权利要求15的伸缩接头体系,其中约50体积％至约60体积％的凹口用低含水量骨料填充，且约40体积％至约50体积％的伸缩接头用端部材料填充。
17.权利要求1的伸缩接头，其中所述混合聚脲-聚氨酯端部组合物的特征在于以下至少一种:(i)所述端部组合物具有约225%的断裂伸长率，(ii)所述端部组合物在75° F(240C )下完全胶凝的固化时间为约4至约10分钟，以及(iii)所述端部组合物在75° F(240C )下完全胶凝的固化时间为约I至约3小时。
18.—种伸缩接头，其包括:相邻的第一和第二结构构件，在所述结构构件之间具有限定的间隙； 所述相邻的第一和第二结构构件表面形成的凹口；以及 端部组合物，其位于所述相邻的第一和第二结构构件中的至少一个构件的所述凹口内，所述端部组合物包含聚合物组合物和低含水量骨料。
19.将端部组合物施加于伸缩接头内的方法，包括: 将所述端部组合物的第一组分从第一存储容器经由第一导管引入至混合室中； 将所述端部组合物的第二组分从第二存储容器经由第二导管引入至混合室中； 混合所述第一组分 和第二组分以引发所述第一组分和第二组分之间的反应；以及将所述第一组分和第二组分的混合物施加至所述相邻的第一和第二结构构件中的至少一个构件表面形成的凹口内。
20.权利要求19的方法，其中所述混合室包括静态混合头。
21.权利要求19的方法，其中所述第一组分通过泵送从第一存储容器引入混合室中，且第二组分通过泵送从第二存储容器引入混合室中。
22.权利要求19的方法，其中施加的步骤包括将混合聚脲-聚氨酯端部组合物通过可移动输出施加至伸缩接头中形成的凹口内。
23.权利要求19的方法，其进一步包括:在所述相邻的第一和第二结构构件中的至少一个构件表面形成的凹口内放置具有多个孔的导管；以及将混合聚脲-聚氨酯端部组合物通过所述导管施加至伸缩接头中形成的凹口内。
24.权利要求19-23任一项的方法，其包括: 将至少一种异氰酸酯从第一存储容器经由第一导管引入至混合室中； 将至少一种多元醇和胺从第二存储容器经由第二导管引入至混合室中； 在混合室中混合所述异氰酸酯、多元醇和胺以形成端部材料；以及将所述混合聚脲-聚氨酯端部材料通过具有多个孔的第三导管施加至伸缩接头，其中第三导管位于所述相邻的第一和第二结构构件中的至少一个构件表面形成的凹口内。
【文档编号】C08L75/04GK103974991SQ201280060025
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2012年12月6日 优先权日:2011年12月6日
【发明者】D·坎贝尔, 小F·V·阿皮切拉, K·沃恩泰勒, G·莫尔 申请人:建筑研究和技术有限公司