专利名称：包含酰胺多元醇的聚氨酯结构粘合剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及包含酰胺多元醇的聚氨酯结构粘合剂，其包括2-组分聚氨酯粘合剂体系。该粘合剂粘附于多种基材。例如，该粘合剂可在砖应用中，尤其是在瓷砖应用中用作灰浆材料。
背景技术：
有效的结构粘合剂要求能够粘附到各种不同类型的基材上，并提供结构完整性。 示例性的结构粘合剂是很好地粘附金属如铝、木材或其它的纤维材料和陶瓷或玻璃材料的粘合剂。贴地面砖通常是通过用砂浆直接将砖与木材或水泥地结合，然后用水基水泥质灰浆来填充砖缝隙。水基水泥质砂浆和灰浆在非常湿的应用中以及对于对湿度不敏感的砖可能表现较差。例如，由水溶胀性材料如刨花板制得的地面不容易使用水基水泥，并且有些有色大理石砖当受潮时膨胀。因此，当用水基砂浆或灰浆安装时必须非常小心地操作。此外， 由于铺地面的场所，地面和砖可能受湿气的不利影响，即举例来说路基地面或厨房或浴室中的地面。聚合物灰浆对于可能受湿气不利影响的地面和砖是有用的。此外，根据所用的聚合物灰浆，用具有优异的抗湿性的聚合物灰浆贴的砖，在2到M小时内即可在上面行走。这比用水基水泥质灰浆的常规方法快，所述常规方法在能使用之前需要数天。例如，能商购的且在一天内固化的基于环氧的粘合剂在潮湿条件下通常是优选的。水基聚氨酯粘合剂也显示出好的灰浆性质，尽管它们不是结构粘合剂且在能继续小的人流量之前需要长达M小时。溶剂较少的2-组分聚氨酯灰浆是环氧灰浆的良好的替代品，因为它们固化更快且具有高强度和柔韧性，但暴露于阳光下时容易变黄。另一方面，2-组分的脂肪族聚氨酯结构粘合剂固化快且显示出不变黄的性质，因此将优选用于铺地面和贴砖。然而，一般的脂肪族聚氨酯结构粘合剂不能较好地粘附到陶瓷基材上且具有差的强度性质。除非另有说明，在本说明书和所附的权利要求书中所述的所有的份数和百分比都是基于重量。
发明内容
本发明涉及包含一种或多种酰胺多元醇的聚氨酯粘合剂组合物。这些粘合剂组合物粘附于多种基材如玻璃、陶瓷和金属如铝。聚氨酯粘合剂组合物可在贴砖中用作灰浆材料，用于代替水基水泥质灰浆来粘附陶瓷基材如地面砖和墙面砖以及其它砖应用中。本发明还涉及用于粘附至少一个陶瓷基材如地面砖、墙面砖或其它砖与另一个陶瓷基材的方法，所述方法包括以下步骤将包含一种或多种酰胺多元醇的聚氨酯粘合剂组合物施加到一个或多个陶瓷基材上以及将具有粘合剂组合物的陶瓷基材与另一个陶瓷基材接触。该方法可用于制造砖装置如浮隔地面砖装置和地面装置，其中将砖直接粘附于底
4层地板和/或垫层上。砖装置一般包括在垫层上至少两个用包含一种或多种酰胺多元醇的聚氨酯粘合剂组合物粘合在一起的砖如瓷砖。制造砖装置的方法包括a)将垫层放在现有的表面如地面上，b)将至少两个砖放在所述垫层上，在砖之间具有一定间隙以及c)将包含一种或多种酰胺多元醇的聚氨酯粘合剂组合物施加在所述砖之间的间隙中。必要时，然后可将包含一种或多种酰胺多元醇的聚氨酯组合物压出轮廓。然后粘合剂将固化使瓷砖彼此固定和/或与垫层或底层地板固定。与常规贴砖相比，本发明的贴砖是简单、快速且经济的。例如，砖装置能在约2到约6小时内使用或在其上行走，这比采用常规方法快得多，常规方法在砖能使用之前需要数天。在基于水的贴砖方法需要很多的准备时，可制造砖装置。此外，该砖装置可以是完全防水的。包含具有一种或多种酰胺多元醇的聚氨酯粘合剂组合物的聚合物灰浆具有比常规水泥灰浆高得多的强度和柔韧性，且起到结构粘合剂的作用以支撑砖装置如浮隔砖地面。 不希望受到任何理论的约束，发明人相信酰胺官能团提高了基材的粘附。
图1显示了包含隔离层的本发明的砖装置的一个实施方案，其说明了砖材料表面、隔离层和灰浆区域之间的关系。
具体实施例方式所述聚氨酯粘合剂组合物包含一种或多种酰胺多元醇。在本发明的实施方案中， 所述酰胺多元醇包括选自乳酸、乳酸酯、内酯、乙醇酸、乙醇酸酯等及其组合的反应物与一种或多种胺如脂肪胺的反应产物。一个特定的实施方案涉及来自交酯和二元胺的组合的酰胺多元醇，如由 H. R. Stapert, Dijkstra, J. Pieter 禾口 J. Fei jen.在 Macromol. Symp. (1998), 13091-102[CAS#129 4933]中所述，在此将其全部内容援引加入。在本发明中发现，加入酰胺多元醇如上述的来自交酯和二元胺的酰胺多元醇提供了对瓷砖良好的粘附和快速凝固以及强度和柔韧性的显著提高。可用于本发明的乳酸酯包括丙交酯(3，6- 二甲基-1，4- 二氧六环-2，5- 二酮)、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸异丙酯、乳酸丁酯、乳酸叔丁酯、乳酸异丁酯、乳酸戊酯等及其组合。可用于本发明的乙醇酸酯包括乙交酯(1，4_ 二氧六环-2，5-二酮)、乙醇酸甲酯、乙醇酸乙酯、乙醇酸丙酯、乙醇酸异丙酯、乙醇酸丁酯、乙醇酸叔丁酯、乙醇酸异丁酯、乙醇酸戊酯等及其组合。可用于本发明的内酯包括β-丙内酯、Y-丁内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯等及其组合。本领域技术人员所熟知的内酯氨解方法可用于由内酯和胺形成酰胺多元醇。 这样的方法可包括使用催化剂如LiNTf2和/或微波照射。这样的方法描述在Lalli， Claudia 等人的 LiNTf2-Catalyzed Aminolysis of Lactones with Stoichiometric Quantities of Amines，SYNLETT 2008，No. 2，pp0189_0192 以及 Sei jas，Julio A.等人的 Solvent-free Ring Opening of ε -Caprolactone with Amines Assisted by Microwave Irradiation,1International Electronic Conference on Synthetic Organic Chemistry (E0S0C-11)，1-30,2007 年 11 月，二者均在此援引加入。
通常可使用伯胺、仲胺及其组合，包括选自以下组中的那些N，N'-双(3-氨基丙基)甲胺、N，N' - 二甲基乙二胺、新戊二胺、4，4' - 二氨基二苯基甲烷和2-甲基戊二胺 (如可Whvista，Wilmington，Delaware，U.S.A.获得的DYTEK A)。另外，聚醚胺(如可从 the Huntsman Corporation, The Woodlands, Texas, U. S. A.获得的JEFFAMINE
聚醚胺)可用于本发明，其包括具有如下结构的JEFFAMINE D系列
权利要求
1.聚氨酯粘合剂组合物，其包含酰胺多元醇，所述酰胺多元醇包括选自乳酸、乳酸酯、 内酯、羟基乙酸、羟基乙酸酯及其组合的反应物与一种或多种胺的反应产物。
2.权利要求1的聚氨酯粘合剂组合物，其中所述乳酸酯选自丙交酯(3，6_二甲基-1，4-二氧六环-2，5-二酮)、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸异丙酯、乳酸丁酯、乳酸叔丁酯、乳酸异丁酯、乳酸戊酯等及其组合。
3.权利要求1的聚氨酯粘合剂组合物，其中所述乙醇酸酯选自乙交酯(1，4_二氧六环-2，5- 二酮)、乙醇酸甲酯、乙醇酸乙酯、乙醇酸丙酯、乙醇酸异丙酯、乙醇酸丁酯、乙醇酸叔丁酯、乙醇酸异丁酯、乙醇酸戊酯及其组合。
4.权利要求1的聚氨酯粘合剂组合物，其中所述内酯选自β-丙内酯、Y-丁内酯、5-戊内酯、ε-己内酯及其组合。
5.权利要求1的聚氨酯粘合剂组合物，其中所述胺选自伯胺、仲胺及其组合。
6.权利要求1的聚氨酯粘合剂组合物，其中所述胺是脂肪胺。
7.权利要求1的聚氨酯粘合剂组合物，其中所述胺选自N，N'-双(3-氨基丙基)甲胺、Ν，Ν' - 二甲基乙二胺、新戊二胺、4，4' - 二氨基二苯基甲烷、2-甲基戊二胺和聚醚胺。
8.权利要求7的聚氨酯粘合剂组合物，其中所述聚醚胺选自以下组中a)具有以下结构的胺 其中η为约2. 5至约68 ；b)具有以下结构的胺tCH^O rn NH *■ m其中m为约2或约3;和c)具有以下结构的胺 其中R是H或C2H5，k是O或1，以及χ、y和ζ的总和为约5至约85。
9.权利要求1的聚氨酯粘合剂组合物，其包括预聚物和固化剂，其中所述固化剂包括所述酰胺多元醇。
10.一种将至少一个陶瓷基材与另一个陶瓷基材粘接的方法，所述方法包括以下步骤 将权利要求1的聚氨酯粘合剂组合物施加到一个或多个陶瓷基材上并将具有所述粘合剂组合物的陶瓷基材与另一个陶瓷基材接触。
11.一种制造砖装置的方法，所述方法包括以下步骤a)将垫层放到现有的表面上，b) 将至少两个砖放在所述垫层上，所述砖之间具有间隙而分开，以及c)将权利要求1的聚氨酯粘合剂组合物施加在所述砖之间的间隙中。
12.权利要求11的方法，所述方法还包括在施加之后将所述聚氨酯粘合剂组合物压成轮廓的步骤。
13.权利要求11的方法，所述方法还包括固化所述聚氨酯粘合剂组合物的步骤。
14.权利要求11的方法，所述方法还包括用隔离物将砖放到所述垫层上的步骤。
15.权利要求11的方法，所述方法还包括将一个或多个所述砖粘接到所述垫层上的步马聚ο
16.权利要求15的方法，其中在将所述聚氨酯粘合剂组合物施加在砖之间的间隙中之前，用所述聚氨酯粘合剂组合物、压敏粘合剂组合物或胶带将砖粘接到垫层上。
17.权利要求11的方法，所述方法还包括施加装饰性颗粒到聚氨酯粘合剂组合物上的步骤。
18.权利要求11的方法，其中所述砖具有顶面，以及所述方法还包括在将聚氨酯粘合剂组合物施加在砖之间的间隙中之前将隔离层施加到所述砖的至少顶面上的步骤。
19.权利要求1的方法，其中所述砖选自瓷砖、锦砖、赤土陶砖、大理石饰面砖、混凝土砖、板岩砖、花岗岩砖、木砖、玻璃砖、金属砖、塑料砖、工程石砖及其组合。
20.权利要求11的方法，其中所述垫层选自木材、水泥、泡沫板、玻璃纤维板、塑料板、 金属板、复合板、粘合剂层、石膏灰胶纸夹板及其组合。
21.权利要求20的方法，其中所述木材是胶合板、刨花板、木铺板及其组合。
22.砖装置，其包括至少两个砖以及权利要求1的聚氨酯粘合剂组合物。
23.权利要求22的砖装置，其中所述砖是瓷砖。
全文摘要
本发明涉及包含基于酰胺的多元醇的聚氨酯粘合剂组合物。酰胺多元醇包括选自乳酸、乳酸酯、内酯、羟基乙酸、羟基乙酸酯及其组合的反应物与一种或多种胺的反应产物。所述聚氨酯粘合剂组合物可用于制造砖装置的方法。
文档编号C08G18/00GK102482388SQ201080039202
公开日2012年5月30日 申请日期2010年8月26日 优先权日2009年9月4日
发明者A·格兰, R·S·哈维, Y·A·瓦西里伊娃 申请人:亚什兰许可和知识产权有限公司