專利名稱：聚合物組合物、應(yīng)用該組合物的方法及該組合物在鐵路軌道結(jié)構(gòu)中的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚合物組合物、應(yīng)用該組合物的方法及該組合物在鐵路軌道 (railway track)結(jié)構(gòu)中的用途。具體地,本發(fā)明涉及其中已經(jīng)包括娃燒封端的預(yù)聚物的聚合物組合物。
背景技術(shù)：
人們知道鐵路軌道結(jié)構(gòu)能嵌入到聚合物組合物中以減緩震動和噪音。這種組合物已經(jīng)描述在例如DE4036124中。該文件描述了一種用于鐵軌(rail)交通系統(tǒng)的噪音降低器件，該噪音降低器件包括并入鉛或等效的隔音材料并被壓入軌底的頂部與軌頭的底部及側(cè)面之間的腔內(nèi)的聚氨酯輪廓主體(profiIebody)。在這些應(yīng)用中的聚氨酯組分可包含多種填料。在DE4004208中，描述了一種系統(tǒng)，其中，鐵軌凹槽填充有預(yù)塑棒形狀的組分。該預(yù)塑棒已經(jīng)由包含廢棄橡膠和聚氨酯的組合物制造。此外，EP211461公開了一種鐵路，其中，鐵軌通過靠著剛性支撐層的彈性支撐層得到支撐。以這種方式，鐵軌嵌入在彈性材料， 尤其是聚氨酯主體中。另一種其中使用聚氨酯的鐵路軌道結(jié)構(gòu)已經(jīng)描述在W02008/040549 中，其公開了一種緊固到支撐砌塊上的鐵軌。在該支撐砌塊與支撐結(jié)構(gòu)之間放入預(yù)制的有彈性的構(gòu)件以降低運行在鐵軌上的火車和有軌電車的噪音和震動。該元件由例如聚氨酯制成。
聚氨酯化合物提供令人滿意的噪音和震動減緩性能。它們的生產(chǎn)涉及多元醇和異氰酸酯。在聚氨酯的生產(chǎn)中，聚氨酯作為雙組分組合物供應(yīng)，其中，一方面的諸如亞甲基二苯基異氰酸酯和甲苯二異氰酸酯預(yù)聚物等異氰酸酯和另一方面的多元醇被提供在單獨包裝的容器或套件中。這種聚氨酯組合物的實例已經(jīng)描述在US5041517中。因為異氰酸酯與水反應(yīng)比與多元醇反應(yīng)更快，所以聚氨酯在鐵路軌道結(jié)構(gòu)中的戶外應(yīng)用可能受例如源于天氣條件如雨、霧或高濕度的濕氣妨礙，或在濕基底上受妨礙。
因此，開發(fā)不具有該缺點的能適用于鐵路軌道結(jié)構(gòu)中的另一聚合物組合物是有利的。
US3971751公開了一種包括具有硅端基的聚醚的組合物，該組合物在室溫下暴露在大氣濕氣中能變成橡膠一樣的物質(zhì)。該聚合物通常通過大氣濕氣固化。然而，也可能加入額外的濕氣以加速固化。當加入濕氣或水時，可應(yīng)用雙組分體系。具有該類型聚合物的體系已經(jīng)發(fā)現(xiàn)作粘合劑和/或密封劑的用途，這從EP824574和EP1743008中清晰可見。在 EP824574中，已經(jīng)描述了基于硅烷封端的聚醚預(yù)聚物的雙組分密封劑組合物，其中第一組分包括具有高起始粘合性的濕氣固化預(yù)聚物密封劑，并且第二組分是預(yù)聚物的交聯(lián)劑和/ 或促進劑。高起始粘合性通過利用暴露在濕氣中時能迅速固化的高粘性的漿狀粘合劑或密封劑組合物獲得。EP1743008也公開了一種雙組分密封劑組合物，具有包括硅烷封端的預(yù)聚物、交聯(lián)催化劑及促進粘合的低分子量硅烷的第一組分，以及包括水和吸水增稠劑的第二組分，并且，可選地，還包括硅烷封端的聚醚預(yù)聚物。在該已知組合物中的兩種組分都是漿狀的。雙組分密封劑與單組分體系相比，聲明的優(yōu)點是非多孔性基底之間的鍵迅速固化，很大程度上與空氣濕度無關(guān)。所得的與該組合物結(jié)合在一起的基底的組件，可很快被進一步處理和/或運輸，而無需進一步機械固定。這兩種組合物都可用作粘合劑和/或密封劑，例如，用于接縫密封目的。發(fā)明內(nèi)容
驚奇地，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有相對低粘度的硅烷封端的預(yù)聚物組合物能用于鐵路軌道結(jié)構(gòu)中，由此克服了聚氨酯的應(yīng)用缺點。
因此，本發(fā)明提供一種聚合物組合物，所述聚合物組合物包括
a)組分I，包括硅烷封端的預(yù)聚物；以及
b)組分2，包括水；以及
c)組分3，包括硅烷醇縮合催化劑，
所述組合物在應(yīng)用前包裝為至少兩種單獨的包裝物(package)，其中，包裝物不同時包含組分1、組分2和組分3所有三種組分，
在所述組合物中，水相對于所述組合物中存在的每100重量份的預(yù)聚物以O(shè). 01 10重量份的量存在，并且
其中，所述包裝物中的每一種的表觀粘度根據(jù)ISO 2555在23°C下至多為95Pa. s (布氏粘度(A/6/10))。
由于包裝物中組分的相對低粘度，本發(fā)明提供一種混合后能澆注的組合物，該組合物流動非常好，并且其中起始粘合性相對低，從而所述組合物可應(yīng)用于預(yù)定位置。在鐵路軌道結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用會花費一些時間，從而應(yīng)該避免固化進行太快。該相對慢的固化通過本發(fā)明的組合物得以實現(xiàn)。進一步，因為所述組合物提供水作為在所述組合物內(nèi)的固化介質(zhì)，所以當混合時，固化在整個混合的組合物中均勻地進行。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到， EP824574和EP1743008的迅速固化的組合物的漿狀組分不適合于此類應(yīng)用，因為這些組合物太粘且固化太迅速以至于不能應(yīng)用于相對難以到達的 位置。當組分混合并應(yīng)用于濕表面上時，所得的組合物不起泡沫并且所述組合物粘合到甚至在水下的濕基底上。所述組合物具有額外的優(yōu)點，即它具有良好的電絕緣性能。它進一步具有非常好的溫度穩(wěn)定性和耐久性，并且在寬的溫度范圍內(nèi)保持它的彈性，包括低于凍結(jié)溫度的溫度，例如，_20°C。進一步， 材料能容易地再循環(huán)。
因此，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用聚合物混合物的方法，該方法包括下列步驟
i)混合聚合物組合物以得到未固化的混合物，所述聚合物組合物包括
a)組分I，包括硅烷封端的預(yù)聚物；以及
b)組分2，包括水；以及
c)組分3，包括硅烷醇縮合催化劑，
所述組合物包裝為至少兩種單獨的包裝物，其中，包裝物不同時包含組分1、組分 2和組分3所有三種組分，
在所述組合物中，水相對于所述組合物中存在的每100重量份的預(yù)聚物以O(shè). 01 10重量份的量存在，并且
其中，所述包裝物中的每一種的表觀粘度根據(jù)ISO 2555在23°C下至多為95Pa.s (布氏粘度(A/6/10))；
ii)將所述未固化的混合物的層應(yīng)用到至少一個基底上；以及
iii)使所述未固化的混合物的層固化。
這些組合物的固化相對慢，可能花費數(shù)分鐘，例如，從2分鐘至120分鐘。固化的持續(xù)時間還可取決于未固化的混合物的溫度、基底的溫度、硅烷醇縮合催化劑的本質(zhì)和濃度以及水的濃度。
在另一方面，本發(fā)明提供一種上述組合物在鐵路軌道結(jié)構(gòu)中的用途。
組分1、組分2和組分3被單獨包裝為至少兩種包裝物。因此可提供由三種或更多種包裝物組成的組合物。上述包裝物可分別包含組分1、組分2和組分3。然而，如將在下面闡述的內(nèi)容，所述組合物中組分的相對量可顯著變化。如果三種組分被包裝在三種或更多種包裝中，可能對以最期望的比例混合造成不必要地困難。因此，優(yōu)選以包括下述組分的形式提供本聚合物混合物
a)組分A，包括硅烷封端的預(yù)聚物；以及
b)組分B，包括水和/或硅烷醇縮合催化劑，
其中，如果組分B包含選自水和硅烷醇縮合催化劑中的一種成分，組分A則包括至少另一種成分，并且其中組分A和組分B在應(yīng)用前被單獨包裝。
在特別優(yōu)選的實施方式中，組分A包括硅烷封端的預(yù)聚物和水，并且組分B包括硅烷醇縮合催化劑和硅烷封端的預(yù)聚物，其中，組分A和組分B在應(yīng)用前被單獨包裝。
組分I或組分A包括硅烷封端的預(yù)聚物。預(yù)聚物在硅烷基之間的聚合物鏈可改變。例如，可使用其中硅烷基之間的聚合物鏈由以下構(gòu)成的預(yù)聚物聚氨酯殘基、聚烯烴殘基、諸如聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯等聚酯(例如聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯 或聚甲基丙烯酸乙酯)、聚醚，以及它們的混合物。優(yōu)選硅烷封端的預(yù)聚物包括硅烷封端的聚醚預(yù)聚物。除已經(jīng)提及的與上述組合物有關(guān)的通常優(yōu)點外，聚醚類預(yù)聚物具有額外的優(yōu)點，即在火災(zāi)的情況下或當焊接或切斷鐵軌時，上述材料不會釋放出氰化氫，而當在鐵路軌道結(jié)構(gòu)中使用聚氨酯時可能會發(fā)生上述情況。這種預(yù)聚物可由聚醚骨架和甲硅烷基末端基組成。甲硅烷基包括羥基及能水解的基團。這些能水解的基團包括鹵素、烷氧基、酰氧基、氨基烷基-二烷氧基。更多的基團已經(jīng)描述在US3971751。更優(yōu)選，預(yù)聚物包括烷基-二烷氧基甲硅烷基端基，更具體地包括甲基-二甲氧基甲硅烷基端基。每個預(yù)聚物分子的末端甲硅烷基端基的數(shù)目可高至12。高于2的數(shù)目確保預(yù)聚物鏈之間的交聯(lián)可發(fā)生， 這增強了固化產(chǎn)物的強度?；蛘?，可加入交聯(lián)劑或至少部分預(yù)聚物包括三個或更多個臂，在臂的末端處存在一個或多個硅烷基。聚醚骨架優(yōu)選由烷氧單元組成，該烷氧單元由2 6 個碳原子的直鏈或支鏈亞烷基以及氧自由基組成。預(yù)聚物的數(shù)均分子量可在范圍內(nèi)變化。 有利地，預(yù)聚物的數(shù)均分子量在500 50000范圍內(nèi)變化，優(yōu)選在2000 10000范圍內(nèi)變化。如果分子量較高，粘度可能變得不期望地高，而在較低分子量時，最終的固化混合物的彈性變得相對低。用于制備上述預(yù)聚物的合適方法已經(jīng)描述在US3971751中。
上述包裝物的表觀粘度至多為95Pa. s (布氏粘度(A/6/10))，其在23°C下通過 ISO 2555測定。標準詳述了利用標準中描述的旋轉(zhuǎn)粘度計測定液態(tài)或類似狀態(tài)的樹脂的表觀粘度的方法。盡管對于不同的粘度應(yīng)用不同的紡錘或不同的旋轉(zhuǎn)頻率，該粘度計準許 O. 02 60000Pa. s的粘度測量。優(yōu)選每種組分的表觀粘度根據(jù)ISO 2555在23°C下至少為O. 02Pa. S(布氏粘度(A/1/100))。這確保能得到容易的混合。更優(yōu)選，上述包裝物中的每一種的粘度根據(jù)ISO 2555在23°C下從0.02Pa. S (布氏粘度(A/1/100))到50Pa. s (布氏粘度 (A/6/10))變化，最優(yōu)選從O.1Pa. s (布氏粘度(A/1/50))到50Pa. s (布氏粘度(A/6/10))變化。
組合物中水的量能依據(jù)所用的預(yù)聚物和組合物將要固化的速率由本領(lǐng)域技術(shù)人員選擇。合適的量為相對于每100重量份預(yù)聚物的O. 01 10重量份。較低的量降低固化速率，而較高的量可能影響固化產(chǎn)物的強度。而且，如果水的量在上述范圍內(nèi)，能獲得更佳的固化過程的均勻性。由相對于每100重量份預(yù)聚物的O.1 2. O重量份的水量已經(jīng)獲得了良好的結(jié)果。
硅烷醇縮合催化劑能選自各種各樣已知的催化劑。US3971751已經(jīng)公開了許多合適的催化劑。其他合適的催化劑已經(jīng)描述在EP520426及US2007/0060732中。作為催化劑的合適的實例包括烷基鈦酸酯，例如四丙基鈦酸酯或四丁基鈦酸酯及鈦配合物、有機硅鈦酸酯；羧酸的金屬鹽，特別是羧酸錫，例如辛酸亞錫、十二酸二丁基錫、乙酸二丁基錫以及馬來酸二丁基錫、環(huán)燒酸錫、燒氧基錫(tin alkoxylate)或燒氧基二丁基錫(dibutyl tin alkoxylate)(其中該燒氧基具有2 16個碳原子)、竣酸燒基錫燒，例如_■乙酸基_■燒基錫燒(bisacetoxy dialkylstannane)(其中該燒基可包含4 12個碳原子)，以及乙酰丙酮二丁基錫；鉍鹽與羧酸的反應(yīng)產(chǎn)物，例如三(2-乙基-己酸)鉍、三(新癸酸)鉍；有機鋅化合物，特別是羧酸鋅，例如辛酸鋅；氨基化合物，例如嗎啉、N-甲基嗎啉、2-乙基-2-甲基咪唑、1，8-二氮雜雙環(huán)(5. 4. O) i^一碳-7-烯、二丁基氨-2-乙基己酸；以及其他已知對硅烷醇縮合反應(yīng)有效的酸性催化劑或堿性催化劑。還可使用合適催化 劑的混合物。優(yōu)選羧酸錫，并且特別優(yōu)選羧酸錫與羧酸鉍的組合。
用于固化的催化劑量可相對于每100重量份預(yù)聚物在O. 01 10重量份范圍內(nèi)。 太少的量將不期望地使反應(yīng)慢下來。如果使用較高的量，可能產(chǎn)生可引起氣體形成并產(chǎn)生泡沫的局部熱斑點。泡沫的形成影響固化產(chǎn)物的強度。
如果需要，粘合性和固化速率可通過加入低分子量烷氧基硅烷化合物來影響，例如3-縮水甘油醚氧基丙基二燒氧基娃燒、3-丙烯酸氧基丙基二燒氧基娃燒、3-氨基丙基二燒氧基娃燒、1_氛基燒基二燒氧基娃燒、乙稀基二燒氧基娃燒、α_甲基丙稀酸氧基甲基二燒氧基娃燒、N-氛基乙基-3-氛基丙基二燒氧基娃燒、N-氛基乙基-3-氛基丙基甲基 _■燒氧基娃燒、苯基氣基丙基二燒氧基娃燒、氣基燒基二燒氧基娃燒、i_ 丁基甲氧基娃燒、 Ν-2-氨基乙基)-3-氨基丙基三烷氧基硅烷或它們的混合物。在上述化合物中，烷氧基合適地為Cll^6燒氧基,更優(yōu)選為(^ 4燒氧基。代替上述二燒氧基娃燒化合物，還可使用相應(yīng)的 _■燒氧基娃燒類似物，在這種情況下，燒氧基由非功能性Cu燒基取代。此外，可使用上述低分子量烷氧基硅烷化合物通過烷氧基的低聚反應(yīng)得到的低分子量低聚烷氧基硅烷。還可使用上述低分子量烷氧基硅烷化合物的混合物。
在鐵路軌道結(jié)構(gòu)中，在用于減緩噪音和震動的聚合物組合物中使用填料和其他添加劑并不是不常見。在本發(fā)明中也合適地使用了填料和添加劑。將與組分1、組分2和組分3，或組分A和組分B分開的填料和/或添加劑加入到未固化的混合物中是一種選擇方案。有利地，在根據(jù)本發(fā)明的組合物的一種或多種包裝中，可包括一種或多種填料和其他添加劑。一種非常合適的填料包括微球體。在本申請中，微球體指由有機材料或無機材料構(gòu)成的具有Imm或更小的直徑，優(yōu)選具有500 μ m或更小的直徑的中空體。與其中沒有加入微球體的產(chǎn)物相比，這些微球體的優(yōu)點在于固化產(chǎn)物改進了彈性。微球體的密度合適地在O. 01 O. 9kg/dm3范圍內(nèi)，優(yōu)選在O.1 O. 5kg/dm3范圍內(nèi)。加入到組合物中微球體的量可根據(jù)需要的彈性而變化。通常，微球體的量相對于每100重量份預(yù)聚物將選自O(shè). 01 100重量份,優(yōu)選相對于每100重量份預(yù)聚物選自O(shè).1 50重量份,更優(yōu)選相對于每100 重量份預(yù)聚物選自O(shè). 3 40重量份。如上指出，該微球體可已經(jīng)由無機材料或有機材料制成。合適的微球體是中空火山灰球(silas balloon)(由火山灰制成的中空微球體)、珠光體、中空玻璃球(glass balloon)、中空二氧化娃球(silica balloon)或中空飛灰球(fly ash balloon)、中空招球(aluminaballoon)、中空氧化錯球(zirconia balloon)或中空碳球(carbon balloon)。用于生產(chǎn)中空微球體的合適的有機材料包括酹醒樹脂、環(huán)氧樹脂或脲、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇，或苯乙烯-丙烯酸酯聚合物或偏二氯乙烯聚合物。進一步，某些微球體可具有涂布有熱固性樹脂的表面。
另一合適的填料材料由軟木顆粒及有機或無機纖維構(gòu)成。有機纖維可為合成的， 例如，聚酯纖維或聚酰胺纖維，也可使用諸如亞麻纖維等天然纖維。填料材料還可包含其他聚合物，例如聚苯乙烯、聚氨酯、如聚乙烯或聚丙烯等聚烯烴。填料還可為再循環(huán)材料。 非常合適的再循環(huán)材料是橡膠細粒，例如，來自顆粒狀的輪胎。合適的無機填料包括玻璃纖維。這些填料的密度合適地在0.1 1. Okg/dm3。
非常優(yōu)選的填料包括軟木顆粒、中空二氧化硅球、中空玻璃球以及它們的混合物。 如果存在這些填料，它們可在上述組分中的任一種或多種中存在。
上述組合物還可包含密度大于lkg/dm3的多種填料，這些填料合適地有效增強所得的固化聚合物混合物，例如氣相法二氧化硅(fume silica)、沉淀二氧化硅、硅土氣凝膠、 炭黑、碳酸鈣、碳酸鎂、硅藻土、白云石、粘土、滑石粉、氧化鈦、氧化鐵、氧化鋅、玻璃球及其他細絲。提高固化產(chǎn)物硬度的其他合適的填料是骨料(aggregate)，即粗顆粒，包括沙子、沙礫、碎石、礦渣及再循環(huán)的混凝土 。具有骨料的組合物在鐵路軌道結(jié)構(gòu)中提供穩(wěn)定的地基同時保持彈性。也可使用填料的混合物。
骨料具有l(wèi)kg/dm3以上的密度。它們在還包含微球體的組合物中特別有用。由于微球體的存在，微球體與預(yù)聚物的組合的密度可能低于lkg/dm3。如果將這種組合澆注入模具中，例如鐵路結(jié)構(gòu)中的腔和縫隙中，人們冒著如下風(fēng)險可能將來自環(huán)境中的水夾帶進組合物中，因此負面地影響鐵路軌道結(jié)構(gòu)的載荷容量。通過將骨料加入至組合物中，不僅提高固化產(chǎn)物的硬度，而且增加所得組合物的密度，從而該密度為lkg/dm3以上。這確保了組合物將在鐵路軌道結(jié)構(gòu)的腔和縫隙中可能存在的水趕出這些腔和縫隙，從而保證了鐵路軌道結(jié)構(gòu)的載荷容量。如果未固化的混合物的密度為lkg/dm3以上，鐵路軌道結(jié)構(gòu)的腔和縫隙中的靜壓力較大，從而未固化的混合物在其中可能存在任何阻礙物下流動較好。水被趕出， 這確保沒有水存在，水可能危及電絕緣性并且在凍結(jié)條件下形成損壞上述結(jié)構(gòu)的冰。
雖然這些填料也可單獨加入，但合適地，將這些填料包括在根據(jù)本發(fā)明的組合物的包裝中。具有l(wèi)kg/dm3以上密度的填料可在組分的任一種或多種中存在。
填料的量能由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)他的愿望決定。該量還可取決于組合物中存在的其他添加劑和微球體。合適地，具有l(wèi)g/cm3以上密度的填料的量相對于每100重量份預(yù)聚物在O 300重量份的范圍內(nèi)。
有利地，未固化的混合物在包裝物混合后的密度在O. 5 2. 5kg/dm3范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的組合物還可包含一種或更多種增塑劑以改進固化產(chǎn)物的延伸性能或以使能夠并入更大量的填料。例如，下列增塑劑可單獨使用或以兩種或更多種的組合使用鄰苯二甲酸酯，例如鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸丁基芐基酯；脂肪族二元酸酯，例如己二酸二辛酯、琥珀酸異癸酯或癸二酸二丁基；乙二醇酯，例如二乙二醇二安息香酸酯；或季戊四醇酯；脂肪族酯，例如油酸丁酯或甲基乙酰基蓖麻醇酸酯；磷酸酯，例如磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯或磷酸辛基二苯酯；烷基磺酸酯，例如烷基磺酸的苯酚酯，其中，烷基包含8 25個碳原子，特別是烷烴(C1(l 21)磺酸苯基酯(Mesamoll exLanxess出售)；環(huán)氧增塑劑,例如環(huán)氧化大豆油或節(jié)基環(huán)氧硬脂酸酯；聚酯增塑劑，例如由二元酸和二價醇產(chǎn)生的聚酯；聚醚多元醇，例如聚丙二醇及其衍生物；聚苯乙烯，例如聚 α -甲基苯乙烯或聚苯乙烯；以及其他增塑劑，例如聚丁二烯、丁二烯-丙烯腈共聚物、聚氯丁烯、聚異戊二烯、聚丁烯或氯化石蠟。增塑劑通常相對于每100重量份預(yù)聚物以O(shè) 150 重量份的量使用。增速劑可包括在包裝物的任何一種或多種中。
除填料、增塑劑及硅烷醇縮合催化劑外，根據(jù)需要，可加入包括諸如苯酚樹脂或環(huán)氧樹脂等的粘合給予劑(adhesion imparting agent)、顏料、抗氧化劑或紫外吸收劑的多種添加劑。包裝物中的任一種或多種進一步合適地包括一種或多種穩(wěn)定劑。特別是當組分B 包括填料材料時，加入這些穩(wěn)定劑防止這些填料材料下沉。當穩(wěn)定劑加入的組分中也包括水時，穩(wěn)定劑特別有用。水能吸附到無機穩(wěn)定劑上或溶解于有機穩(wěn)定劑中。通常穩(wěn)定劑是水溶性聚合物或無機穩(wěn)定劑。有機天然穩(wěn)定劑的實例是瓊脂瓊脂、角叉菜、黃芪膠、阿拉伯樹膠、藻酸鹽、膠質(zhì)、多糖、胍爾豆面粉、淀粉、糊精、明膠、酪蛋白。有機全合成或部分合成穩(wěn)定劑的實例是羧甲基纖維素、纖維素醚、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、聚(甲基)丙烯酸衍生物、聚乙烯醚、聚乙烯醇、聚酰胺、聚酰亞胺。無機穩(wěn)定劑或水的吸附劑的實例是高度分散聚硅酸、火成親水二氧化硅、粘土礦物、例如蒙脫石、高嶺石、多水高嶺石、氫氧化鋁、氧化鋁水合物、硅酸鋁、滑石、石英礦、氫氧化鎂等。這些穩(wěn)定劑還可具有增厚效應(yīng)。當需要增加談?wù)摰慕M分的粘度時，這可能特別有用。這可以是當人們想使包裝物的粘度更相似以利于組分的混合時的情況。
當如上定義的組分B不包括水和硅烷醇縮合催化劑兩者時，組分B優(yōu)選還包含硅烷封端的預(yù)聚物。由此，使組分B的體積與組分A的體積更一致。有利地是提供組分A和組分B的配方，使得最終的混合比例在100 : 5 5 : lOOw/w之間變化，優(yōu)選在100 10 10 100w/w之間變化，并且更優(yōu)選在100 50 100 100之間變化。在這些情況下，組合物在應(yīng)用過程中能容易地通過混合和給量錯誤。降低了在組分A和組分B之間的混合比例方面犯明顯錯誤的幾率。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會組分A和組分B能以任何傳統(tǒng)的方式制備。合適地，將期望的成分以期望的數(shù)量混合。該混合能通過利用傳統(tǒng)的混合設(shè)備完成。
如上指出，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用上述組合物的方法。將根據(jù)本發(fā)明的組合物有利地應(yīng)用為至少5_厚度的層。將包裝物混合后，所得的混合物具有能容易地澆注入縫隙、 腔、溝槽或模具以提供至少5mm的層的粘度。與EP1743008和EP824574的已知組合物相比，那產(chǎn)生明顯的優(yōu)點，該已知組合物是如此粘稠的漿狀，以至于在相對大的表面區(qū)域上或在腔中等不方便提供厚層，而且該層必須均勻地固化。根據(jù)本發(fā)明的組合物的相對低粘度使能操控未固化的混合物，從而能將厚層容易地應(yīng)用在模具、腔等中。而且，在整個預(yù)聚物中硅烷醇縮合催化劑和水的均勻分布確保了均勻固化。產(chǎn)生的固化產(chǎn)物是彈性的并且具有良好的粘合強度。優(yōu)選地，將未固化的混合物應(yīng)用為5 500_厚的層，更優(yōu)選，未固化混合物的層以10 300mm厚度應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明的組合物可與底漆一起使用或不與底漆一起使用。在將未固化的產(chǎn)物粘合到非多孔表面，例如鋼、不銹鋼、鋁或聚合物表面上時，人們可決定不使用底漆。此外， 因為根據(jù)本發(fā)明的組合物與浙青的粘合好，人們可直接將該組合物使用在浙青表面上。在所有情況下，如果在將根據(jù)本發(fā)明的組合物應(yīng)用到基底上之前，已經(jīng)除去所有松散的部分、 灰塵和泥土、鐵銹和其他污染物，粘合性會改進。然而，特別是當將根據(jù)本發(fā)明的組合物應(yīng)用到混凝土基底上時，有利的是在基底上首先應(yīng)用底漆。合適地，首先預(yù)處理基底以確?；讻]有水泥乳、固化化合物、脫模劑以及諸如泥土、油和油脂等污染物。實施這些預(yù)處理的合適的方法包括濕噴沙清洗或干噴砂清洗以及研磨。底漆能選自一系列商業(yè)產(chǎn)品。合適的底漆包括商業(yè)環(huán)氧樹脂類底漆和異氰酸酯類底漆。合適地，底漆包括具有至少一個含硅基團的聚合物鏈，該含硅基團包括結(jié)合到作為羥基或諸如烷氧基、氨基、巰基或氨氧基等能水解的基團的末端基的硅原子。聚合物鏈合適地由選自由丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯，以及它們的混合物組成的組的單元構(gòu)成，其中，上述烷基包含I 30個碳原子。已獲得具有應(yīng)用下述單元的聚合物鏈的良好的底漆烷基包含至少10個碳原子的丙烯酸烷基酯或甲基丙稀酸燒基酷與燒基具有I 8個碳原子的丙稀酸燒基酷或甲基丙稀酸燒基酷的組合。這些底漆的制備已經(jīng)描述在US5731039中。
因為組合物能被鑄模(cast)或澆注(pour)，有利的是將組合物澆注到由固化的產(chǎn)物將粘合到其上的基底之一形成的腔或溝槽中。因為組合物自流平，組合物的頂面將是光滑和平坦的。非常合適的應(yīng)用是本組合物在制造鐵路軌道結(jié)構(gòu)中的用途。因此，使用聚合物組合物的基底優(yōu)選為圍繞第二基底，即鐵路、地鐵或電車軌道的鐵軌的鋼溝槽或混凝土溝槽。
因此，本發(fā)明還提供一種上述組合物在鐵路軌道結(jié)構(gòu)中的用途，特別是在鐵路軌道結(jié)構(gòu)中固定鐵軌的用途。在優(yōu)選的實施方式中，該用途產(chǎn)生嵌入在由固化的組合物組成的三側(cè)處或嵌入在固化的組合物的主體中的鐵軌。這提供了固定、連續(xù)支撐以及隔離震動和噪音。
供選擇的實施方式是固定混凝土砌塊，在混凝土砌塊上鐵軌已經(jīng)被緊固到基底上，例如，混凝土托架、橋或隧道，從而上述混凝土砌塊彈性地固定到基底上，由此提供噪音和震動的隔離。類似于WO 2008/040549中已經(jīng)公開的構(gòu)造，也可將聚合物托架固定在另一聚合物托架中，從而形成用于混凝土砌塊的支撐體。
進一步供選擇的實施方式是在生產(chǎn)鋼底板或聚合物底板例如，聚酰胺底板中的用途，該底板用根據(jù)本發(fā)明的組合物鑄模。隨后將鐵軌緊固到底板上。底板可緊固到基底上， 例如，道路、隧道或橋梁。
因為，根據(jù)本發(fā)明的組合物能容易地澆注，所以上述組合物還能用作在鐵軌與基底表面例如道路表面之間的填充材料。
或者，在鐵軌下面的空間能填充有根據(jù)本發(fā)明的組合物， 從而鐵軌在垂直方向被支撐和減震。
本發(fā)明還提供一種如上所述通過使用根據(jù)本發(fā)明的聚合物組合物的方法能得到的鐵路軌道結(jié)構(gòu)。具體地，提供一種嵌入在合成樹脂主體中的鐵軌，其中，上述合成樹脂是如上所述的固化的組合物。


本發(fā)明將進一步通過下列附圖來闡明。
圖1示出本發(fā)明實施方式的簡化橫截面，其中接合處填充有根據(jù)本發(fā)明的組合物。
圖2示出具有所謂的嵌入式鐵軌系統(tǒng)的本發(fā)明供選擇的實施方式。
圖3示出進一步的實施方式。
圖4示出另一實施方式，其中根據(jù)本發(fā)明的組合物用于填充接合處。
圖5示出嵌入式鐵軌系統(tǒng)的供選擇的實施方式。
圖6示出其中使用本發(fā)明的組合物的緊固系統(tǒng)。
圖7示出嵌入式砌塊系統(tǒng)。
圖8示出涂布有根據(jù)本發(fā)明的組合物的鐵軌的橫截面。
具體實施方式

參考圖1，它示出放低在溝槽中的鐵軌I。該溝槽位于例如道路中。該道路覆蓋有浙青上層4。該鐵軌傳統(tǒng)地利用彈性材料的第一主體2和彈性材料的第二主體3固定，由此，提供鐵軌的牢固固定，并且當火車或有軌電車在鐵軌上運行時，令人滿意地減緩噪音和震動。主體2和主體3中的材料可以相同或不同，并且可由聚氨酯組合物組成。主體2和主體3僅部分地填充溝槽以允許在道路表面下留出縫隙。該縫隙由根據(jù)本發(fā)明的組合物填充，并且使該組合物固化以提供彈性主體5。這樣，該組合物由于其彈性和強度性能而對道路的浙青層4和鋼軌I兼有優(yōu)異的粘合性。關(guān)于該圖以及其他圖，觀察到通過利用上述討論的底漆可改進粘合性。此外，諸如除泥土、除油或除其他污染物等預(yù)處理可改進粘合強度。
在圖2中，鐵軌21被放入已為鐵軌提供的溝槽中。該鐵軌固定在其期望的位置。 將根據(jù)本發(fā)明的組合物混合并且澆注到溝槽中，從而部分地覆蓋上述鐵軌。使上述組合物固化并由此產(chǎn)生彈性主體22。主體22固化后，用本組合物進一步填充溝槽以提供彈性主體23和彈性主體24。當希望將鐵軌嵌入不同水平面的彈性材料中時，如由主體23和主體 24的不同水平面所示，該實施方式特別方便。如果不需要這種差別，也可用一個步驟填充溝槽，從而僅獲得類似于22的主體，但在這種情況下，填充整個溝槽。在類似的實施方式中， 有彈性的彈性主體已經(jīng)并入在鐵軌21以及橫靠鐵軌21的其他聚合物主體(未示出)的底部下面。這些外加的主體可增強鐵路軌道結(jié)構(gòu)的所需性能。
為獲得圖3的實施方式，形成鐵軌31位于其上方的模具(未示出)，從而設(shè)置有軌底32的鐵軌31不與模具的底部接觸。剩余的空間用根據(jù)本發(fā)明的組合物填充并且使該組合物固化以提供彈性主體33。移走該模具，則具有彈性主體33的鐵軌能用于制造鐵路軌道結(jié)構(gòu)。
圖4與圖1非常類似。在該實施方式中沒有浙青層，但溝槽已經(jīng)提供在混凝土道路(未示出)中，在該溝槽中固定鐵軌41。類似于圖1的鐵軌系統(tǒng)，通過彈性主體43和彈性主體44，鐵軌41被固定在該溝槽中。因為主體42僅部分地填充溝槽，剩余的接合處用根據(jù)本發(fā)明的組合物填充，產(chǎn)生彈性主體44。主體44對鋼軌具有良好的粘合性能。進一步, 它還與道路的混凝土牢固地結(jié)合。
圖5不出嵌入式鐵軌系統(tǒng)的不同變形。在該實施方式中，鐵軌51包含軌底52。軌底52通過連接單元54緊固到托架(tray) 53上。托架53可由諸如鐵或鋼等多種材料制成。 托架53包括在每一端的側(cè)壁55和側(cè)壁56。當將如此形成的系統(tǒng)放低在為鐵軌預(yù)定的溝槽中時，側(cè)壁55和側(cè)壁56與溝槽的璧之間形成縫隙。用一個或更多個步驟填充該縫隙。在圖5的實施方式中，在第一步驟中用固化后提供彈性主體57的本組合物的層填充該縫隙， 接著進行第二步驟以提供第二主體58。
圖6示出直接緊固系統(tǒng)，其中鐵軌61通過延伸件63和鉤64緊固到底板62上。顯然也可應(yīng)用其他緊固系統(tǒng)。提供兩個側(cè)壁65和66以在兩側(cè)壁之間形成模具。將具有底板 62的鐵軌61放低在該模具中而不接觸底部。由此形成的縫隙用根據(jù)本發(fā)明的組合物填充以產(chǎn)生彈性層67。
圖7示出在類似于W02008/040549中描述的那些實施方式的本發(fā)明的用途。圖7 示出緊固在通常由混凝土制成的砌塊72上的鐵軌71。聚合物混凝土和其他材料也可用于制造上述砌塊。鐵軌通過常規(guī)單元被緊固；在圖中，緊固通過利用固定到砌塊的緊固延伸件 74以及緊固鐵軌71下部的鉤73完成。將砌塊放低到鐵路軌道結(jié)構(gòu)內(nèi)的托架77中。以這種方式形成的縫隙用根據(jù)本發(fā)明的組合物以一個或多個步驟填充。在根據(jù)該圖的實施方式中，該縫隙通過兩個步驟填充。在使用砌塊的系統(tǒng)的可替代實施方式中，有彈性的構(gòu)件由根據(jù)本發(fā)明的組合物預(yù)制造，與鐵路軌道分開并且放置在其預(yù)定位置。它們的定位可以以與 W02008/040549中描述的方法相同的方法放置在所需位置。
圖8示出主要部分覆蓋有由根據(jù)本發(fā)明的組合物制成的層82的鐵軌81的橫截面。預(yù)制造具有層82的鐵軌81。當將鐵軌81放置在其預(yù)定位置時，它被定位在溝槽內(nèi)而不與溝槽的璧接觸。混凝土在鐵軌81下方和旁邊被鑄模，由此形成鐵路軌道結(jié)構(gòu)?？上喈敽竦膶?2提供噪音和震動的減緩?；蛘?，層82較薄并且通過在鐵軌81上噴涂根據(jù)本發(fā)明的組合物而應(yīng)用。快速固化的層82提供電絕緣性和耐腐蝕性。鐵軌81機械固定到表面上。 在鐵軌的頂部，可應(yīng)用具有抗滑性能的兩個彈性主體83。
通過下列實施例將進一步示例本發(fā)明。
實施例
通過以表I中示出的量混合成分制備組分A和組分B。硅烷封端的預(yù)聚物是從 Kanegafuchi得到的以甲硅烷基封端的聚醚。硅烷醇縮合催化劑是硅酸(H4Si04)的四乙基酷和~■乙酸基_■羊基錫燒的共混物。
表1組合物
權(quán)利要求
1.一種聚合物組合物，包括 a)組分1，包括硅烷封端的預(yù)聚物；以及 b)組分2，包括水；以及 c)組分3，包括硅烷醇縮合催化劑， 所述組合物在應(yīng)用前包裝為至少兩種單獨的包裝物，其中，包裝物不同時包含組分1、組分2和組分3所有三種組分， 在所述組合物中，水相對于所述組合物中存在的每100重量份預(yù)聚物以O(shè). 01 10重量份的量存在，并且 其中，所述包裝物中的每一種的表觀粘度根據(jù)ISO 2555在23°C下至多為95Pa. s (布氏粘度(A/6/10))。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，所述組合物包括 a)組分A，包括所述硅烷封端的預(yù)聚物；以及 b)組分B，包括水和/或所述硅烷醇縮合催化劑， 其中，如果組分B包含選自水和硅烷醇縮合催化劑中的一種成分，組分A則包括至少另一種成分，并且其中組分A和組分B在應(yīng)用前被單獨包裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合物，其中，組分A包括硅烷封端的預(yù)聚物和水，并且組分B包括所述硅烷醇縮合催化劑和硅烷封端的預(yù)聚物，其中，組分A和組分B在應(yīng)用前被單獨包裝。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的組合物，其中，所述預(yù)聚物包括硅烷封端的聚醚預(yù)聚物。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的組合物，其中，所述包裝物中的每一種的粘度根據(jù) ISO 2555 在 23°C下在 O. 02Pa. S (布氏粘度(A/1/100))至 50Pa.s (布氏粘度(A/6/20))范圍內(nèi)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的組合物，其中，所述組合物中水的量相對于每100重量份預(yù)聚物在O.1 10重量份的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的組合物，其中，所述硅烷醇縮合催化劑是羧酸錫，或羧酸錫和鉍化合物的組合。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的組合物，其中，所述包裝物的一種或多種包括微球體。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項或多項所述的組合物，其中，所述包裝物的一種或多種包括軟木顆粒和/或橡膠細粒。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的組合物，其中，所述包裝物的一種或多種包含密度大于lkg/dm3的填料。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的組合物，其中，所述包裝物混合后的所述組合物的密度在O. 5 2. 5kg/dm3的范圍內(nèi)。
12.—種應(yīng)用聚合物組合物的方法，所述方法包括下列步驟 i)混合聚合物組合物以得到未固化的混合物，所述聚合物組合物包括 a)組分1，包括硅烷封端的預(yù)聚物；以及 b)組分2，包括水；以及c)組分3，包括硅烷醇縮合催化劑， 所述組合物包裝為至少兩種單獨的包裝物，其中，包裝物不同時包含組分1、組分2和組分3所有三種組分， 在所述組合物中，水相對于所述組合物中存在的每100重量份預(yù)聚物以O(shè). 01 10重量份的量存在，并且 其中，所述包裝物中的每一種的表觀粘度根據(jù)ISO 2555在23°C下至多為95Pa. s (布氏粘度(A/6/10))； )將所述未固化的混合物的層應(yīng)用到至少一個基底上；以及 iii)使所述未固化的混合物的層固化。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，將所述未固化的混合物應(yīng)用為厚度至少為5mm的層。
14.一種根據(jù)權(quán)利要求1 11中任一項所述的聚合物組合物在鐵路軌道結(jié)構(gòu)中的用途，尤其在鐵路軌道結(jié)構(gòu)中固定鐵軌的用途。
15.一種通過權(quán)利要求12所述的方法得到的鐵路軌道結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種聚合物組合物，包括a)組分1，包括硅烷封端的預(yù)聚物；以及b)組分2，包括水；以及c)組分3，包括硅烷醇縮合催化劑。所述組合物在應(yīng)用前包裝為至少兩種單獨的包裝物，其中，包裝物不同時包含組分1、組分2和組分3所有三種組分。在所述組合物中，水相對于所述組合物中存在的每100重量份預(yù)聚物以0.01～10重量份的量存在，并且所述包裝物中的每一種的表觀粘度根據(jù)ISO 2555在23℃下至多為95Pa.s(布氏粘度(A/6/10))。所述組合物可合適地應(yīng)用于鐵路軌道結(jié)構(gòu)用以減緩鐵軌的噪音和震動。
文檔編號C08J3/24GK103003336SQ201180031789
公開日2013年3月27日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者格瑞特·馬里努斯·凡·德·厚文, 彼得·約斯特·克科文, 斯蒂法努斯·雅各布斯·瑪麗亞·科特里斯 申請人:艾迪蘭珊德拉有限公司