CN102639656A

CN102639656A - 环氧树脂膜

Info

Publication number: CN102639656A
Application number: CN2010800528243A
Authority: CN
Inventors: J·沃特斯马
Original assignee: Individual
Current assignee: Ecoflex Australia Pty Ltd
Priority date: 2009-09-22
Filing date: 2010-09-20
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2030-09-20
Also published as: CN102639656B; ES2474016T3; EP2480615A1; WO2011037449A1; EP2480615B1; NL1037302C2; US20130130038A1

Abstract

本发明涉及一种环氧树脂膜(epoxy foil)的产品和/或方法和/或体系。该环氧树脂膜用于保护和/或密封如木材、金属、钢材、石材、水泥、玻璃等用于房屋、建筑物、车辆、轮船、小舟、桥梁、道路、地板、天花板、墙壁、织物、纸张、飞机等的材料。该环氧树脂膜的反应性和/或弹性是可调节的，且该环氧树脂膜可直接或间接地应用于保护和/或密封如木材、水泥、玻璃、金属、塑料等所有的材料。该环氧树脂膜使用广泛、自我固定、自我清洁、耐用性高、十分经济、更加安全且对环境危害较少。

Description

环氧树脂膜

背景技术

木材、石材、水泥和玻璃等的保护和维护构成了房屋及建筑物保存中的一个重要问题。

在1992年，通过研制了一种用作木材密封剂的名称为Timby Flex、-Repair(修复)，-Gum(胶合)、-Fix(固定)和-Crack(裂缝)等的柔性环氧树脂胶粘剂而实现了首次突破。

在1993年，这些环氧树脂胶粘剂用在木质框架的翻新和维护中(荷兰专利193253)。通过填充可直立的弹性可良好调节的环氧树脂来密封松木窗框用于密封和修复的末端，第一次能够不用模子而在木材中应用垂直狭缝。

在1995年，代替标准的涂料，PVC(聚氯乙烯)膜引入荷兰用于保护木材。应用在PVC膜上的标准胶粘剂是丙烯酸胶粘剂，这在荷兰专利9500261中陈述了。该产品用作木材上所用的油漆的替代品，因为油漆通常只会持续相对较短的时间(3至8年)。

然而，在受到侵害的木质框架的面上，油漆将会首先开始剥落。这是框架的下部拐角接头处的木质窗台(wooden sill)暴露于水应力时通常出现的情况。PVC膜是不适合的，因为该材料在较低温度下变脆，并且因为膜下面使用的丙烯酸胶粘剂因潮湿或凝结而失效，导致分离。此外，半柔性的PVC膜会出现裂缝。

在后来的荷兰专利1002287中，通过更加巧妙和特定的应用制备部分地解决了这些问题。该体系也有缺点，它不仅费力、耗时、因此价格昂贵，而且在拐角接头中或拐角接头上，要使用诸如聚氨酯密封剂、聚硫化物、硅树脂(silicone)、聚酯和环氧树脂等不同类型的填料或胶粘剂。

在1998年，通过荷兰专利1009134和WO9958591(A1)中提及的发明获得了重大的突破性进展：一种应用弹性环氧树脂胶粘剂或涂料或流平剂(levelling)产品的新生态技术。然而，所有这些新产品仍然存在缺点，在混合物的制备期间，会释放出某些物质(多组分体系)，这些物质会因皮肤接触或吸入而引起过敏反应。此外，由于处理后的物品往往还需要额外的均衡(equalling)或打磨方面的处理，这实际上是有问题的，且非常昂贵。在该荷兰专利中，表面精加工(surface finishing)的逐步修复之间的等待时间在冬天仍然是非常不确定的，且可能还需要花费很多的时间，且是非常昂贵的。弹性产品的较差的涂覆性能构成了主要问题。在这类树脂的应用中，缺点在于环氧树脂的固化时间往往太快，这导致了皱褶或不平的表面和/或气泡。另一缺点在于，难以获得地板和墙壁之间的边缘的防漏密封。

发明内容

本发明的目的在于一种基于密封剂和/或膜的方法和/或产品，所述方法和/或产品避免或减少了上述缺点。从而导致大大节省了工作量和后续流程，此外令人惊讶的是，通过改进的密封方法，除了保护表面以外还可更好地保护修复的物品。制备的该环氧树脂膜(epoxy foil)具有重要的性能：它是可调节的、弹性的且具有反应性。这些的根本在于，主要组分之间的比例由强的“欠固化”(undercured)组成改变成“过固化”(overcured)组成，令人惊讶地从低弹性环氧树脂到高弹性环氧树脂。实际上，只有欠固化的体系才满足如专利1009134中所描述的油漆的要求。例如，以250活泼氢当量的化学计量比计，聚醚多胺在低于当量(例如200活泼氢当量)或高于当量(例如300活泼氢当量)的范围内使用。

当与聚硫化物类，例如聚硫醇，组合使用时，它不但形成更快的固化，而且它可以形成更有弹性的环氧树脂膜。这使得它是适合的，不仅是因为其对于柚木到不太软的松木或云杉的每个实例有较高的弹性，也因为保证对其他物品如玻璃、金属或水泥有最好的粘合或保护。通过应用这种新的制备方法，作为木材或其他合适的表面上的膜，所述膜的反应性还保留了其粘合性能，即使是在较低或较高的温度下。无须等待就能使用，因此节省了标准的应用成本。

该环氧树脂膜属于多组分群组，它们是更有弹性的环氧树脂，每当量使用更多的胺作为固化剂来调节，例如来自Dow chemical(陶氏化学)的DER 358或来自Huntsman(亨斯迈公司)的Polypox 270/700或者Araldite(爱牢达)GY783/784/250/794，所有的这些都可以用多胺固化。固化剂可以是不同的用于环氧树脂的可固化的产品或他们的组合物，如空气、紫外线、湿度、水、多元醇、聚醚胺、改性的脂环族多胺、聚硫醇、聚硫化物、聚氨基氰(polyaminocyamide)、聚氨基咪唑啉(polyaminomidazoline)等。单膜(singlefoil)的顶层能够保护不受气候的影响，并且将弹性膜的底层固定到表面上。聚醚/多胺Aradur，例如Aradur 76或Aradur 3275(Aradur3275是近来改进的产品，且毒性较小，并包含更少的挥发性元素且不再有壬基酚)大大减少了危险气体的排放。优选与一种或更多种聚硫化物如聚硫化物或聚硫醇Aradur 90/Flep 60组合使用。较大的优点在于，不再需要添加额外的增塑剂。因此，出于额外的稳定性原因，基本组成相同的其他反应性环氧树脂产品总是可以更好地结合。令人惊讶的是，这可通过精加工体系(finishing system)来实现，该精加工体系基于欠固化的弹性的环氧树脂胶粘剂(肖氏硬度D为47或以下)和/或如厚度为80mu的通用环氧树脂膜固定在一起作为弹性密封剂。产品响应于由不同组合所引起的相互之间的化学反应，从物理的观点来看，也就是说，液态体系和固化体系最终将停留在固化的化学地连接的弹性体中。作为试剂产品，膜涂料/膜底漆/膜胶粘剂/膜密封剂/膜修复剂/膜填充剂/膜流平剂等是间接或直接地通过彼此之间的反应而连接成大分子。它其他大的优点在于，处理可以更好地规划，因为等待的时间可控。目前，在现有的环氧树脂技术中，这是不可能的。

适用的可调节的弹性环氧树脂膜可以被着色，且可应用在多种类型的材料上，如木材、玻璃、石材、水泥、金属和塑料等。膜厚度可以被模制(be cast)并被生产为预制的膜(prefabricated foil)以节约应用成本。

对于每个表面，该膜可通过改变树脂和固化剂之间的关系来改性。由此，使用单层或多层的活性膜可以获得最佳的性能。基于相同的原理，组分可构建成活性层的厚度或者将其与其它聚合物混合。通过与欠固化相同的原理，环氧树脂膜可以应用为与标准的或欠固化的或者过固化的底层胶粘剂反应。

通过使用填料如Cab-O-Sil(硅石粉)和/或Nytal(滑石粉)等，该环氧树脂膜也具有清洁性能。能够容易地去除脏物。这也适用于清除微生物的情况，例如用于如轮船的防污体系。藻类或藤壶可被机械地除去。

例如，使用两种或更多种不同类型的膜如塑料PVC膜和环氧树脂膜时，由于主要组分之间不同的特性而导致可熔粘合力(meltable adhesive force)下降。这使得受污染的上层比底层具有更大的厚度从而更容易被去除。然后，新的未污染的原始层通过优选使用铜和/或锌箔而被替换。

这一原理对于例如舟或游艇、甚至油轮的外部是重要的。该环氧树脂膜另外的优点在于，固化不再需要等待时间，它可应用于地基(subsoil)和诸如玻璃、水泥、砖墙等材料之间的连接处。任何不规整的地方可以立即彻底地去除或弄平。该环氧树脂膜可应用于环氧树脂涂层或改性环氧树脂胶粘剂。该膜具有不同程度的自我固定的性质或反应性和/或弹性。这令人惊讶地导致无需额外地添加胶粘剂或增塑剂。与基材的粘合力比任何其他标准膜更加持久，使得它非常适合用于泳池的密封。

优选地，可以制备橡胶基绝缘膜，这也适用于屋顶、以及地板或天花板。这种绝缘膜由多层组成，这些多层中树脂和固化剂之间的比例发生变化，且也能够调节用作层压层的不同类型的膜的粘合性。厚度取决于层的数目。厚度依膜的预期寿命而变化。通过向密封剂的基本配方中加入诸如聚硫化物和/或硅树脂(silicon)和/或橡胶如氯化橡胶、NBR等，或多或少地增加了熔化性能。在膜或层压层的制备中这是有利的，同样在以后顶部层压层由于老化、损坏或者应用不同的颜色而被取代的情况下也是有利的。

反应性膜的可调节的粘性和/或粘合力的优点在于，该膜能够与其他各种体系一起使用，例如玻璃温室的橡胶连接处等。该体系也能制成透明的膜，提供给放置在屋顶、砖墙或玻璃等上产生能量的太阳能电池。

通过在这些体系中与预先选定的颜料浓缩物组合，该环氧树脂膜可被用于新的建筑物，使用RAL颜色，不仅能够产生标准的颜色，也能防止额外的劳动，并使表面不再需要底漆和/或最后涂层。优选地，在基材最容易损坏的部分如窗户的窗台和/或窗台的一些水平部分上使用较厚的膜或两层层压层，并使用另外的非弹性的环氧树脂膜或聚酯或聚氨酯或丙烯酸聚酯膜，从而使其耐刮擦，且化学地结合为弹性的环氧树脂体系。这使得显著地降低了或者阻止了可能的运输损坏。实际上，维护额外敏感的部分通常需要额外的保护，在那些遭受更多大风和光照的地方，通过在膜和密封剂两者的主要组分中选定相同的胶粘剂组合物来进行保护。具有以下特点的PVC膜或其他膜，即塑料膜(PVC/聚硫化物)、弹性的膜(聚氨酯/硅树脂/EPDM/具有不同腈含量的NBR或丁腈橡胶)或非弹性的膜(聚酯/环氧树脂)或半弹性的膜(丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯)可以作为环氧树脂膜的一部分应用。

像聚乙烯、聚丙烯膜等多孔膜，通过迫使使用的液体胶粘剂通过多孔膜的开口将可调节的液态环氧树脂胶粘剂或涂料提供到使用的膜的表面顶部上。密封剂的类似组分将被围绕的或被包围的膜与选定类型的膜连接在一起。使用要遵守要制造的最终产品的要求。例如由于木材/塑料/金属框架在工作场所的运输中或肆意破坏或孩子玩耍时使膜遭到损坏的情况下，除去旧的膜，用另外的膜修复或替换，也许问题就能不察觉地被解决。环氧树脂膜可以通过使用类似的化学胶粘剂、填料、涂料或密封剂修复。该替代产品的可回收性甚至比诸如PVC等其他膜具有更少的问题或危险。

具体实施方式

实施例1 修复现有的或新的木框架等

一种弹性环氧树脂膜或其变体，例如特征为具有低蒸汽透湿性(vapour-moisture permeability)、厚度为0.01-0.50mm的供室内使用/或厚度为0.02-1.5mm的供室外使用。该环氧树脂膜可以与使用的环氧树脂胶粘剂进行组合以使表面下具有均匀的透湿性。该环氧树脂膜，例如一种基于聚硫化物和/或聚氨酯的新的改性环氧树脂膜，可立即放置在木质框架或其他类似产品的表面上，而不需要等待。在首次填充钉眼、磨孔、狭缝等后，除去干枯，对其填充欠固化的弹性环氧树脂基修复产品和/或慢或者快的弹性环氧树脂产品的组合或者其改性体，之后用液态固化胶粘剂和/或弹性膜对基材进行固定(fixation)预处理。之后基材已经平滑并除去了陈漆，例如在填充它之前，将拐角垂直方向和水平方向之间的接缝研磨4mm深以及6mm宽。在木质框架与玻璃窗的连接处，可使用具有欠固化或过固化环氧树脂胶粘剂的着色环氧树脂膜来保护和密封诸如木材、水泥等材料。

实施例2

制备了低于化学计量比约20％的基于聚醚多胺如Aradur 76或Aradur3258、约0.05-1.0mm厚的、柔性的反应性(reactive)环氧树脂膜。部分地用诸如聚硫化物或聚硫醇等其他固化剂取代，包括用他们相互的组合取代，在永久柔性方面具有相同的原理。通过多层连接的膜制备了单面(single-sided)的膜，例如较低弹性的膜和较高弹性的膜连接。多层膜的厚度也能变化，且能够与具有诸如聚苯乙烯或聚氨酯等绝缘材料的其他膜组合，该绝缘材料具有密闭的或开口的空气室，这提供优良的绝缘性能。与橡胶或硅树脂组合(或者没有橡胶或硅树脂，只是过固化的环氧树脂)，环氧树脂的弹性降低至肖氏硬度D至少为30。取决于是否需要在上面涂漆。该环氧树脂膜的优点在于，着色后，它能以每种RAL颜色应用。此外的优点在于，实际中添加使用硅树脂或聚硫化物不再是目的，因为该膜的较高的弹性不再需要重新涂漆，并且将会是一种制备的解决办法和新的可能性。多孔膜是对层太厚和膜受到包含空气的威胁的这些问题的一个解决办法。

实施例3

反应性环氧树脂单膜(single foil)顶层或反应性双面(double-sided)环氧树脂膜的制备、实施及其组合：

1.Timby Flex胶粘剂1(100克环氧树脂，聚醚多胺Polypox 700和129克Poly Service固化剂如Aradur 76(Huntsman)以化学计量比混合，且与以总质量计算约25％的(硅树脂和/或橡胶，如丁腈橡胶和/或氯化橡胶和/或聚硫化物等)混合。颜料浓度存在为RAL颜色的范围，这在实践中是非常常见的。这些产品的粘度和触变性是可调节的，因此通过压力下的注塑机(injectionmoulding machine)，调节至厚度为0.020-1.50mm的弹性环氧树脂膜。

2.Timby Flex胶粘剂1以比化学计量比低10-50％的混合比混合(作为欠固化体系，低10-50％，Timby Flex胶粘剂2以比化学计量比高10-100％的混合比混合，作为过固化体系)，含有来自Dow Chemical的Aradur 76/3275和DER358，不含有颜料，但含有10-125％的硅树脂和/或10-125％的硫化合物，优选组合有聚硫化物和/或聚硫醇。该质量体固化后并且应用于挤出机(extruder)/注塑机中。然后在特氟隆(teflon)或聚丙烯的辊轧机上对其拉伸直到厚度为0.020-1.50mm。该过程形成了橡胶密封剂，由于它特殊的弹性特性，它可与欠固化或过固化的弹性环氧树脂膜结合使用。

实施例4

另一制备是在水媒介中乳化环氧树脂和固化剂，将其溶解在媒介或载体中，之后通过汽化，增加温度和/或蒸发水，使在一步或更多步骤中制成膜的层厚。

实施例5

弹性膜是一种单面的反应性膜，具有作为面层(top coat)的膜抛光面(foilfinish)。通过第一层膜，第二层双面的反应性膜可以通过压力下的辊轧机与第一层膜结合或连接在一起发生反应，从而形成基于两层或更多层膜的单面(single-sided)的膜。该膜仍然具有过固化或欠固化的反应性粘合性能。这提供的优势在于，使用环氧树脂膜不再需要额外的胶粘剂。

实施例6

欠固化或过固化的环氧树脂胶粘剂可直接应用在木材上，之后无需等待就可以使用着色的弹性的和/或反应性、过固化和/或欠固化的环氧树脂膜。在这种情况下，没有必要再涂漆木材的表面。在涂漆的情况下，膜可全部或部分地使用多孔的环氧树脂膜。几种弹性环氧树脂膜一起确定了保护和/或密封由木材、钢材、塑料等制成的窗框的环氧树脂膜的层厚的最终性能。

Claims

1.一种包含一种或更多种可固化的聚合物组分的新产品和/或方法，所述产品和/或方法用于保护和/或密封应用于窗户、建筑物、房屋、车辆等的木材、金属、玻璃、石材、塑料、水泥等，其特征在于，使用当量和/或非当量的固化剂来应用一种环氧树脂膜。

2.根据权利要求1所述的方法或产品，其特征在于，使用一种弹性的环氧树脂膜，所述环氧树脂膜中固化剂在混合物中使用的比例在欠固化到过固化之间变化。

3.根据权利要求1-2所述的方法或产品，其特征在于，通过使用欠固化和/或过固化量的固化剂的组合来使用一种反应性的弹性的环氧树脂膜。

4.根据权利要求1-3所述的方法或产品，其特征在于，反应性的和/或弹性的环氧树脂膜基于，例如

A环氧树脂，所述环氧树脂来自改性的液态环氧树脂A/F，分子量＜700，例如Poly Service 700或237(包括多磺酸盐)、W804、DER 358等；

B一种或更多种固化剂，例如Aradur 75(聚醚型聚氨酯、-胺/多胺)和/或Aradur 76(聚醚多胺)或Aradur 3275，和/或诸如Akzo Nobel等的聚硫化物；和/或

C固化剂，所述固化剂诸如Aradur 90或Flep 60、聚硫醇或诸如乙二胺、聚乙烯多胺、聚丙烯二胺、聚丁烯二胺、聚丁烯多胺等线性脂族多胺；和/或

所述环氧树脂膜包含环硅氧烷和/或聚硅氧烷和/或聚氨酯聚合物和/或氯化橡胶和/或NBR/丁腈橡胶等。

5.根据权利要求1-4所述的方法或产品，其特征在于，层的厚度可通过不同的环氧树脂膜层来调节，所述环氧树脂膜使用含有或不含有一种或两种丙烯酸胶粘剂组分的一层或更多层不同的反应性单层和/或一层或更多层不同的反应性层和/或聚酯膜和/或PVC膜和/或非弹性环氧树脂膜等的组合。

6.根据权利要求1-5所述的方法，其特征在于，所述环氧树脂膜被用作密封剂，并且与欠固化或过固化的环氧树脂胶粘剂反应而无需打磨。

7.根据权利要求1-6所述的方法，其特征在于，所述环氧树脂膜直接或间接地与诸如PVC、聚酯、聚氨酯、金属、惰性塑料、环氧树脂膜等不同类型的膜结合，这些不同类型的膜是多孔的并且被欠固化或过固化的液态环氧树脂和/或基于聚氨酯的胶粘剂所包围，在后续应用之间不需要等待。

8.根据权利要求1-7所述的方法，其特征在于，所述环氧树脂膜通过使用含有欠固化或过固化量的固化剂的类似产品可修复。

9.根据权利要求1-8所述的方法，其特征在于，用于制备环氧树脂膜所应用的适用期是基于聚醚型聚氨酯、聚醚-多胺、聚硫醇、聚硫化物和乙二胺的组合。

10.根据权利要求1-9所述的产品或方法，其特征在于，应用一种或更多种前述权利要求的组合。