專利名稱：用于建筑材料領(lǐng)域的開孔型模制構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于建筑材料領(lǐng)域的開孔型的模制構(gòu)件，它是基于以熱固性的聚氨基甲酸乙酯作為粒料的粘結(jié)劑，并涉及其經(jīng)過澆注的制造方法，以及其作為建筑材料的應(yīng)用。
刊登于1993年第二期“ADAC汽車世界”雜志的第6、7和8頁上的文章敘述了一種能使雨水透過的鋪路石。特別報(bào)道了由細(xì)小礫石構(gòu)成的一種“濾石”，其中，可滲透性的海綿狀物質(zhì)能夠使落下的雨水完全滲漏過去。這種材料不僅適用于汽車停車場，而且也連用于人行道和自行車道。
上述這種可透水性的石子或者通稱的用作建筑材料的模制構(gòu)件應(yīng)該容易制造與敷設(shè)安裝，以及不僅在機(jī)械性質(zhì)方面，而且在環(huán)境狀態(tài)方面都表明有較高的質(zhì)量。
本發(fā)明的解決方法已經(jīng)在權(quán)利要求中敘述，主要是選用一種適合的異氰酸酯鑄模(反應(yīng))樹脂作為粒料的粘結(jié)劑。其中粉塵組分得到充分濕潤，以致最終經(jīng)過異氰酸酯鑄模樹脂的硬化而成為熱固性聚氨酯時(shí)，能獲得開孔型的模制構(gòu)件，其孔隙容積是30-50％(容積)，具有較高的透水性。而且當(dāng)水與其相接觸7天后也不會(huì)、或基本不會(huì)發(fā)生明顯的變化。
通過異氰酸酯鑄模樹脂的硬化也生成熱固性聚氨酯。它至少是由多羥基化合物、聚異氰酸酯、催化劑和觸變劑所組成的。此外，還可以添加其它的添加劑。例如，填料、吸附劑、表面活性劑、顏料、防火劑、穩(wěn)定劑等等。
在聚氨酯制備方法中人們所熟悉的基本上所有多羥基化合物，同樣地也是適用于本發(fā)明中。特別加予考慮的是眾所周知的其分子量為60-10,000的多羥基-聚醚，尤其是其分子量為70-6000的、每分子含有2-10個(gè)羥基的上述物質(zhì)。這樣的多羥基聚醚化合物是可以按已知的方法，由適當(dāng)?shù)钠鹗挤肿拥耐檠趸苽?。例如，由水、丙二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷、山梨糖、蔗糖等等。適用的烷氧化制劑可以是氧化丙烯和環(huán)氧乙烷。
此外，其它的多羥基-聚醚也可以是聚四氫呋喃。
還可以考慮其分子量為400-10,000的其中含有2-6個(gè)羥基的通常的聚酯-多羥基化合物。尤其是在一些特殊情況下，如對(duì)光和熱作用需要有突出穩(wěn)定性的時(shí)候，適用的聚酯-多羥基化合物是一些由前面已經(jīng)提到的作為起始分子的過量的多元醇類與多元酸類進(jìn)行反應(yīng)的產(chǎn)物。這些酸類包括丁二酸、己二酸、鄰苯二酸、對(duì)苯二酸或其混合酸，也可以使用由飽和或不飽和脂肪酸與多羥基化合物所組成的酯和偏酯，以及它們的乙氧基化或丙氧基化的衍生物。其中優(yōu)選的是由己二醇和己二酸所組成的聚酯二醇。此外，也可以使用具有羥基的預(yù)聚物，即由聚異氰酸酯和大量過剩的多元醇所組成的低聚物，以及以聚羰酸酯、聚內(nèi)酯和羥基終端的聚丁二烯為基的多羥基化合物。
作為聚異氰酸酯適宜的是所有多價(jià)的芳香族的和脂肪族的異氰酸酯。優(yōu)選的是含有平均2-最多4個(gè)NCO基的化合物。例如，較適用的異氰酸酯包括1，5-亞萘基二異氰酸酯，4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MD1)，氫化MD1(H12MD1)，亞二甲苯基二異氰酸酯(XD1)，四甲基亞二甲苯基二異氰酸酯(TMXD1)，4，4′-二苯基二甲基甲烷二異氰酸酯，二和四烷基二苯基甲烷二異氰酸酯，4，4′-二芐基二異氰酸酯，1，3-亞苯基二異氰酸酯，1，4-亞苯基二異氰酸酯，苯亞甲基二異氰酸酯(TD1)的異構(gòu)體及其混合物，1-甲基-2，4-二異氰氧基-環(huán)己烷，1，6-二異氰酰基-2，2，4-三甲基己烷，1，6-二異氰?；?2，4，4-三甲基己烷，1-異氰?；谆?3-異氰?；?1，5，5-三甲基-環(huán)己烷(1PD1)，氯化的和溴化的二異氰酸酯，含磷的二異氰酸酯，4，4′-二異氰?；交彝椋募籽趸⊥?1，4-二異氰酸酯，丁烷-1，4-二異氰酸酯，己烷-1，6-二異氰酸酯(HD1)，二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯，環(huán)己烷-1，4-二異氰酸酯，乙烯二異氰酸酯，苯二甲酸-雙-異氰?；一?。其它重要的二異氰酸酯還可以包括三甲基六亞甲基二異氰酸酯，1，4-二異氰?；⊥?，1，12-二異氰酰基十二烷和二聚脂肪酸-二異氰酸酯。有興趣的還有三聚合的異氰酸酯和異氰酸酯縮二脲，以及部分掩蔽的的聚異氰酸酯，它可能形成自交聯(lián)的聚氨(基甲酸乙)酯，例如二聚的苯亞甲基二異氰酸酯的二聚物。最后也可以使用預(yù)聚物即含有多個(gè)異氰酸酯基團(tuán)的低聚物。眾所周知，它們是在有大量過剩的單體的聚異氰酸酯條件下，在有例如二醇存在下而制得的。一般來說，優(yōu)選使用芳香族的異氰酸酯。
一般優(yōu)選使用多羥基化合物和聚異氰酸酯作為雙組分鑄模樹脂。其中首先，在其使用前立即將低分子的聚異氰酸酯和同樣按比例的低分子的多羥基化合物進(jìn)行混合?；诙嗔u基化合物，使用的聚異氰酸酯應(yīng)該過量高達(dá)50％的異氰酸酯，最好是10-30％的過剩量。
作為催化劑，可以使用高活性的叔胺或脒類和有機(jī)金屬化合物，以及其混合物。作為胺類不僅是非環(huán)的，尤其是環(huán)狀的化合物，具體地可以是四甲基丁烷二胺，1，4-重氮-二環(huán)辛烷(DABCO)，1，8-重氮-二環(huán)(5，4，0)-十一碳烯。
作為有機(jī)金屬化合物不僅為鐵的化合物，尤其是錫的化合物。具體的鐵的化合物是鐵的1，3-二羰基化合物，例如鐵(III)己酰丙酮化物。
作為催化劑優(yōu)先使用錫的有機(jī)化合物。這種化合物不僅含有錫，而且含有有機(jī)基團(tuán)，尤其是含有一個(gè)或多個(gè)Sn-C-鍵的化合物。從廣義而言，該有機(jī)化合物也可以是一種鹽，例如錫(II)辛酸酯和錫(II)硬脂酸酯。從狹義而言，該有機(jī)化合物首先屬于通式為Rn＋1-SnX3－n的四價(jià)錫的化合物，其中n是0-2的數(shù)值，R是烷基、芳基、烷芳基、和/或芳烷基，除C-和H原子外，還可以含有O-原子，尤其是以酮基或酯基形式存在，X可以是氧、硫或氮化合物。R或X基也可以互相結(jié)合，在這種情況下再與錫組成環(huán)。這種化合物已描述于專利文獻(xiàn)EP491268，EP490277，EP423643。適宜的R最好是至少含有四個(gè)碳原子，特別是至少有8個(gè)碳原子。通常其上限是12個(gè)碳原子。優(yōu)選的n是0或1，以及是1和0的混合物。X最好是氧的化合物，如有機(jī)錫的氧化物、氫氧化物、醇化物、β-二羰基化合物，羧酸酯或有機(jī)酸的鹽，X也可以是硫的化合物，即有機(jī)錫的硫化物，硫羥酸酯或硫代酸酯。在Sn-S化合物中，最好的是巰基乙酸酯，例如具有下列基團(tuán)的化合物-S-CH2-CH2-CO-O-(CH2)10CH3或者-S-CH2-CH2-CO-O-CH2-CH(C2H5)-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3這類化合物符合以下的選擇條件，即其中的有機(jī)錫化合物的分子量應(yīng)該是在250以上，尤其在600以上為最好。
優(yōu)選的化合物種類是二烷基-錫(IV)-羧酸酯(X＝C-CO-R′)。羧酸具有2個(gè)，優(yōu)先的至少10個(gè)，尤其最好的是14-32個(gè)碳原子。也可以使用二元羧酸，作為酸可以列舉己二酸、馬來酸、富馬酸、丙二酸、琥珀酸、庚二酸、對(duì)苯二甲酸、苯基乙酸、苯甲酸、乙酸、丙酸、以及2-乙基己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸和硬脂酸。具體的化合物可以是二丁基-和二辛基的錫-二乙酸酯、-馬來酸酯、-雙-(2-乙基己酸酯)-月桂酸酯、三丁基錫乙酸酯、雙(β-甲氧基羰基-乙基)錫二月桂酸酯、以及雙(β-乙酰基-乙基)錫二月桂酸酯。
也可以優(yōu)先使用錫的氧化物、硫化物及硫羥酸酯。其具體的化合物是雙(三丁基錫)氧化物，雙(三辛基錫)氧化物，二丁基-和二辛基錫-雙(2-乙基-己基硫羥酸鹽)，二丁基-和二辛基-錫雙十二碳?；蛄u酸鹽，雙(β-甲氧基羰基乙基)錫雙十二碳酰基硫羥酸鹽，雙(β-乙?；?乙基)錫-雙(2-乙基己基硫羥基酸鹽)，二丁基-和二辛基-錫雙十二碳?；蛄u酸鹽；丁基-和辛基-錫-三(巰基乙酸-2-乙基己酸酯)，二丁基-和二辛基-錫-雙(巰基乙酸-2-乙基己酸酯)，三丁基-和三辛基-錫(巰基乙酸-2-乙基己酸酯)，以及丁基-和辛基-錫三(硫代乙二醇-2-乙基己酸酯)，二丁基-和二辛基-錫雙(硫代乙二醇-2-乙基己酸酯)，三丁基-和三辛基-錫(硫代乙二醇-2-乙基己酸酯)，其通式是Rn＋1Sn(SCH2CH2OCOC8H17)3－n式中，R是4-8個(gè)碳原子的烷基，雙(β-甲氧基羰基-乙基)錫-雙(硫代乙二醇-2-乙基己酸酯)；-錫-雙(硫代羥基乙酸-2-乙基己酸酯)及雙(β-乙?；?乙基)錫-雙(硫代乙二醇-2-乙基己酸酯)和-錫-雙(硫代羥基乙酸-2-乙基己酸酯)。
此外，錫的化合物還可以包括如下的化合物三丁基錫的氫氧化物、二丁基錫二乙醇鹽、二丁基錫二丁酸酯、二己基錫二己酸酯、二丁基錫二乙酰基丙酮酯、二丁基錫二乙基-乙?；宜狨?、雙(丁基二氯錫)氧化物、雙(二丁基氯錫)硫化物、二丁基-和二辛基-錫二氯化物、二丁基-和二辛基-錫硫代乙酸酯。
所述催化劑最好是添加到多羥基化合物中。催化劑的用量取決于催化劑的活性以及反應(yīng)條件，一般是占多羥基化合物的0.01-0.5％(重量計(jì))。
所用的懸浮助劑首先要有利于使粉塵和填料穩(wěn)定在異氰酸酯/多羥基化合物的鑄模樹脂中，其中首先其潤濕作用很重要。此外，還要阻止固體顆粒的沉積。它還與異氰酸酯/多羥基化合的鑄模樹脂的觸變性效應(yīng)有以下的關(guān)系在與顆粒物料相混合時(shí)及澆注成形時(shí)它應(yīng)該是稀液體的。可是一旦外力減弱時(shí)，它就可能變得粘滯，這樣在成形時(shí)就不會(huì)向下流動(dòng)。
具體的懸浮助劑可以是下述物料-膨潤土，即摻雜粘土，它是由火山灰?guī)r的風(fēng)化形成的，尤其是“Betone”的有機(jī)皂土。
-高分散性的二氧化硅，如含有99.8％(重量計(jì))以上的SiO2的硅石。它是根據(jù)四氯化硅在氫氧火焰中的水解作用而制成的，特別是“Aerosil”的硅石。
-由二氧化硅和聚乙烯纖維組成的混合物，特別是無定形二氧化硅和纖維化的聚乙烯纖維(Sylothix-53)。
-氫化的蓖麻油，可以單獨(dú)使用，也可以與乙烯-雙硬脂酰胺或雙(硬脂?；?棕櫚?；?乙二胺(Hoechst-Wachs-C)一起作用。
懸浮助劑的用量一般是多羥基化合物用量的10％(重量)，以0.5-5％為最好。當(dāng)石礫/沙混合物料的粉塵組分增加時(shí)，也應(yīng)增加懸浮助劑的用量。這樣懸浮助劑不僅能改善對(duì)粉塵的潤濕作用，而且還能改善粉塵在由異氰酸酯/多羥基化合物鑄模樹脂和顆粒物料所組成的尚未硬化及已硬化的混合物中的粘結(jié)作用。因而使空氣中的粉塵含量以及模制構(gòu)件在水中的放置穩(wěn)定性都會(huì)得到改善。上述懸浮助劑同樣地以摻混在多羥基化合物中為宜。
此外，上述的異氰酸酯/多羥基化合物鑄模樹脂中也可以含有其它的添加劑。首先可以考慮添加填料。填料不僅能使容積增大，而且還能改進(jìn)技術(shù)特性，尤其是流動(dòng)比。適用的填料可以是碳酸鹽，特別是方解石、石灰石、白堊和涂層的碳酸鈣，以及碳酸鎂-碳酸鈣復(fù)鹽，如白云石；還可以是硫酸鹽如硫酸鋇與硫酸鈣；氧化物與氫氧化物如氧化鋁、水合氧化鋁；硅酸鹽，如高嶺土、長石、硅灰石、云母、粘土和滑石，以及二氧化硅(石英粉)；硅藻土，石墨或玻璃纖維。上述填料同樣地也可加到多羥基化合物中為宜，而且其使用量至多是樹脂用量的70％(重量計(jì))，并以10-60％(重量計(jì))為宜。
一種水結(jié)合劑特別是一種堿金屬鋁硅酸鹽(沸石-L糊)也可加入到多羥基化合物中。其用量最多是多羥基化合物用量的10％(重量)，以1-5％(重量計(jì))為宜。
如果所用的懸浮助劑沒有顯示出令人滿意的特性時(shí)，多羥基化合物也可以含有特種添加劑，例如分散劑、增稠劑或觸變劑。
還可以考慮使用其它的添加劑，如顏料、防火劑、穩(wěn)定劑、偶合劑(粘合促進(jìn)劑)等。一般情況下，穩(wěn)定劑的濃度含量是聚氨基甲酸乙酯量的0.1％(重量)以上。
上述添加劑可以根據(jù)已知的方法和方式摻雜到多羥基化合物中。人們可以根據(jù)該方法和方式得到上述的樹脂。同樣地也可以把添加劑摻雜到聚異氰酸酯中。但這并不是通常作法，也就是說，硬化劑優(yōu)選是由聚異氰酸酯組成的。
使用異氰酸酯/多羥基化合物鑄模樹脂作為有機(jī)粘結(jié)劑以代替其它通用的無機(jī)粘結(jié)劑，例如代替水泥。集料以及添加物料的用途是相似的，它們?cè)诮ㄖ牧项I(lǐng)域中是通用的。
作為添加料使用顆粒物料，特別是礦物料。它涉及到軋碎或未軋碎的巖石。其中除了顆粒特性之外，其化學(xué)組成具有次要的意義。它可以是以下的物料，如二氧化硅、硅酸鹽、炭、石灰石或爐渣，優(yōu)選的是以沙和砂礫形式的二氧化硅。其中又以石英砂為最適用。此外，可回收的有機(jī)物料，例如切碎的麥桿、干草或蘆葦以及木屑也是合適的。
集料由85％(重量計(jì))以上的石英組成的，其粒度最高達(dá)6.3mm，并以4毫米為宜。石英砂中含有至多達(dá)2％(重量)，并以1％(重量計(jì))為宜的含石英的細(xì)粉塵，該細(xì)粉塵直徑小于0.2毫米，特別是具有0.06-0.1毫米的直徑。粉塵組分取決于石英砂的洗滌和干燥工序。在水流量是0-3M3/分·M2的具體條件下，考慮到細(xì)粒塵組分，將獲得不同分級(jí)的石英砂。
當(dāng)使砂礫/沙混合物時(shí)，其最大粒徑是6.3毫米，最好是4毫米。根據(jù)本發(fā)明的方法，還可以使用其粒徑是1毫米以下的顆粒物料，其量高達(dá)混合物料的10％(重量)。這些粒料中的一半可以具有小于0.2毫米的粒徑。當(dāng)然我們還可以使用其粉塵組分達(dá)5％(重量計(jì))的砂礫/沙混合物?？梢杂靡阎牧６确治龇椒y(cè)定上述的粒度分布。
當(dāng)混合物中的細(xì)粉塵和中粒度細(xì)砂的含量增加時(shí)務(wù)必會(huì)相應(yīng)地降低透水率。通過改變上述組分含量可以調(diào)節(jié)透水率。當(dāng)用兩個(gè)級(jí)分的沙所組成的模制構(gòu)件中，其沙粒以1∶1的比例，分別具有0.20-1.0毫米和1.0-2.0毫米的粒度時(shí)，實(shí)際上就不滲透水。粉塵組分在異氰酸酯/多羥基化合物的鑄模樹脂中已起了填料的作用。
對(duì)于適用的粒度分布而言，只是需要將原來的砂礫/沙混合物進(jìn)行洗滌。例如，經(jīng)過沖洗將其中的所有的有機(jī)的和溶脹的組分除掉。在一定條件下，并不需要對(duì)粉塵組分進(jìn)行粗篩。然后將洗滌過的砂礫/沙混合物用熱空氣進(jìn)行干燥，接著在通常的環(huán)境條件下貯存在貯倉中，最好在貯存以前將砂礫/沙混合物，用部分多羥基化合物進(jìn)行混合。特別是當(dāng)該混合物中的粉塵含量較高時(shí)。上述多羥基化合物也可以含有其它的組分，如填料、懸浮助劑和催化劑。這種預(yù)處理導(dǎo)致對(duì)砂礫/沙/粉塵混合物的充分潤濕。由此形成了對(duì)單一顆粒的充分包封。其結(jié)果是不僅在制備模制構(gòu)件時(shí)，使空氣中的粉塵含量降低，而且還使模制構(gòu)件在貯存時(shí)對(duì)水的穩(wěn)定性有所提高。
石英砂對(duì)聚氨基甲酸乙酯粘結(jié)劑的重量比例是小于20∶1，更好的是16∶1或更小。其粒徑為1.6-4.0毫米。當(dāng)作為其流水量為0M3/分·M2的過濾器時(shí)，石英砂與粘結(jié)劑的重量比例必須是相同的。當(dāng)石英砂的粒度高達(dá)4毫米時(shí)，但基于總砂量的20％(重量)的粒徑小于1.6毫米時(shí)，為了使過濾器性能不變，應(yīng)使粘結(jié)劑組分的含量降低到大約總砂量的10％(重量)。
在類似于使用混凝土的產(chǎn)品中，為了達(dá)到某些附加效果，還可以考慮使用一些物料作為添加物，例如用于染色的顏料，用于加固的玻璃纖維和用于防滑的有棱角的物料。
可以由異氰酸酯/多羥基化合物鑄模樹脂和顆粒物料，以及必要時(shí)加上其它的添加物基本上通過澆注而制備開孔型模制構(gòu)件。
為此，首先應(yīng)該使異氰酸酯/多羥基化合物鑄模樹脂中的兩種組分進(jìn)行配料和混合。作為第一種組分是多羥基化合物、催化劑、懸浮助劑以及其它任選的添加劑，第二種組分是聚異氰酸酯。
通常在室溫條件下，對(duì)該異氰酸酯/多羥基化合物鑄模樹脂和顆粒物料，以及其它的任選的添加物料進(jìn)行配料和混合，直至該固體物料組分被樹脂潤濕為止。這種模型組合物在未加壓的條件下并在振動(dòng)下，澆注到具有所需的尺寸的模型中。在呈長形的模型的情況下，使用15N/cm2的壓力。此外，為了達(dá)到加固的目的，還可以加進(jìn)由玻璃或金屬制成的纖維，編織物或席墊。也可以施加一種由裝飾材料，如白色卵石，組成的外表面層。此外，還可以砌入由活性碳顆粒組成的表層，以使該模制構(gòu)件上具有封閉層。通常模制件不進(jìn)行預(yù)熱。并用商業(yè)上通用的分離劑涂層。
把模型及其內(nèi)含物料例如用循環(huán)空氣爐加熱到80-150℃，以使其固化。加熱時(shí)間不超過2個(gè)小時(shí)，以1個(gè)小時(shí)以內(nèi)為宜，加熱時(shí)間最好控制在10分鐘以內(nèi)。為此，可以在把模制材料注入模型時(shí)就開始進(jìn)行加熱，并在脫模時(shí)就停止加熱。
在脫模前模制件最好不冷卻到25℃，也不冷卻到50℃，或不需要冷卻。也就是說，實(shí)際上就是在反應(yīng)溫度下進(jìn)行脫模。當(dāng)沒有剩余的揮發(fā)性異氰酸酯殘留，而且該模制構(gòu)件已經(jīng)固化到處理不困難時(shí)，就進(jìn)行脫模。處理不僅包括脫模，而且包括模制構(gòu)件的運(yùn)輸、貯存以及有關(guān)的精加工。模制構(gòu)件的強(qiáng)度在1天期間就會(huì)顯著地增強(qiáng)。上述后硬化時(shí)間取決于貯存溫度、濕度(空氣濕度、液態(tài)水)和模制構(gòu)件本身的大小尺寸。
就模型而言，還涉及到永久鑄模，并不需要每次使用后就清潔該鑄模，一般是當(dāng)使用10或20次以后才清潔一次。
就制備模制構(gòu)件的裝置而言，最好采用連續(xù)半自動(dòng)加料裝置。
用上述方法制備的模制構(gòu)件具有優(yōu)良的性質(zhì)，首先它是基于聚氨基甲酸乙酯粘結(jié)劑及其在顆粒物料中的分布狀況的特性。
上述聚氨酯粘結(jié)劑實(shí)際上對(duì)水呈惰性的。因此，即使接觸達(dá)7天之久后水的質(zhì)量也不會(huì)受到影響。它不僅不會(huì)影響水的顏色、氣味、澄清度和表面張力，而且包括水的胺含量。因此，這種模制構(gòu)件適用于制備飲用水的設(shè)備裝置。
聚氨酯粘結(jié)劑在顆粒物料中的分布應(yīng)使之形成多孔體系。其孔體積是30-50％(容積計(jì))。也就是以基于模制構(gòu)件容積的孔隙容積而計(jì)算的。這種模制構(gòu)件比用水泥作為粘結(jié)劑而制成的相當(dāng)大小的致密性的模制構(gòu)件的重量可以輕一半。而且由于多孔致使熱傳導(dǎo)性降低。
這種孔隙是敞開的，也就是說該模制構(gòu)件是可滲透性的。它可以透過氣體或液體。例如，液態(tài)或氣態(tài)的水、空氣或者極性液體。它的透水率較高，以致于在不加壓或壓力較小的條件下，能使雨水毫無阻塞地滲漏下去。
通過適當(dāng)?shù)剡x用顆粒大小和粒度分配就能獲得所需的不同的透水率。它不僅涉及模制構(gòu)件總的孔隙容積，而且也涉及模制構(gòu)件橫截面上的孔徑分布率。當(dāng)形成不對(duì)稱的孔隙分布時(shí)，例如在中等顆粒的物料(1-3毫米的粒徑)層加一個(gè)粗顆粒物料(粒徑是3-10毫米)的第二層，小顆粒物料(0.3-1.0毫米的粒徑)層要非常薄，以使其滲透率實(shí)際上不會(huì)降到0。
可以通過聚氨酯粘結(jié)劑在顆粒物料中的均勻分布而得到優(yōu)良的機(jī)械性質(zhì)。有機(jī)粘結(jié)劑對(duì)于模制構(gòu)件的強(qiáng)度帶來令人驚奇的有利作用。它不僅有利于抗壓強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，而且有利于抗彎強(qiáng)度。其沖擊韌性特別高。如果該強(qiáng)度不能滿足某些特殊使用領(lǐng)域的要求時(shí)，則可以通過增強(qiáng)劑而進(jìn)一步提高其強(qiáng)度。可以通過選用合適的原材料和添加穩(wěn)定劑使高值強(qiáng)度基本上保持多年不變。例如，當(dāng)用聚醚-多羥基化合物代替聚酯-多羥基化合物時(shí)，就會(huì)從實(shí)質(zhì)上改進(jìn)水解穩(wěn)定性。
根據(jù)開孔型模制構(gòu)件的極有價(jià)值的特性，它們可適用于在不加壓條件下去除滲透物，例如使水滲透出去。在建筑材料領(lǐng)域中的實(shí)際具體應(yīng)用，特別是在以下方面-在園藝與園林建筑中，人行鋪石路、樹圍欄、邊緣鋪石、臺(tái)階的覆層，展覽和運(yùn)動(dòng)場所，如網(wǎng)球場，或者洗滌干燥場所的覆層(其中不僅考慮上層，也考慮下層的敷設(shè)，最上層可以是地毯、草皮或渣層)。
-在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，用于廄棚的地面覆層和液體肥料排水槽的結(jié)構(gòu)板等。
-在建筑領(lǐng)域中，用于排水設(shè)施的管道和平板，用于地下室防壓力水的防護(hù)建筑材料，有效供氧的砌筑體單元，水澄清池和礦山結(jié)構(gòu)用平板以代替火山原巖，以及用于代替輕混凝土塊磚的實(shí)塊磚石，汽車停車場的、屋前小場地和汽車庫地面用的鋪路磚石等。
根據(jù)上述的具體應(yīng)用范圍，不僅要考慮模制構(gòu)件的組成及其孔隙，而且也要考慮其幾何尺寸。具有簡單幾何尺寸的模制構(gòu)件包括平板磚石、砌筑體磚石和面磚。也可生產(chǎn)具有更復(fù)雜結(jié)構(gòu)但并不難于制備的模制構(gòu)件，例如L-磚石，中空格子磚，管道，花槽，用于懸掛式栽種用的特制磚石，以及桌凳等。
據(jù)本發(fā)明的平板磚石和砌筑體用磚石可以是有類似已知的礦物結(jié)合的建筑用磚石和建筑用板的結(jié)構(gòu)尺寸。例如，塊石、平面磚石、以及由多孔混凝土制成的建筑用板和建筑施工用板等。上述建筑用板的慣用尺寸一般是740×240×75毫米(長×高×厚)。同樣已知的結(jié)構(gòu)用構(gòu)件根據(jù)本發(fā)明也可以相應(yīng)地完成其側(cè)面或端面例如可以生產(chǎn)具有凹槽和/或溝槽和舌形終飾結(jié)構(gòu)的平面。它們也可以例如用鋼墊加固。本發(fā)明的模制構(gòu)件也可以具有通常的無孔隙的建筑用石和建筑用板的尺寸。人行道平磚的尺寸例如是40×40×5厘米或60×40×5厘米。上述平磚的高度可以通過墊加橫檔隔板而增加兩倍或三倍。它還涉及中空格子磚。鋪路磚石通常的尺寸是60、80、100、120和140毫米高，最大長度是280毫米。
本發(fā)明提出的模制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)尺寸，也可以是由具有不同直徑的圓面的段節(jié)。它們是環(huán)繞植物體按環(huán)形放置，而當(dāng)植物生長后就可再將其移去。
實(shí)例通過下面實(shí)例說明本發(fā)明。
異氰酸酯/多羥基化合物的鑄模樹脂混合物是由多羥基化合物(樹脂)與聚異氰酸酯(硬化劑)兩種組合物制備。該樹脂可以由33％(重量)的聚丙二醇和10％(重量)聚醚三醇，10％(重量)沸石漿料，45％白堊，1.6％焦化硅石和少于1％的二丁基錫二月桂酸酯所組成的。
將3份重量的該樹脂和1份重量的聚異氰酸酯，即二苯基甲烷-4，4-二異氰酸酯，以2.7的官能度在室溫下用強(qiáng)力攪拌機(jī)進(jìn)行混合。這樣，就制得異氰酸酯/多羥基化合物鑄模樹脂。
將1份重量的上述制得的異氰酸酯/多羥基化合物鑄模樹脂和16份重量的砂礫/沙混合物在室溫和振動(dòng)條件下進(jìn)行混合，而制得填料。其中，上述砂礫/沙混合物中，有95％(重量)的顆粒的粒徑是1-4毫米，5％(重量)的顆粒的粒徑小于1毫米。
把上述制得的填料在室溫和振動(dòng)條件下，澆注到用特氟綸噴霧液涂敷的模型中。而且是按一定的壓力進(jìn)行的。
用循環(huán)空氣烘箱，在140℃下經(jīng)10分鐘使其硬化，冷卻到室溫下即可脫模。
權(quán)利要求
1.用于建筑材料領(lǐng)域的開孔型模制構(gòu)件，它是基于用熱固性聚氨基甲酸乙酯作為顆粒物料的粘結(jié)劑，其特征在于，該模制構(gòu)件的孔隙體積是30-50％(容積計(jì))，具有高的可調(diào)的透水性，而且水與其接觸7天后并不會(huì)變質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的模制構(gòu)件，它具有一已知結(jié)構(gòu)的建筑用板和建筑用磚石的通用尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的模制構(gòu)件的制備方法，a)將多羥基化合物和聚異氰酸酯混合，以形成異氰酸酯/多羥基化合物的鑄模樹脂，其中的異氰酸酯基過量50％，而且混合物中還含有錫催化劑、懸浮助劑和穩(wěn)定劑，b)將上述制得的異氰酸酯/多羥基化合物的鑄模樹脂與其粒徑至多為6.3毫米的顆粒物料以1∶20～1∶1的混合比例相混合，其中該異氰酸酯/多羥基化合物的鑄模樹脂含有最多達(dá)70％(重量)的填料，而且最高達(dá)10％(重量)的顆粒物料的粒徑小于1毫米，c)將上述填料在振動(dòng)條件下澆注到模型中，d)在80-150℃溫度下加熱2小時(shí)，e)脫模。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的制備方法，其特征在于，用一部分多羥基化合物對(duì)顆粒物料進(jìn)行預(yù)處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的方法，其特征在于，其中的加熱時(shí)間最長為10分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5中之一的方法，其特征在于，不用冷卻到25℃，優(yōu)先在50℃下最好不用冷卻而進(jìn)行脫模。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)的開孔型模制構(gòu)件作為建筑材料的應(yīng)用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的模制構(gòu)件的應(yīng)用，其特征在于，該建筑材料的模制構(gòu)件具有透水性。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的模制構(gòu)件的應(yīng)用，可以按建筑用磚石和建筑用板的形式用于鋪襯地面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種模制構(gòu)件，它包括作為細(xì)顆粒料用粘結(jié)劑的熱固性聚氨酯，其孔體積為30％～50％(體積)，并有高的可調(diào)節(jié)的透水性。水與之接觸7天后，基本上不變質(zhì)或變化很小。模制件具有與現(xiàn)有技術(shù)中由固體或多孔材料制成的結(jié)構(gòu)板材或鋪石板同樣的大小。它們特別適用于鋪路和其它室外場地的鋪設(shè)以使雨水直接進(jìn)入表面而滲漏。
文檔編號(hào)E01C5/00GK1125454SQ94192421
公開日1996年6月26日 申請(qǐng)日期1994年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月18日
發(fā)明者洛瑟·蒂勒, 漢斯-彼得·科爾施泰特, 克勞斯·馬滕, 沃納·法爾勒, 雷納·托斯特, 迪特爾·謝弗 申請(qǐng)人:漢克爾股份兩合公司, 勞希茨褐煤股份公司