CN1977112B - 包括化学锚固粘合剂和包装材料的组合体 - Google Patents

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Abstract

一种薄膜包装材料(16)，用于储存化学锚固粘合剂的条(11)和绳，包括外金属化聚合物层和热封合层。该金属化聚合物层通过提供氧气和光的阻隔层，保护化学锚固粘合剂过早反应。该热封合层也可用作潮气阻隔层。该化学锚固粘合剂分割为合适尺寸的条，用来插入到钻孔中，并且将锚固销钉固结到该钻孔中。

Description

包括化学锚固粘合剂和包装材料的组合体
技术领域
本发明涉及一种用于工业和商业应用，例如桥梁、机场、高速公路、高楼建筑、运动场和隧道中的包装的高粘性化学锚固粘合剂。包装材料提高了粘合剂的保存期限而没有对其性能造成不利影响。 
背景技术
美国专利6,291,555；6,402,434；6,403,678；6,416,256和6,420,458中公开了高粘性化学锚固粘合剂。该化学锚固粘合剂可在送到工作现场之前或在工作现场处，形成期望的形状和/或切成期望的长度。因为其高粘性，该化学锚固粘合剂可注射到倒置的、垂直的、水平的或以任意角度取向的钻孔中，并且不会从该钻孔中溢出或流出。 
因为其高粘性，该化学锚固粘合剂不需要储存在包装材料或容器中来有效使用。但是，上述每一个专利公开了可选择使用的由塑料、铝、金属箔或纸等制成的包装材料。该包装材料可改善富有美感的外观和该粘合剂在储存过程中的稳定性。当该粘合剂施加于钻孔时，该包装材料通常被撕碎并且由于驱动工具的作用与该粘合剂混合。取决于该包装材料的成分和厚度，该包装材料与粘合剂的混合可对该粘合剂的性能造成不利影响。 
发明内容
本发明涉及用于化学锚固粘合剂的管状包装材料和包括该包装材料及化学锚固粘合剂的组合体，该包装材料提供提高的保存期而没有对其粘合性能造成不利影响。该包装材料包括结构阻气层、阻液层和热封层，其中阻气层抑制挥发性有机组分释放。该阻液层可用作热封合层，消除了对单独的热封合层的需要。这些层可组合在一起，并且由得到的薄膜形成包装材料。该包装材料可应用于化学锚固粘合剂的绳或条。 
附图说明
图1示出使用根据本发明的管状薄膜包装的粘合剂条。 
图2示出使用根据本发明的管状薄膜包装的粘合剂绳。 
图3和图4示出与粘合剂条组合的管状薄膜的横截面。 
图5示出由本发明的薄膜状包装材料形成的且容纳几个粘合剂条的包装物30。 
具体实施方式
根据本发明，用于化学锚固粘合剂的包装材料包括结构阻气层、阻水层和热封合层，或者是结构阻气层和阻水层/热封合层组合。该结构阻气层可由聚酰胺与金属组合(本文指金属化聚酰胺)形成，聚酰胺例如尼龙6、尼龙11、尼龙12、尼龙6/6、尼龙6/10和尼龙6/12等。其它的金属化聚合物，例如金属化聚酯或金属化聚丙稀，可作为选择来使用。阻液层可以是聚烯烃，例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯与重量百分比最高达15％的C3-C20α-烯烃共聚单体的共聚物或丙烯与重量百分比最高达15％的C2或C4-C20α-烯烃共聚单体的共聚物。 
合适地，阻液层为线性低密度聚乙烯，其为乙烯与重量百分比最高达15％的C3-C20α-烯烃共聚单体的无规共聚物，其使用低压过程来形成。使用线性低密度聚乙烯作为阻液层的一个优点是，其也可用作热封合层。在该实施例中，该薄膜包装材料只需包括两层。 
当采用另外的热封合层时，该热封合层可由线性低密度聚乙烯、乙烯醋酸乙烯酯、乙烯丙烯酸甲酯、乙烯丙烯酸乙酯和乙烯丙烯酸共聚物等。在该实施例中，该薄膜包装材料至少包括三层。 
该包装材料薄膜可例如使用型坯或小的吹膜模具挤出成连续的管薄膜，并且将该管切割成管状薄膜段而形成。然后可将化学锚固粘合剂条引入每一个管段中，并且将管段在两端热封。可选地，该薄膜可使用模铸或吹模共挤出、挤出涂敷和热层压等形成平面膜，并切割成段。该薄膜段可通过在化学锚固粘合剂段周围缠绕每一个薄膜段，并且热封合薄膜段的两端而形成管状薄膜段。可选地，平面膜可形成并缠绕在长的化学锚固粘合剂或连续的化学锚固粘合剂绳周围，形成长的或连续的管状薄膜包装材料。然后可将得到的管状薄膜和化学锚固粘合剂组合体切成段。可选地，可形成多个化学锚固粘合剂条，并且将其放置在由包装材料薄膜形成的袋中。在该实施例中，该包 装材料薄膜不需要形成管。 
图1是组合体10的细长方向的剖视图，包括在管状包装薄膜16内的化学锚固粘合剂条11。该化学锚固粘合剂条11包括沿界面17结合的第一部分12和第二部分14，并且具有第一端13和第二端15。该管状包装薄膜16在粘合剂条11的两端13和15热封合，形成热封合结26，其将该条11的两端密封。 
图2是组合体20的细长方向的剖视图，包括在长管状薄膜16内的化学锚固粘合剂绳23。该绳23包括沿界面17结合的第一部分12和第二部分14。在使用过程中，组合体20可对应于钻孔和所要安装的锚固销钉的尺寸切割成单独的段，除了切割组合体20而不将所得到的段两端的薄膜16热封合外，该单独的段类似于图1中所示的组合体10。如果该单独的段在切割后很快使用，则没有进行热封合不会带来问题。 
图3和4示出组合体10的横截面视图，显示了管状薄膜16的圆柱横截面。在图3的实施例中，该管状薄膜16包括第一(外)层18和第二(内)层19。在图4的实施例中，管状薄膜16包括第一(外)层18、第二(中间)层19和第三(内)层21。 
图5示出组合体30，包括分为几个袋32的本发明的薄膜包装材料16，每一个袋32由阻隔区34分开。单独的粘合剂条11放置在每一个袋32中。在该实施例中，薄膜包装材料16没有形成管状。 
包装材料薄膜16的第一(外)层18具有阻隔氧气和光的阻隔层，适于由金属化聚合物形成，其是金属颗粒和热塑性聚合物的组合体。该聚合物可以是聚酰胺，例如尼龙6、尼龙11、尼龙12、尼龙6/6、尼龙6/10和尼龙6/12等，并且尼龙6是适合的聚合物。该聚酰胺也可以是共聚物，例如聚醚酰胺。该金属颗粒可以是铝、铜、锌、钴、镍、铁、硅和钛等及这些金属的氧化物的颗粒。铝是适合的金属颗粒。金属颗粒可具有约0.1-25微米的平均颗粒直径，合适地约0.5-15微米，特别是约1-10微米。该金属颗粒可与聚酰胺混合或使用传统的金属沉积/涂覆技术沉积在聚酰胺薄膜表面上。 
该第一薄膜层18可包括约50-99.9％重量百分比的聚合物和约0.1-50％重量百分比的金属颗粒，适合的约为75-99.5％重量百分比的聚合物和约 0.5-25％重量百分比的金属颗粒，特别是约95-99％重量百分比的聚合物和约1-5％重量百分比的金属颗粒。该第一薄膜层18可具有约2-30微米的厚度，适合的约5-25微米，特别是约10-20微米。 
该第二薄膜层19可由聚烯烃形成。合适的聚烯烃包括但不限于高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和其它的乙烯与重量百分比约为1-15％的C3-C20α-烯烃共聚单体的共聚物、聚丙烯、丙稀与重量百分比约为1-15％的乙烯或C4-C20α-烯烃共聚单体的共聚物及它们的组合。该聚烯烃可以使用齐格勒-纳塔催化剂、单中心(例如茂金属)催化剂或其它合适的催化剂制成。特别适合的聚烯烃是线性低密度聚乙烯，例如乙烯-丁烯、乙烯-己烯或乙烯-辛烯的无规共聚物。 
聚烃烯可具有适于形成薄膜的熔体指数(在190℃使用2160克测量)或熔体流动速率(在230℃使用2160g测量)。当聚烯烃为聚乙烯或乙烯-α-烯烃共聚物时，其熔体指数可以在约0.5-25克/10分钟，合适地在约1-10克/10分钟。当聚烯烃为聚丙烯或丙稀-乙烯共聚物时，其熔体流动速率可以是约1-25克/10分钟，合适地约2-15克/10分钟。第二薄膜层19可具有约3-30微米的厚度，合适地约10-25微米，特别是约14-20微米。 
当第二薄膜层19由线性低密度聚乙烯形成时，第二薄膜层19可同时用作湿气阻隔层和热封合层。适用于形成薄膜包装材料16的可购得的双层薄膜可从Glenroy，Inc获得。该双层薄膜包括金属化尼龙6(使用铝颗粒制成)的第一层，厚度为12.2微米。该第一层从Honewell获得，商品名称为CAPRANEMBLEM MT-200。该商业薄膜包括线性低密度聚乙烯第二层，厚度为16.5微米。 
当包括热封合层作为第三薄膜层21时，该层21可由任何可热封合的聚合物形成，包括但不限于线性低密度聚乙烯、乙烯醋酸乙烯酯、乙烯丙烯酸甲酯、乙烯乙酸乙酯、乙烯丙烯酸酯、各种热塑性弹性体及其组合。如果存在，第三(内)薄膜层可具有约2-25微米的厚度，适合地约为5-20微米。 
该薄膜包装材料16可具有如图3和4中所示的圆柱横截面。取决于被封装的粘合剂条11或绳23的尺寸，该管状薄膜16可具有约5-50mm的内径，适合地约10-25mm。 
该薄膜包装材料16的形状也可以是如图5中所示的具有多个袋32的分装包装。该袋32可以由阻隔区34分开，其可以是热封合阻隔区或单独的阻隔薄膜。按尺寸形成粘合剂条11，并将其放入袋32中。 
该薄膜包装材料16可用来包装任何美国专利6,291,155；6,402,434；6,403,768；6,416,256和6,420,458中描述的高粘性化学锚固粘合剂，其通过参考并入本文。通常，这些粘合剂具有沿界面结合的第一部分A和第二部分B。该第一部分A和第二部分B每一个具有约5百万到5千万厘泊的粘度。该部分A和B基本为固体或类似油灰，并且不会相互混合或反应，直到在钻孔中通过驱动工具的作用强制混合。部分A和B的混合导致固化反应，其促成锚固销钉和钻孔的一个或多个内壁牢固连接。该驱动工具包括快速旋转的驱动部件，其撕碎该包装材料(如果存在)并使该包装材料与化学锚固粘合剂的部分A和B混合。 
该薄膜包装材料16也可用来包装较低粘度的粘合剂条和/或绳，其粘性仍然足够高，使得粘合剂具有相对稳定的类似油灰的粘度。参考图1-4，该粘合剂条或绳可包括第一部分12，具有约200,000-4,000,000厘泊的粘度，适合地约500,000-1,000,000厘泊的粘度；和第二部分14，具有约200,000-4,000,000厘泊的粘度，适合地约为500,000-1,000,000厘泊。该粘度是在25℃使用Brookfield Engineering公司型号为DV-3的布氏粘度计测量。该第一部分12和第二部分14直接沿界面17结合，并且具有足够的粘度以使其不会相互自发混合。 
该第一部分12适合地包括至少树脂。在一个实施例中，该第一部分12包括至少环氧树脂和微粒填充物，按照获得期望粘度所需比例配比。在另一个实施例中，第一部分12包括重量百分比约为20-49％的环氧树脂，重量百分比约为50-80％的砂和重量百分比约为1-10％的白炭黑。适合地，第一部分12包括重量百分比约为28-40％的环氧树脂，重量百分比约为55-70％的砂和重量百分比约为2-6％的白炭黑。 
该第二部分14至少包括固化剂。在一个实施例中，该第二部分14至少包括固化化合物、固化加速剂和颗粒填充物，按照获得期望粘度所需比例配比。在另一个实施例中，该第二部分14包括重量百分比约为5-25％的胺化合 物，重量百分比约为0.1-15％的叔胺化合物，重量百分比约为60-90％的砂，和重量百分比约为1-10％的白炭黑。合适地，该第二部分14包括重量百分比约为10-20％的胺化合物，重量百分比约为2-10％的叔胺化合物，重量百分比约为70-80％的砂，和重量百分比约为1-5％的白炭黑。 
适合地，该环氧树脂为液态环氧衍生物。例如包括酚醛环氧树脂和双酚环氧树脂。一种合适的双酚环氧树脂可从Shell Chemical Co.获得，商品名称为EPON828。EPON828为从液体环氧树脂获得的双功能双酚A/表氯醇。其它适合的环氧树脂包括ARALDITE610，可从Ciba-Geigy获得，和DER331，可从Dow Chemical Co.获得。 
该第一部分中的颗粒填充物可包括第一颗粒填充物和第二颗粒填充物的混合物。重量百分比至少约70％的第一颗粒填充物，具有美国筛网尺寸16到45之间的尺寸(包含本数)。合适的第一颗粒填充物为AGSCO砂#1，一种Agsco公司出售的石英砂。重量百分比至少约70％的第二颗粒填充物，具有美国筛网尺寸60到100之间的尺寸(包含本数)。合适的第二颗粒填充物为砂70-100(Sand 70-100)，其为一种Agsco公司出售的石英砂。根据第一部分12中的颗粒填充物的混合重量，第一部分12中的砂可包括约3-7重量份第一砂/1重量份第二砂，适合地，约4-5重量份第一砂/1重量份第二砂。该粘合剂条11的第一部分12中的颗粒填充物也可包括约01.-0.8重量份的白炭黑/1重量份第二砂，适合地，约0.3-0.4重量份的白炭黑/1重量份第二砂。合适的白炭黑为从DeGussa公司获得的R-202。 
粘合剂条11的第二部分14中的颗粒填充物可包括前述的第二颗粒填充物，重量百分比至少约70％的颗粒填充物具有美国筛网尺寸为60-100的尺寸(包含本数)。基于粘合剂条11的第二部分14中的颗粒填充物的混合重量，第二部分中的颗粒填充物也可包括约1-10重量份的白炭黑/100重量份第二颗粒填充物，适合地，约2-3重量份的白炭黑/100重量份第二颗粒填充物。 
该固化剂可包括固化化合物和固化加速剂。在一个实施例中，固化化合物为胺化合物，其含义限定为胺或其化学衍生物，而不是叔胺。合适的胺化合物包括胺、脂族胺、氨基乙基哌嗪、酰胺基胺和环脂族胺等。合适的脂族胺包括曼尼希碱。一种合适的曼尼希碱由Air Products Co.出售，商品名为 ANCAMINE 1856。其它合适的胺包括ANCAMINE 1767、ANCAMINE 1768和ANCAMINE 2422。 
该固化加速剂可以是叔胺化合物。合适的叔胺化合物例如包括全部由AirProducts Co.出售的ANCAMINE 110、ANCAMINE K61B和ANCAMINE K54，和由Shell Chemical Co.出售的EPICURE 3253。ANCAMINE K54特别适合，并且为三(二甲氨基甲基)酚。 
下面的示例成分适于该化学锚固粘合剂11的第一部分12和第二部分14。 
  材料   重量百分比％
   
  第一部分(树脂)  
   
  EPON 828(双酚A环氧树脂)   35.00
  Agsco砂70-100   11.00
  R-202(白炭黑)   4.00
  AGSCO砂#1   50.00
   
  合计   100.00
   
   
  第二部分(硬化剂)  
   
  ANCAMINE 1856(改性的脂族胺)   14.50
  ANCAMINE 2422(胺)   3.00
  ANCAMINE K54(叔胺)   5.00
  R-202(白炭黑)   3.00
  Agsco砂70-100   74.50
   
  合计   100.00
[0036]  该化学锚固粘合剂11可包括重量百分比约为10-90％的第一部分12和重量百分比约为10-90％的第二部分14，适合地，重量百分比约为25-80％的第一部分12和重量百分比约为20-75％的第二部分14，特别地，重量百分比约为50-75％的第一部分12和重量百分比约为25-50％的第二部分14。在前述示例中，该粘合剂成分可包括重量为13份(重量百分比为59％)的第一部分12和重量为9份(重量百分比为41％)的第二部分14。示出的第一部分12具有约880,000厘泊的粘度。示出的第二部分14具有约569,600厘泊的粘度。 
为了制备化学锚固粘合剂11，第一部分12的成分可在第一搅拌机中混合，第二部分的成分可在第二搅拌机中混合。该分开的搅拌机可以是转鼓、曲拐式搅拌机、行星式搅拌机、挤压搅拌机和压力搅拌机等。只与剪应力有关而没有增加热量的有力的混合，可用来确保第一部分12和第二部分14各部分中的成分均匀分布。该第一和第二部分12和14可使用分开的会聚在单个模具中的挤出机和/或压力机被挤出和/或压为彼此邻接，来形成在第一和第二部分12和14之间具有界面17的两个组成部分的粘合剂组合物。 
化学锚固粘合剂可用薄膜包装材料16包装，使用任何合适的技术，包括关于图3-5描述的技术。该包装材料16可以用做唯一的包装材料。在可替换实施例中，该化学锚固粘合剂可被挤出在输送拉伸包装材料薄膜上，例如由线性低密度聚乙烯制成的薄膜，并且在该输送薄膜上预包装材料。然后可将预包装材料的化学锚固粘合剂的绳切割成单独的预包装条11。然后将该预包装条11使用根据本发明的薄膜包装材料16进一步包装。 
如美国专利6,291,555中所描述，其通过参考并入本文，该化学锚固粘合剂条按照下述步骤使用：将条11插入钻孔中，使用驱动工具将锚固销钉驱动进入该钻孔。通常的锚固销钉可以是带螺纹的，并且可具有平的或尖的前端部。通常的驱动工具通过快速旋转运动将锚固销钉旋入该钻孔中，并且可使用锤打(轴向运动)和旋转运动的组合。 
该驱动工具的运动及随后的锚固销钉的运动使该包装材料16瓦解(如果其包围该粘合剂条11)，并且使粘合剂条11的第一和第二部分12和14混合。 该锚固销钉上的螺纹辅助混合。当锚固销钉驱动进入钻孔中时，第一部分12、第二部分14和包装材料16(如果存在)混合为基本均匀的混合物，其填充了锚固销钉和该钻孔内壁之间的大部分空间。该混合作用基本将该混合物固化，从而将该锚固销钉紧固到该钻孔中。 
虽然本文描述的本发明的实施例是目前优选的，但是仍可做出各种改变和改进而不偏离本发明的精神和范围。本发明的范围由所附的权利要求来说明，并且所有的落在该意图及范围内的等同的变化都应包含在其中。 

Claims (20)

1.一种组合体，包括化学锚固粘合剂和包装材料，其中所述包装材料包括外金属化聚合物阻隔层和聚烯烃层，所述化学锚固粘合剂为选自绳、条和多个条的形式，并且所述包装材料围绕所述化学锚固粘合剂，所述化学锚固粘合剂包括沿界面结合的第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分各部分的粘度为200,000-4,000,000厘泊。
2.根据权利要求1的组合体，其中所述外金属化聚合物阻隔层包括金属化聚酰胺。
3.根据权利要求1的组合体，其中所述聚烯烃层包括选自由以下聚合物组成的组中的聚合物：聚乙烯均聚物、乙烯-α-烯烃共聚物及其组合。
4.根据权利要求1的组合体，其中所述聚烯烃层包括线性低密度聚乙烯。
5.根据权利要求4的组合体，其中所述包装材料由外金属化聚合物阻隔层和聚烯烃层组成。
6.根据权利要求1的组合体，其中所述包装材料进一步包括由可热封合的聚合物形成的第三内层。
7.根据权利要求1的组合体，其中所述化学锚固粘合剂包括一个或多个条，并且所述包装材料包括围绕每一个条的管状薄膜。
8.根据权利要求1的组合体，其中化学锚固粘合剂包括绳，所述包装材料包括围绕所述绳的管状薄膜。
9.根据权利要求1的组合体，其中所述化学锚固粘合剂包括一个或多个条，并且所述包装材料包括容纳所述一个或多个条的包装物。
10.根据权利要求9的组合体，其中，所述包装物包括多个袋，并且每一个袋容纳化学锚固粘合剂的条。
11.一种组合体，包括化学锚固粘合剂和包装材料，其中所述包装材料包括：外金属化聚酰胺阻隔层，厚度为2-30微米；和内热封合层，厚度为3-30微米，所述化学锚固粘合剂为选自绳、条和多个条的形式，并且所述包装材料围绕所述化学锚固粘合剂，所述化学锚固粘合剂包括沿界面结合的第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分各部分的粘度为200,000-4,000,000厘泊。
12.根据权利要求11的组合体，其中所述外金属化聚酰胺阻隔层包括铝和尼龙6。
13.根据权利要求11的组合体，其中所述内热封合层包括聚烯烃。
14.根据权利要求13的组合体，其中所述聚烯烃包括线性低密度聚乙烯。
15.根据权利要求14的组合体，其中所述包装材料由外金属化聚酰胺阻隔层和内热封合层组成。
16.根据权利要求11的组合体，其中所述外金属化聚酰胺阻隔层的厚度为5-25微米，所述内热封合层的厚度为10-25微米。
17.根据权利要求11的组合体，其中所述外金属化聚酰胺阻隔层的厚度为10-20微米，所述内热封合层的厚度为14-20微米。
18.一种组合体，包括化学锚固粘合剂和管状薄膜包装材料，所述管状薄膜包装材料包括：
外金属化聚酰胺阻气层；和
内热封合层；
所述化学锚固粘合剂为选自绳、条和多个条的形式；所述管状薄膜的内径为5-50mm并围绕所述化学锚固粘合剂，所述化学锚固粘合剂包括沿界面结合的第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分各部分的粘度为200,000-4,000,000厘泊。
19.根据权利要求18的组合体，其中所述内径为10-25mm。
20.根据权利要求18的组合体，其中所述内热封合层包括线性低密度聚乙烯。
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