管道配重涂料的制作方法

1.本公开大体上涉及包含围绕管道布置的配重涂料的管道配重涂料系统，其中所述涂料包含骨料和聚氨酯粘合剂，并且其中所述聚氨酯粘合剂是包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的双组分组合物。


背景技术：

2.本公开大体上涉及用于石油和天然气应用的海底管线。这种管线通常在管道周围使用混凝土配重涂料，以确保例如湿地、沼泽地、水体的离岸铺设的管道具有负浮力，因为石油和天然气比水轻。因此，配重涂料提供加重功能。
3.尽管目前有几种类型的传统配重涂料可用，但由于各种原因，它们都不是最理想的。例如，在某些产品中，用于传统配重涂料的混凝土在投入使用之前需要至少28天来固化，这会阻碍生产能力并导致一系列低效率。传统配重涂料的另一个问题是混凝土通常缺乏被卷起的柔性，因此不能由卷筒铺设驳船安装。所需要的是具有改进的柔性的涂料材料的可用性，允许生产、焊接和随后卷绕到大卷轴上的更长长度的管道，从而使所需的现场工作量降至最低并提高安装速度。此外，由于混凝土通常需要大量的能量来处理并且最终产品是碱性的，这会导致放置它的水的ph值升高；因此，需要的是一种中性材料，并且不会破坏其使用环境中的ph值或其他化学水平。
4.因此，需要能够容易地生产和容易地安装的改进的管道配重涂料系统。理想情况下，这类涂料系统应节省成本、高能效，并且对其安装和使用的环境具有中性影响。


技术实现要素：

5.本公开涉及包含围绕管道布置的配重涂料的管道配重涂料系统，其中所述涂料包含骨料和聚氨酯粘合剂，并且其中所述聚氨酯粘合剂是包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的双组分组合物。本公开还涉及一种制备配重涂料系统的方法，其包含：提供异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分；将异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分混合以形成聚氨酯粘合剂；将聚氨酯粘合剂施用在骨料上以形成配重涂料；并将配重涂料施用在管道上。
6.本公开中提供的管道配重涂料系统利用具有骨料的聚氨酯粘合剂，其可在24小时内固化并运输。聚氨酯粘合剂的柔性允许生产、焊接较长的管道，并且随后将其卷到大卷轴上，从而使所需的现场工作量降至最低并提高安装速度。
附图说明
7.图1示出了示例性配重涂料系统的正面视图。
8.图2示出了示例性配重涂料系统的横截面视图。
9.图3示出了示例性配重涂料系统的上方视图。
具体实施方式
10.本文描述了一种管道配重涂料系统和一种用于生产所述管道配重涂料系统的方法。所得管道配重涂料系统可用于各种应用，例如石油和天然气管道应用。
11.在实施例中，提供了一种管道配重涂料系统，其包含：管道和围绕所述管道布置的配重涂料，所述配重涂料包含骨料和聚氨酯粘合剂，其中聚氨酯粘合剂是包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的双组分组合物。图1
‑
3提供了示例性配重涂料系统的正面视图、横截面视图和上方视图。
12.粘合剂包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分。在某些实施例中，异氰酸酯组分包含聚合异氰酸酯，并且任选地包含异氰酸酯
‑
预聚物。在其他实施例中，异氰酸酯组分包含聚合异氰酸酯和异氰酸酯
‑
预聚物。异氰酸酯反应性组分包含疏水性多元醇和任选的增链剂。通常，所述系统以两种或更多种离散组分提供，例如异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性(或树脂)组分，即作为双组分(或2k)系统，这将在下面进一步描述。
13.应了解，如本文所用的异氰酸酯和树脂组分的参考仅仅是为了建立系统的个别组分的放置的参考点，以及建立重量份的基础。因此，不应将其解释为将本公开仅限于2k系统。例如，系统的个别组件都可以保持彼此不同。术语“异氰酸酯反应性”组分和“树脂”组分在本公开的描述中是可互换的。
14.粘合剂还可包含额外组分，其可包括异氰酸酯和树脂组分之一或两者，或完全不同，例如第三组分，如下文进一步描述。在某些实施例中，粘合剂是异氰酸酯和异氰酸酯反应性组分的反应产物。下面进一步描述粘合剂。
15.如果使用，异氰酸酯
‑
预聚物通常是异氰酸酯和多元醇和/或多胺的反应产物，通常是异氰酸酯和多元醇的反应产物。异氰酸酯
‑
预聚物可以通过本领域技术人员理解的各种方法形成或者可以从制造商、供应商等处商购获得。
16.关于用于形成异氰酸酯
‑
预聚物的异氰酸酯，异氰酸酯包括一个或多个异氰酸酯(nco)官能团，通常至少两个nco官能团。出于本公开的目的，合适的异氰酸酯包括但不限于常规的脂肪族、脂环族、芳基和芳香族异氰酸酯。在某些实施例中，异氰酸酯选自二苯甲烷二异氰酸酯(mdi)、聚合二苯甲烷二异氰酸酯(pmdi)以及其组合。聚合二苯甲烷二异氰酸酯在本领域中也称为聚亚甲基聚亚苯基聚异氰酸酯。出于本公开的目的，其他合适的异氰酸酯的实例包括但不限于甲苯二异氰酸酯(tdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、异佛乐酮二异氰酸酯(ipdi)、萘二异氰酸酯(ndi)以及其组合。通常，用于形成异氰酸酯
‑
预聚物的异氰酸酯包含二苯甲烷二异氰酸酯(mdi)。
17.如果用于形成异氰酸酯
‑
预聚物，那么多元醇包括一个或多个羟基(oh)官能团，通常至少两个oh官能团。多元醇可以是本领域已知的任何类型的多元醇。多元醇通常选自乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、季戊四醇、山梨糖醇以及其组合。出于本公开的目的，其他合适的多元醇在下面描述了额外任选组分，即补充多元醇。
18.多元醇可以以相对于异氰酸酯的各种量使用，只要在反应前存在相对于oh官能团过量的nco官能团，使得异氰酸酯
‑
预聚物在形成后包括用于后续反应的nco官能团。异氰酸酯
‑
预聚物通常具有约18至约28，更通常约20至约25，并且更通常约22.9wt.％的nco含量。
19.如果用于形成异氰酸酯
‑
预聚物，那么多胺包括一个或多个胺官能团，通常至少两
个胺官能团。多胺可以是本领域已知的任何类型的多胺。多胺通常选自乙二胺、甲苯二胺、二氨基二苯甲烷和聚亚甲基聚亚苯基多胺、氨基醇以及其组合的群组。合适的氨基醇的实例包括乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺以及其组合。
20.可以相对于异氰酸酯以不同的量使用多胺，只要在反应前存在相对于胺官能团过量的nco官能团，使得异氰酸酯
‑
预聚物在形成后包括用于后续反应的nco官能团。异氰酸酯
‑
预聚物的nco含量如上文所述和例示。
21.应理解，异氰酸酯
‑
预聚物可由两种或更多种上述多元醇和/或两种或更多种上述多胺的组合形成。通常，异氰酸酯
‑
预聚物是异氰酸酯和至少一种多元醇的反应产物，使得异氰酸酯
‑
预聚物在形成后包括氨基甲酸酯键和nco官能团。在本公开的一个具体实施例中，异氰酸酯
‑
预聚物包含聚合甲基二苯基二异氰酸酯和4,4'
‑
甲基二苯基二异氰酸酯的准预聚物的共混物。出于本公开的目的，合适的异氰酸酯
‑
预聚物的具体实例可以从basf corporation of florham park,nj以商标例如mp102商购。应了解，所述系统可以包括两种或更多种上述异氰酸酯
‑
预聚物的组合。
22.关于聚合异氰酸酯，聚合异氰酸酯包括两个或更多个nco官能团。聚合异氰酸酯的平均官能度通常为约1.5至约3.0，更通常为约2.0至约2.8，并且更通常为约2.7。聚合异氰酸酯的nco含量通常为约30至约33，更通常为约30.5至约32.5，并且更通常为约31.5重量％。
23.出于本公开的目的，合适的聚合异氰酸酯包括但不限于上文针对异氰酸酯
‑
预聚物的描述而描述和例示的异氰酸酯。通常，聚合异氰酸酯包含聚合二苯甲烷二异氰酸酯(pmdi)。
24.出于本公开的目的，合适的聚合异氰酸酯的具体实例可以从巴斯夫公司(basf corporation)以商标例如m20异氰酸酯商购获得。应了解，所述系统可以包括两种或更多种上述聚合异氰酸酯的组合。
25.按100重量份的异氰酸酯组分计，异氰酸酯
‑
预聚物通常以约25至约75，更通常约50至约75，甚至更通常约55至约65，并且甚至更通常约60重量份的量存在于异氰酸酯组分中。在某些实施例中，异氰酸酯
‑
预聚物通常以约50至约250，更通常约100至约200，更通常约125至约175，并且甚至更通常约150的量存在于系统中，各自以每100重量份系统中的聚合异氰酸酯计。换句话说，异氰酸酯
‑
预聚物和聚合异氰酸酯通常以约1:2至约2.5:1、更通常约1:1至约2:1，更通常约1.25:1至1.75:1，并且甚至更通常约1.5:1的重量比存在于系统中，例如存在于异氰酸酯组分中。
26.不受任何特定理论束缚或限制，据信如上文所述和例示的异氰酸酯
‑
预聚物和聚合异氰酸酯的组合和比率赋予粘合剂以增加的拉伸强度、伸长率、硬度和玻璃态转变温度，以及相对于传统粘合剂提高的撕裂强度。
27.关于疏水性多元醇，疏水性多元醇包括一个或多个oh官能团，通常至少两个oh官能团。疏水性多元醇的疏水性可以通过多种方法确定，例如通过目视检查疏水性多元醇与异氰酸酯的反应产物，其中反应产物在两种组分混合后立即脱气，然后引入至水中，其中使反应产物固化。如果在反应产物和水之间的界面(或表面)没有损坏或起皱的迹象，或者如果没有气泡或泡沫形成的迹象，那么认为疏水性多元醇的疏水性极好。
28.疏水性多元醇通常包含天然油多元醇(nop)。换句话说，疏水性多元醇通常不是基
于石油的多元醇，即衍生自石油产品和/或石油副产品的多元醇。一般来说，只有少数天然存在的植物油含有未反应的oh官能团，而蓖麻油通常是直接从植物来源生产的唯一市售nop，其具有足够的oh官能团含量，使蓖麻油适合直接用作聚氨酯化学中的多元醇。大多数(如果不是全部)其他nop都需要对直接从植物中获得的油进行化学改性。nop通常源自本领域已知的任何天然油，通常源自植物油或坚果油。出于本公开的目的，合适的天然油的实例包括蓖麻油和源自大豆油、菜籽油、椰子油、花生油、芥花油等的nop。使用天然油可用于减少环境足迹。
29.通常，如上所述，疏水性多元醇包含蓖麻油。本领域技术人员了解，蓖麻油固有地包括oh官能团，而其他nop可能需要一个或多个额外的加工步骤以获得oh官能团。如果需要，那么这样的处理步骤是本领域技术人员所理解的。出于本公开的目的，合适等级的蓖麻油可以从各种供应商处商购获得。例如，来自密苏里州圣路易斯的eagle specialty products(esp)inc.的蓖麻油可以用作疏水性多元醇。出于本公开的目的，其他合适的疏水性多元醇的具体实例包括聚醚/聚酯多元醇，其可以从俄亥俄州辛辛那提的cognis corporation以商标例如750、805、1005、1080和1102商购获得。
30.疏水性多元醇通常以约80至约99，更通常约85至约95，还更通常约90至约95，并且甚至更通常约92.5重量份的量存在于系统中，各自按100重量份的系统树脂组分计。应了解，所述系统可以包括两种或更多种上述疏水性多元醇的组合。
31.关于增链剂，增链剂具有至少两个oh官能团。增链剂通常具有约62至约220，更通常约62至约150，并且更通常约132的分子量。因此，增链剂在本领域中可称为“短”增链剂。增链剂通常包含烷二醇。出于本公开的目的，合适的增链剂的实例包括二丙二醇(dpg)、二乙二醇(deg)、dp
‑
1022、1,3
‑
丙二醇、1,4
‑
丁二醇、1,5
‑
戊二醇、1,6
‑
己二醇和2
‑
丁烯
‑
1,4
‑
二醇。在一个具体实施例中，增链剂是二丙二醇。
32.增链剂通常以约1.0至约20，更通常约5.0至约10，并且更通常约7重量份的量存在于系统中，各自基于100重量份的树脂成分。应当理解，异氰酸酯反应性组分可以包括上述多元醇中的两种或更多种的任意组合。
33.不受任何特定理论的束缚或限制，据信增链剂赋予粘合剂增加的强度，以及赋予粘合剂增加的强度、撕裂强度和硬度。
34.在本公开的其他实施例中，除了疏水性多元醇之外，还可以使用补充多元醇，例如石油基多元醇。如果使用的话，那么多元醇通常选自常规多元醇的群组，例如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、季戊四醇、山梨糖醇以及其组合。通常，补充多元醇选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚/酯多元醇以及其组合的群组；然而，如下文进一步描述，也可以使用其他补充多元醇。
35.出于本公开的目的，合适的聚醚多元醇包括但不限于在存在多官能引发剂的情况下通过环氧化物，例如环氧乙烷(eo)、环氧丙烷(po)、环氧丁烷(bo)或四氢呋喃的聚合获得的产物。合适的引发剂化合物含有多个活性氢原子，并且包括水、丁二醇、乙二醇、丙二醇(pg)、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲苯二胺、二乙基甲苯二胺、苯二胺、二苯甲烷二胺、乙二胺、环己烷二胺、环己烷二甲醇、间苯二酚、双酚a、甘油、三羟甲基丙烷、1,2,6
‑
己三醇、季戊四醇以及其组合。
36.其他合适的聚醚多元醇包括聚醚二醇和三醇，例如聚氧化丙烯二醇和三醇，以及通过同时或依序将环氧乙烷和环氧丙烷添加至二官能或三官能引发剂而获得的聚(氧化乙烯
‑
氧化丙烯)二醇和三醇。还可以使用以多元醇组分的重量计具有约5到约90重量％的氧化乙烯含量的共聚物，其中多元醇可以是嵌段共聚物、无规/嵌段共聚物或无规共聚物。其它合适的聚醚多元醇包括通过四氢呋喃的聚合反应获得的聚丁二醇。
37.出于本公开的目的，合适的聚酯多元醇包括但不限于多元醇的羟基封端的反应产物，例如乙二醇、丙二醇、二乙二醇、1,4
‑
丁二醇、新戊二醇、1,6
‑
己二醇、环己烷二甲醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇或聚醚多元醇、或者此类多元醇与多元羧酸，尤其是二羧酸或其成酯衍生物的混合物，所述多元羧酸例如琥珀酸、戊二酸和己二酸或其二甲基酯癸二酸、邻苯二甲酸酐、四氯邻苯二甲酸酐或对苯二甲酸二甲酯、或其混合物。也可以使用通过内酯(例如己内酯)与多元醇结合的聚合获得的聚酯多元醇，或羟基羧酸(例如羟基己酸)的聚合获得的聚酯多元醇。
38.出于本公开的目的，合适的聚酯酰胺多元醇可以通过在聚酯化混合物中包含氨基醇(如乙醇胺)来获得。出于本公开的目的，合适的聚硫醚多元醇包括通过单独地或与其他二醇、环氧烷、二羧酸、甲醛、氨基醇或氨基羧酸缩合硫代二甘醇而获得的产物。出于本公开的目的，合适的聚碳酸酯多元醇包括通过使二醇(例如1,3
‑
丙二醇、1,4
‑
丁二醇、1,6
‑
己二醇、二乙二醇或四乙二醇)与二芳基碳酸酯(例如碳酸二苯酯)或与光气反应获得的产物。出于本公开的目的，合适的聚缩醛多元醇包括通过使二元醇(如二乙二醇、三乙二醇或己二醇)与甲醛反应制备的那些。其它合适的聚缩醛多元醇还可以通过使环状缩醛聚合来制备。出于本公开的目的，合适的聚烯烃多元醇包括羟基封端的丁二烯均聚物和共聚物，并且合适的聚硅氧烷多元醇包括聚二甲基硅氧烷二醇和三醇。
39.出于本公开的目的，合适的补充多元醇的具体实例可以从巴斯夫公司以的商标，例如gp系列多元醇商购获得。出于本公开的目的，合适的补充多元醇的具体实例是pluracol gp430。
40.如果使用，那么补充多元醇通常以约1至约75，更通常约10至约50，并且更通常约40重量份的量存在于系统中，各自以100重量份系统的树脂成分计。应了解，系统可以包括上述补充多元醇中的两种或更多种的任何组合。
41.除了补充多元醇之外或作为补充多元醇的替代，所述系统可以包括一种或多种额外组分，例如添加剂组分。添加剂组分可以包含本领域已知的任何常规添加剂。出于本公开的目的，合适的添加剂包括但不限于增链剂、交联剂、链终止剂、加工添加剂、粘合促进剂、阻燃剂、抗氧化剂、消泡剂、除泡剂、水清除剂、分子筛、气相二氧化硅、紫外光稳定剂、填料、触变剂、有机硅、表面活性剂、催化剂、着色剂、惰性稀释剂以及其组合。如果使用，那么按100重量份的系统的树脂组分计，添加剂组分可以以任何量，例如约0.05至10重量份包括在系统中。
42.在某些实施例中，添加剂组分包含除泡剂。在一个实施例中，除泡剂包含含有分散在其中的粉状二氧化硅的有机硅流体。可以使用硅油来减少和/或消除粘合剂的起泡。应了解，硅油可以预先设置在溶剂中。除泡剂的实例包括antifoam msa和antifoam a，可从密歇根州米德兰的道dow corning购获得。
43.如果使用，那么除泡剂通常以约0.01至约0.10，更通常约0.025至约0.075，并且更
通常约0.05重量份的量存在于系统中，各自以100重量份系统的树脂组分计。应了解，系统可以包括上述除泡剂中的两种或更多种的任何组合。
44.在某些实施例中，添加剂组分包含分子筛。分子筛是一种吸湿剂，可用于保持或增加干燥，即干燥状态。分子筛通常包含具有过多小孔的分子。小孔允许尺寸小于孔的分子(例如水分子)被吸附，而较大的分子(例如异氰酸酯和树脂组分中存在的那些)不能被吸附。通常，分子筛可以吸附高达并超过分子筛重量的20％的水。因此，分子筛可以与疏水性多元醇协同作用，通过在水有机会与系统的异氰酸酯组分反应之前吸附水来使水对粘合剂的影响降至最低。
45.如果使用，那么应了解可以使用本领域已知的任何分子筛，例如铝硅酸盐矿物、粘土、多孔玻璃、微孔木炭、沸石、活性炭或具有例如水的小分子可以扩散通过的开放结构的合成化合物。合适的分子筛的实例包括baylith paste和molecular sieve 3a，它们可以从各种供应商，例如zeochem of louisville,ky处获得。
46.如果使用，那么分子筛通常以约0.01至约5.0，更通常约0.10至约2.0，并且更通常约0.50重量份的量存在于系统中，各自按100重量份系统的树脂组分计。应了解，系统可以包括上述分子筛中的两种或更多种的任何组合。
47.在某些实施例中，添加剂组分包含气相二氧化硅，其可以从多个供应商处商购获得。合适的气相二氧化硅的实例是r
‑
972，可以从德国埃森的evonic industries inc.商购获得。气相二氧化硅通常用作流变控制剂，并且，如果气相二氧化硅是疏水性的，那么它会赋予粘合剂额外的疏水性。
48.如果使用，那么气相二氧化硅通常以约0.10至约10.0，更通常约1.0至约7.0，并且更通常约5.0重量份的量存在于系统中，各自按100重量份系统的树脂组分计。应了解，系统可以包括两种或更多种气相二氧化硅的任何组合。
49.在某些实施例中，添加剂组分包含着色剂。着色剂可以选自颜料、染料以及其组合的群组。着色剂可以是液体或粉末形式。如果使用，那么着色剂通常是颜料或两种或更多种颜料的颜料掺合物。颜料或颜料掺合物用于赋予粘合剂所需的颜色，如果颜料是无机的，那么颜料还可以赋予粘合剂uv防护。
50.不同类型的颜料可用于本公开的目的。例如，分别来说，二氧化钛可用于赋予粘合剂白色，炭黑可用于赋予粘合剂黑色，而二氧化钛和炭黑的各种掺合物可用于赋予粘合剂各种色调的灰色。
51.用于本公开的目的的合适等级的炭黑和二氧化钛的实例分别可以从乔治亚州玛丽埃塔的columbian chemicals company和特拉华州威尔明顿的titanium technologies商购获得。除了炭黑和/或二氧化钛之外或替代炭黑和/或二氧化钛，包括但不限于红色、绿色、蓝色、黄色、绿色和棕色的其他颜料以及其颜料掺合物也可以用于赋予粘合剂颜色。
52.基于一种或多种着色剂的颜色的更具体实例包括蓝宝石蓝、翡翠绿、塞多纳红、琥珀棕和黄玉棕。用于本公开的目的的合适等级的颜料的实例可以从各种公司，例如巴斯夫公司和宾夕法尼亚州哈特菲尔德的宾州色彩公司(penn color,inc.)商购获得。应了解，上述着色剂(例如颜料)的各种掺合物可用于赋予粘合剂各种颜色、强度和色调。
53.如果使用，那么着色剂通常以约0.10至约5.0、更通常约1.0至约3.0、并且更通常
约2.0重量份的量存在于系统中，各自以100重量份的系统的树脂组分计。应了解，系统可以包括上述着色剂中的两种或更多种的任何组合。
54.在某些实施例中，添加剂组分包含催化剂组分。在一个实施例中，催化剂组分包含锡催化剂。出于本公开的目的，合适的锡催化剂包括有机羧酸的锡(ii)盐，例如乙酸锡(ii)、辛酸锡(ii)、乙基己酸锡(ii)和月桂酸锡(ii)。在一个实施例中，有机金属催化剂包含二月桂酸二丁基锡，其是有机羧酸的二烷基锡(iv)盐。出于本公开的目的，合适的有机金属催化剂，例如二月桂酸二丁基锡的具体实例可以从宾夕法尼亚州阿伦敦的空气化工产品有限公司(air products and chemicals,inc.)以商标商购获得。所述有机金属催化剂还可以包含有机羧酸的其他二烷基锡(iv)盐，例如二乙酸二丁基锡、马来酸二丁基锡和二乙酸二辛基锡。
55.出于本公开的目的，其它合适的催化剂的实例包括基于胺的催化剂、基于铋的催化剂、基于镍的催化剂、基于锆的催化剂、基于锌的催化剂、基于铝的催化剂、基于锂的催化剂、氯化铁(ii)；氯化锌；辛酸铅；三(二烷基氨基烷基)
‑
s
‑
六氢三嗪，包括三(n,n
‑
二甲基氨基丙基)
‑
s
‑
六氢三嗪；氢氧化四烷基铵，包括氢氧化四甲基铵；碱金属氢氧化物，包括氢氧化钠和氢氧化钾；碱金属醇盐，包括甲醇钠和异丙醇钾；和具有10至20个碳原子和/或侧oh基团的长链脂肪酸的碱金属盐。
56.出于本公开的目的，其他合适的催化剂，尤其三聚催化剂的其他实例包括n,n,n
‑
二甲基氨基丙基六氢三嗪、钾、乙酸钾、n,n,n
‑
三甲基异丙基胺/甲酸酯以及其组合。合适的三聚催化剂的具体实例可以从空气化工产品有限公司以商标名商购获得。
57.出于本公开的目的，其他合适催化剂，尤其叔胺催化剂的其他实例包括：1
‑
甲基咪唑、dabco 33
‑
lv、二甲基氨基乙醇、二甲基氨基乙氧基乙醇、三乙胺、n,n,n',n'
‑
四甲基乙二胺、n,n
‑
二甲基氨基丙胺、n,n,n',n',n"
‑
五甲基二丙烯三胺、三(二甲基氨基丙基)胺、n,n
‑
二甲基哌嗪、四甲基亚氨基
‑
双(丙胺)、二甲基苯甲胺、三甲胺、三乙醇胺、n,n
‑
二乙基乙醇胺、n
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甲基吡咯烷酮、n
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甲基吗啉、n
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乙基吗啉、双(2
‑
二甲基氨基
‑
乙基)醚、n,n
‑
二甲基环己胺(dmcha)、n,n,n',n',n"
‑
五甲基二亚乙基三胺、1,2
‑
二甲基咪唑、3
‑
(二甲基氨基)丙基咪唑以及其组合。合适的叔胺催化剂的具体实例可以从空气化工产品有限公司以商标例如41商购获得。
58.如果使用，那么催化剂组分可以各种量使用。通常，催化剂组分以确保足够的开放/工作时间的量使用。应了解，催化剂组分可以包括上述催化剂的任何组合。
59.系统可以通过各种方式提供给消费者以供使用，例如在轨道车、油轮、大型罐和容器或较小尺寸的罐、手提袋和成套工具中使用。例如，一个套件可以含有异氰酸酯组分而另一套件可以含有树脂组分。将系统的组分分别提供给消费者以增加由其形成的粘合剂的配方灵活性。例如，消费者可以选择特定的异氰酸酯组分和特定的树脂组分和/或它们的量来制备粘合剂。
60.异氰酸酯和树脂组分通常具有优异的储存稳定性或“游离”稳定性。因此，异氰酸酯和树脂组分可以在将它们结合形成粘合剂之前单独储存(作为系统)延长的时间。应了解，所述系统可以包含两种或更多种不同的异氰酸酯组分和/或两种或更多种不同的树脂组分，其可用于制备粘合剂。还应了解，如果使用的话，那么其他组分(例如补充多元醇、添加剂组分等)可以以上述异氰酸酯和/或树脂组分的形式提供，或作为不同的组分提供。
61.本公开进一步提供具有粘合剂的骨料。粘合剂通常由异氰酸酯和树脂组分形成，如上文所述和例示。如上文所述，在某些实施例中，异氰酸酯组分包含聚合异氰酸酯，和任选地，异氰酸酯
‑
预聚物。在其他实施例中，异氰酸酯组分包含聚合异氰酸酯和异氰酸酯
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预聚物。异氰酸酯反应性组分包含疏水性多元醇和增链剂。
62.配重涂料中存在的粘合剂的量通常取决于骨料的粒度。通常，骨料粒度越大，形成配重涂料所需的粘合剂越少，并且骨料尺寸越小，形成配重涂料所需的粘合剂越多。较小尺寸的骨料通常需要更多的粘合剂，因为相对于较大尺寸的骨料，需要涂覆的表面积更大。粘合剂通常以约1.0至约10.0，更通常约2.5至约5.0，并且更通常约4重量份的量存在于配重涂料中，各自按100重量份的骨料计。
63.如本文所用，术语骨料应被解释为通常指一个或多个骨料而不是单个骨料，也不应解释为需要超过一个骨料。此外，如本文所用，术语骨料旨在涵盖用作增强材料的广泛类别的材料，例如岩石、砾石、碎石、铁屑、沙子、水泥和/或其他矿物填料。如本文所用，术语岩石旨在涵盖所有形式的岩石，包括但不限于砾石、沙子等。此外，如本文所用，术语岩石旨在涵盖所有种类的岩石，例如花岗岩、石灰石、大理石等。
64.在某些实施例中，骨料包含岩石。应了解，可以使用任何类型的岩石。岩石通常选自花岗岩、石灰石、大理石、沙滩石、河岩以及其组合的群组。在一个具体实施例中，岩石是花岗岩。
65.岩石通常以约1至约100，更通常约50至约100，更通常约90至约100，并且甚至更通常约100重量份的量存在于骨料中，各自以100重量份配重涂料中的骨料计。骨料的剩余部分(如果有)可以是另一种不同的骨料，例如沙子、砾石等。
66.岩石的平均直径通常为约0.001至约7.0，更通常约0.10至约5.0，更通常约0.25至约5.0，并且甚至更通常约0.5至约3.0英寸。在其他实施例中，岩石的尺寸可以更大或更小。
67.应了解，骨料可以包括上述骨料中的两种或更多种的组合。例如，配重涂料的骨料可以包含矿物填料和岩石。在这些实施例中，矿物填料通常以约1.0至约99，更通常约25至约99，并且更通常约75至约99重量份的量存在于骨料中，各自以100重量份配重涂料中存在的骨料计。此外，岩石通常以约99至约1.0，更通常约75至约1.0，并且更通常约25至1.0重量份的量存在于骨料中，各自以100重量份配重涂料中存在的骨料计。
68.可以通过各种方式将骨料提供给消费者使用，例如在轨道车、油罐车、大型和小型超级袋、大型桶和容器或较小尺寸的桶、套件和包中使用。如上文为描述系统所描述和示例，将配重涂料的组分分别提供给消费者提供了增加的由其形成的配重涂料的配方灵活性。例如，消费者可以选择特定骨料、特定异氰酸酯组分和特定树脂组分，和/或其量，以制备配重涂料。
69.通常，骨料是干燥的(但可能的环境湿度除外，如果存在的话)，以防止与系统的异氰酸酯组分过早反应。此外，据信，当骨料干燥时，可以提高粘合剂的固化和粘合强度。骨料可以通过各种方法保持干燥，例如通过使用防水或防水的超级袋。然而，在某些实施例中，如下文进一步描述，骨料可以至少部分或完全浸没在水下。还应当了解，骨料可能已经存在于期望包括配重涂料的位置，例如铁路床或沿着海岸线。因此，可能不需要单独提供骨料。
70.如上所述，在某些实施例中，粘合剂包含异氰酸酯
‑
预聚物、聚合异氰酸酯、疏水性多元醇和增链剂的反应产物。在其他实施例中，粘合剂包含中间体
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预聚物、疏水性多元醇
和增链剂的反应产物。
71.在采用中间体
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预聚物的实施例中，中间体
‑
预聚物相当于异氰酸酯组分。换句话说，如果使用，那么中间体
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预聚物代替异氰酸酯组分，并且因此在这类实施例和其描述中用作异氰酸酯组分。
72.中间体
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预聚物通常包含异氰酸酯
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预聚物、聚合异氰酸酯和疏水性多元醇的反应产物。任选地，中间体
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预聚物可包含增链剂的进一步反应产物。或者，中间体
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预聚物包含异氰酸酯
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预聚物、聚合异氰酸酯和增链剂的反应产物。任选地，中间体
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预聚物可以包含疏水性多元醇的进一步反应产物。
73.通常，使用全部量的异氰酸酯
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预聚物和用于形成粘合剂的聚合异氰酸酯来形成中间体
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预聚物。相反，仅一部分疏水性多元醇和/或增链剂用于形成中间体
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预聚物，而剩余的疏水性多元醇和/或增链剂留作树脂组合物使用。
74.在实施例中，用于生产配重涂料系统的方法包含提供异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分；将异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分混合以形成聚氨酯粘合剂；将聚氨酯粘合剂涂在骨料上以形成配重涂料；并将配重涂料涂在管道上。优选的材料如上所述。所述方法原则上可以在本领域技术人员已知的反应条件下进行。
75.以下实例用于说明本公开，但绝不限制本公开的主题。
76.实例
77.使用聚异氰酸酯(m20s)、支链聚醚/聚酯多元醇(1080)、第二支链聚醚/聚酯多元醇(750)、分子筛3a和消泡剂a制备根据本发明的聚氨酯粘合剂。树脂组分包括75.85pbw支链聚醚/聚酯多元醇(1080)、4.1pbw第二支链聚醚/聚酯多元醇(750)、4.0pbw分子筛3a和0.05消泡剂a。通过将150g树脂组分和66g异氰酸酯组分以1800rpm混合20秒来制备聚氨酯粘合剂。
78.使用3/8英寸豆岩制备骨料，所述豆岩经过洗涤和烘干。将160g聚氨酯粘合剂添加至混合鼓中的4kg石头中以产生配重涂料。
79.在实例1中，直径为58.74mm(2.31英寸)的pvc管在直径为100mm(3.94英寸)的纸管内居中，在管道周围沉积15英寸的上述配重涂料沉积。
80.在实例2中，直径为34.93mm(1.38英寸)的金属管在直径为100mm(3.94英寸)的纸管内居中。在管道周围沉积11英寸的配重涂料。
81.配重涂料系统允许生产、焊接和随后卷取较长长度的管道，从而使所需的现场连接工作量降至最低并提高安装速度。配重涂料系统还具有改进的质量，包括提高固化速度和增加柔韧性。
82.应当理解，所附权利要求不限于表达和具体实施例中描述的特定化合物、组合物或方法，它们可在落入所附权利要求范围内的特定实施例之间变化。关于本文所依赖的描述各种实施例的特定特征或方面的任何马库什组，应当理解，可从独立于所有其它马库什成员的相应马库什组的每一成员获得不同的、特殊的和/或出人意料的结果。马库什组的每一成员可单独地或组合地依赖，并且在所附权利要求的范围内为具体实施例提供足够的支持。
83.还应当理解，独立地和共同地描述本公开的各种实施例时所依赖的任一范围和子范围均落入所附权利要求的范围内，并且应理解为描述和预期其中包括全部和/或部分值
的所有范围，即使在本文未明确写明这类值。本领域技术人员容易认识到，所列举的范围和子范围足以描述和实现本公开的各种实施例，并且可将这些范围和子范围进一步划定为相关的一半、三分之一、四分之一、五分之一，等等。仅作为一个实例，范围“0.1至0.9”还可以划定为较低的三分之一，即0.1至0.3，中间的三分之一，即0.4至0.6，以及较高的三分之一，即0.7至0.9，它们单独地和共同地在所附权利要求的范围内，并且可被单独地和/或共同地依赖，并且在所附权利要求的范围内为具体实施例提供足够的支持。另外，对于定义或修改范围的语言，例如“至少”、“大于”、“小于”、“不大于”等，应当理解，这类语言包括子范围和/或上限或下限。作为另一实例，“至少10”的范围固有地包括至少10至35范围内的子范围，至少10至25范围内的子范围，25至35范围内的子范围，等等，并且每一子范围可单独地和/或共同地依赖，并且在所附权利要求的范围内为具体实施例提供足够的支持。最后，在所公开的范围内的单个数字可被依赖，并且在所附权利要求的范围内为具体实施例提供足够的支持。举例来说，范围“1至9”包括各种单个整数(如3)以及包括小数点(或小数)的单个数字(如4.1)，它们可被依赖，并且在所附权利要求的范围内为具体实施例提供足够的支持。
84.已用说明性方式描述本公开，并且应理解，已使用的术语旨在具有描述词的性质，而不是限制性。显然，鉴于以上教示，本公开的许多修改和变化是可能的。在所附权利要求书的范围内，可以与具体描述的方式不同的方式来实践本公开。在此明确地考虑了独立和从属权利要求的所有组合的主题，无论是单个还是多个从属。