為了在礦物基礎(chǔ),如混凝土、天然石材或灰泥中安全固定部件,如錨固螺紋栓、配筋、螺紋套管和螺栓,首先以相應(yīng)尺寸在礦物基礎(chǔ)中鉆出用于容納待固定的部件的鉆孔。隨后從鉆孔清除鉆孔粉塵,然后在樹脂組分與固化劑組分混合之后將雙組分灰泥物料引入鉆孔。此后將待固定的部件插入用灰泥物料填充的鉆孔并調(diào)整。在灰泥物料硬化之后,通過樹脂組分與固化劑組分的反應(yīng),實現(xiàn)部件在礦物基礎(chǔ)中的牢固保持。
如此固定的部件的承載特性取決于多個影響因素,所述影響因素通常被分類為內(nèi)部和外部因素。內(nèi)部影響因素包括灰泥物料的化學(xué)組成、其制備方法和灰泥物料的包裝,所述包裝典型地包括存在于兩個分開的容器中的組分。
外部影響因素尤其包括鉆孔凈化的類型,礦物基礎(chǔ)的品質(zhì),例如混凝土的品質(zhì),其濕度及其溫度以及鉆孔制備的類型。
還已知的是,硬化的灰泥物料的機(jī)械性質(zhì)主要受鉆孔凈化的質(zhì)量和礦物基礎(chǔ)的濕度影響。在濕的和/或僅差地凈化掉鉆孔粉塵的鉆孔中出現(xiàn)顯著的效率下降,所述效率下降在經(jīng)固化的灰泥物料的減小的負(fù)載量方面得以表明。
由EP 0432087和EP 0589831已知基于聚氨酯(甲基)丙烯酸酯樹脂的雙組分灰泥物料。
AU 2010200119 A1指出,所述灰泥物料在濕鉆孔中的粘著可以通過用(甲基)丙烯酰氧基烷基三烷氧基硅烷預(yù)處理改進(jìn)。
EP 2371782 A2中公開了雙組分灰泥物料,其作為樹脂組分包含聚氨酯(甲基)丙烯酸酯和作為另外的成分包含至少一種(甲基)丙烯酰氧基烷基三烷氧基硅烷和/或聚(甲基)丙烯酰氧基烷基倍半硅氧烷。添加硅烷化合物應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生灰泥物料在混凝土中的半凈化和/或濕的鉆孔的表面上的改進(jìn)的粘著。
DE 102009019898 A1涉及雙組分-灰泥物料用于在孔中固定錨固元件的用途,其中所述物料包括至少一種經(jīng)硅烷封端的合成樹脂和另外的水基固化劑組分。經(jīng)硅烷封端的合成樹脂應(yīng)當(dāng)可通過例如含乙烯基的樹脂與包含氨基基團(tuán)和/或硫醇基團(tuán)的硅烷化合物的反應(yīng)獲得。作為含乙烯基的樹脂,提及環(huán)氧基(甲基)丙烯酸酯,不飽和聚酯樹脂,乙烯基酯樹脂,聚氨酯(甲基)丙烯酸酯,羥烷基(甲基)丙烯酸酯,烷基-、環(huán)烷基-、或芳基-單、二-、三-、四-、五-或六醇-(甲基)丙烯酸酯或(聚)(甲基)丙烯酸酯或其混合物。然而,作為實例僅給出異氰酸酯與氨基硅烷的反應(yīng)。
WO 2011/072789 A1涉及雙組分或多組分固定灰泥,其用于將基于可自由基固化的不飽和反應(yīng)樹脂的錨固劑注漿至孔或縫隙中。所述灰泥此外應(yīng)當(dāng)包含具有反應(yīng)性基團(tuán)的硅烷,所述反應(yīng)性基團(tuán)可以參與可自由基固化的不飽和反應(yīng)樹脂的聚合。作為硅烷,尤其提及帶有氨基基團(tuán)、巰基基團(tuán)、環(huán)氧基、異氰酸酯基團(tuán)、烯基、(甲基)丙烯?;?或酸酐基團(tuán)并且包含至少一個Si鍵合的可水解基團(tuán)的那些。
WO 2009/130298 A1公開了甲硅烷基化的聚氨酯,其可獲自通過使至少一種具有4,000-20,000道爾頓的分子量的多元醇化合物與二異氰酸酯在二異氰酸酯化合物相對于多元醇化合物的OH基團(tuán)化學(xué)計量過量的情況下反應(yīng),由此形成異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物,隨后使所述聚氨酯預(yù)聚物與一種或多種OH封端的硅烷反應(yīng)。將如此制備的甲硅烷基化的聚氨酯用作膠粘劑、密封劑或涂層劑。
WO 2013/060767 A2一般性描述了用于制備硅烷官能的低聚物,例如烷氧基硅烷-聚氨酯的方法,其可以用作涂料的可交聯(lián)組分。所述方法包括使氨基烷基硅烷與環(huán)狀碳酸酯、內(nèi)酯或內(nèi)酰胺反應(yīng)形成羥基官能或亞氨基官能的硅烷中間產(chǎn)物并且使所述硅烷中間產(chǎn)物與二異氰酸酯反應(yīng)形成硅烷官能的聚氨酯,其中硅烷中間產(chǎn)物上的OH基團(tuán)或NH基團(tuán)的總份額比二異氰酸酯的摩爾比在1.8至2.2的范圍內(nèi),優(yōu)選在2.0,從而使得產(chǎn)生的硅烷聚氨酯基本上不含異氰酸酯基團(tuán)。
現(xiàn)有技術(shù)中已知的灰泥物料已經(jīng)顯示出濕的鉆孔中的負(fù)載量的改進(jìn)。然而其可以顯示出,通過使用含硅烷的物料實現(xiàn)的性質(zhì)改進(jìn)隨著時間流逝可能降低。
因此相對于現(xiàn)有技術(shù)存在對在濕的鉆孔中具有良好粘著性的雙組分灰泥物料的進(jìn)一步需求,所述物料易于加工并且其中經(jīng)硬化的灰泥物料的機(jī)械性質(zhì)是耐老化的。
已令人驚訝地發(fā)現(xiàn),該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的雙組分灰泥物料得以解決。
根據(jù)本發(fā)明的灰泥物料的優(yōu)選的實施方案在從屬權(quán)利要求中給出,其可選地可以彼此組合。
此外,本發(fā)明的主題是所述灰泥物料用于將部件如錨固螺紋栓、配筋、螺紋套管和螺栓化學(xué)固定在存在于礦物基礎(chǔ),優(yōu)選混凝土中的鉆孔中的用途。
本發(fā)明在其一般形式中包括具有樹脂組分(A)和固化劑組分(B)的雙組分灰泥物料,所述樹脂組分(A)包含作為可固化成分的至少一種可自由基固化的樹脂,所述固化劑組分(B)包含用于樹脂組分(A)的可自由基固化的樹脂的固化劑,
其中所述可自由基固化的樹脂可通過使具有兩個或更多個反應(yīng)性基團(tuán)(RG-A)的至少二官能的組分與硅烷中間化合物和烯屬不飽和化合物反應(yīng)獲得,其中所述硅烷中間化合物和所述烯屬不飽和化合物各自具有活性官能團(tuán)(AG),所述活性官能團(tuán)(AG)與所述反應(yīng)性官能團(tuán)(RG-A)反應(yīng)形成共價鍵,
其中所述硅烷中間化合物為環(huán)狀有機(jī)化合物與具有至少一個反應(yīng)性基團(tuán)(RG-B)的官能化的硅烷化合物的反應(yīng)產(chǎn)物,其中所述環(huán)狀有機(jī)化合物具有活性官能團(tuán)(AG)或其前體和反應(yīng)性基團(tuán)(RG-C),所述反應(yīng)性基團(tuán)(RG-C)與官能化的硅烷化合物的反應(yīng)性基團(tuán)(RG-B)反應(yīng)形成硅烷中間化合物。
灰泥物料中用于與二官能的組分反應(yīng)的硅烷中間化合物的份額為至少約2重量%,基于樹脂組分(A)的有機(jī)成分的重量計。
在至少二官能的組分上的反應(yīng)性官能團(tuán)(RG-A)相對于硅烷中間化合物上的活性基團(tuán)(AG)優(yōu)選最高以化學(xué)計量比存在,更優(yōu)選不過量。由此保證了所述可自由基固化的樹脂基本上不含反應(yīng)性官能團(tuán)(RG-A)。
反應(yīng)性官能團(tuán)(RG-A)優(yōu)選選自羧基、異氰酸酯基團(tuán)、環(huán)氧乙烷基團(tuán)和酰亞氨基。作為至少二官能的組分可以優(yōu)選使用至少二官能的羧酸、異氰酸酯和環(huán)氧化物。
硅烷中間化合物上的活性基團(tuán)(AG)優(yōu)選選自羧基、羥基、氨基基團(tuán)和硫代基團(tuán)。
環(huán)狀有機(jī)化合物優(yōu)選選自環(huán)狀酸酐、碳酸酯、硫代碳酸酯、硫代氨基甲酸酯、氨基甲酸酯、脲、內(nèi)酯和內(nèi)酰胺。優(yōu)選地,環(huán)狀化合物在開環(huán)下與官能化的硅烷化合物反應(yīng)形成具有活性基團(tuán)(AG)的硅烷中間化合物。
作為官能化的硅烷化合物,優(yōu)選使用羥基硅烷、巰基硅烷或氨基硅烷。
特別優(yōu)選地,官能化的硅烷化合物帶有至少一個Si鍵合的可水解基團(tuán)。Si鍵合的可水解基團(tuán)優(yōu)選為C1-C4-烷氧基。
根據(jù)特別優(yōu)選的實施方案,根據(jù)本發(fā)明的雙組分灰泥物料包括包含作為可固化成分的至少一種可自由基固化的樹脂的樹脂組分(A)和包含用于樹脂組分(A)的樹脂的固化劑的固化劑組分(B)。
在該實施方案的情況下,至少二官能的組分為至少二官能的異氰酸酯且硅烷中間化合物為羥基官能硅烷。
組分(A)的可自由基固化的樹脂因此可通過使至少二官能的異氰酸酯與羥基官能的硅烷,優(yōu)選烷氧基硅烷和羥基官能的烯屬不飽和化合物反應(yīng)獲得。
羥基官能的硅烷是選自環(huán)狀碳酸酯、內(nèi)酯和內(nèi)酰胺的環(huán)狀化合物與選自氨基官能的、羥基官能的或巰基官能的硅烷的硅烷化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
在替代性實施方案中,作為至少二官能的組分,可以使用具有三個末端羧基的聚酯。
使用根據(jù)本發(fā)明的雙組分灰泥物料固定部件在干燥的經(jīng)凈化鉆孔的情況下以及在半凈化的和/或濕的鉆孔的情況下產(chǎn)生高負(fù)載量,所述負(fù)載量相對于不含硅烷的物料明顯提高并且此外長時間保持穩(wěn)定。據(jù)信硅烷基團(tuán)在聚氨酯(甲基)丙烯酸酯樹脂處的共價鍵已經(jīng)在灰泥物料硬化前產(chǎn)生硅烷基團(tuán)在聚合物網(wǎng)絡(luò)中的改進(jìn)的結(jié)合。
現(xiàn)有技術(shù)中描述的甲硅烷基化合物(其通過另外的添加劑引入樹脂組合物中)通常僅顯示出界面效應(yīng)。如果甲硅烷基化合物在樹脂組合物中的份額過低,則不再在界面處為基礎(chǔ)提供足夠的甲硅烷基。令人驚訝地,根據(jù)本發(fā)明的灰泥物料在相對低份額的甲硅烷基改性的樹脂組分的情況下已經(jīng)顯示出持久的界面效應(yīng),所述界面效應(yīng)導(dǎo)致濕的鉆孔中的小的負(fù)載量下降。
本發(fā)明意義上的“雙組分灰泥物料”被理解為由可固化的樹脂組分和用于所述樹脂組分的固化劑組分組成的灰泥物料,其中所述樹脂組分和所述固化劑組分彼此分開地儲存,使得在儲存期間不進(jìn)行所述固化劑組分與所述樹脂組分的反應(yīng)。通過在應(yīng)用灰泥物料之前立即混合固化劑組分與反應(yīng)性樹脂,開始反應(yīng)性樹脂的固化。術(shù)語“硅烷”或“硅烷化合物”在此和在下文中表示具有Si-C鍵、Si-O鍵或Si-N鍵的可選地例如被烷基和/或烷氧基取代的有機(jī)硅烷,所述烷基和/或烷氧基本身可以是被取代的和/或官能化的。
用于制備可自由基聚合的樹脂的至少二官能的異氰酸酯可以為芳族異氰酸酯,脂族異氰酸酯,尤其是環(huán)脂族異氰酸酯和含異氰酸酯基團(tuán)的預(yù)聚物,其也可以以彼此的混合物使用。
合適的脂族和芳族異氰酸酯的實例包括間苯基二異氰酸酯、甲苯-2,4-二異氰酸酯、甲苯-2,6-二異氰酸酯、六亞甲基-1,6-二異氰酸酯、四亞甲基-1,4-二異氰酸酯、環(huán)己烷-1,4-二異氰酸酯、六氫甲苯二異氰酸酯、亞萘基-1,5-二異氰酸酯、甲氧基苯基-2,4-二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯、4,4'-亞聯(lián)苯基二異氰酸酯、3,3'-二甲氧基-4,4'-聯(lián)苯基二異氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-聯(lián)苯基二異氰酸酯、3,3'-二甲基二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯、4,4',4"-三苯基甲烷三異氰酸酯、聚亞甲基聚苯基異氰酸酯、甲苯-2,4,6-三異氰酸酯和4,4'-二甲基二苯基甲烷-2,2',5,5'-四異氰酸酯。
二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯、二苯基甲烷-2,4'-二異氰酸酯及其混合物通常被稱為MDI,并且全部可以使用。甲苯-2,4-二異氰酸酯、甲苯-2,6-二異氰酸酯及其混合物通常被稱為TDI,且同樣全部可以使用。
優(yōu)選的是選自以下的多異氰酸酯:二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、聚合的二苯基甲烷二異氰酸酯(PMDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、己烷二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)及其混合物。
同樣可以使用通過化學(xué)計量過量的任意多異氰酸酯與作為增鏈劑的異氰酸酯反應(yīng)性化合物反應(yīng)制備的異氰酸酯預(yù)聚物,可選地與上述芳族和脂族異氰酸酯混合。
這類增鏈劑的實例為二元的醇如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇和聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇和聚丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇和二乙醇胺,另外的芳族醇如雙酚-A和雙酚-F或其乙氧基化產(chǎn)物、氫化產(chǎn)物和/或鹵化產(chǎn)物,多元的醇如甘油、三羥甲基丙烷、己烷三醇和季戊四醇,含羥基的聚醚,例如脂族或芳族環(huán)氧乙烷的低聚物和/或更高級的環(huán)狀醚,例如來自氧化乙烯、氧化丙烯、氧化苯乙烯和呋喃,主鏈中包含芳族結(jié)構(gòu)單元的聚醚,例如雙酚A和F的聚醚,以及基于上述醇和聚醚與二羧酸或其酸酐(如己二酸、鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸或六氫鄰苯二甲酸、氯橋酸馬來酸、富馬酸、衣康酸和癸二酸)的含羥基的聚酯。
具有芳族結(jié)構(gòu)單元的增鏈劑用于樹脂的鏈增強。具有不飽和結(jié)構(gòu)單元的羥基化合物如富馬酸可以引起在固化期間的交聯(lián)密度的升高。支化或星形的羥基化合物作為增鏈劑,尤其是三元醇和更高級的醇以及聚醚和/或聚酯(其包含所述結(jié)構(gòu)單元)產(chǎn)生具有樹脂的低粘度和在反應(yīng)性稀釋劑中改進(jìn)的溶解性的支化或星形聚氨酯(甲基)丙烯酸酯。
用于制備樹脂組分(A)的可自由基聚合的樹脂的羥基官能的(甲基)丙烯?;衔飪?yōu)選為(甲基)丙烯酸羥烷基酯如(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、聚氧亞乙基(甲基)丙烯酸酯、聚氧亞丙基(甲基)丙烯酸酯或多元醇的含羥基的(甲基)丙烯酸酯如季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯和新戊二醇單(甲基)丙烯酸酯。
在此處和下文使用的名稱“(甲基)丙烯?!被颉?甲基)丙烯?;北硎緩脑撁Q開始應(yīng)當(dāng)包括丙烯?;约凹谆;?。
用于制備羥基官能的硅烷的硅烷化合物優(yōu)選為具有伯氨基或仲氨基的氨基硅烷。
硅烷化合物的硅烷基團(tuán)優(yōu)選帶有至少一個可水解基團(tuán),尤其是烷氧基。優(yōu)選地,所述硅烷基團(tuán)帶有至少一個,優(yōu)選兩個,特別優(yōu)選三個烷氧基。優(yōu)選的是具有1至4個碳原子的烷氧基,特別優(yōu)選甲氧基和/或乙氧基。
氨基官能、羥基官能或巰基官能的硅烷化合物的氨基基團(tuán)、羥基基團(tuán)或硫醇基團(tuán)優(yōu)選設(shè)置在具有1至10個C原子的有機(jī)基團(tuán),優(yōu)選具有1至4個C原子的亞烷基基團(tuán)上,所述基團(tuán)可以可選地被取代。
合適的氨基官能的硅烷化合物的實例為:
3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基-二甲氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨基丙基乙基二乙氧基硅烷、3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷、3-氨基丙基二異丙基乙氧基硅烷、3-氨基丙基三丙氧基硅烷、3-氨基丙基三丁氧基硅烷、3-氨基丙基苯基二乙氧基硅烷、3-氨基丙基苯基二甲氧基硅烷、3-氨基-丙基三(甲氧基乙氧基乙氧基)硅烷、2-氨基異丙基三甲氧基硅烷、4-氨基-丁基三甲氧基硅烷、4-氨基丁基三乙氧基硅烷、4-氨基丁基甲基二甲氧基硅烷、4-氨基丁基甲基二乙氧基硅烷、4-氨基丁基乙基二甲氧基硅烷、4-氨基丁基乙基二乙氧基硅烷、4-氨基丁基二甲基甲氧基硅烷、4-氨基丁基苯基二甲氧基硅烷、4-氨基-丁基苯基二乙氧基硅烷、4-氨基(3-甲基丁基)甲基二甲氧基硅烷、4-氨基(3-甲基丁基)甲基二乙氧基硅烷、4-氨基(3-甲基丁基)三甲氧基硅烷、3-氨基丙基苯基甲基正丙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二丁氧基硅烷、3-氨基丙基二乙基甲基硅烷、3-氨基丙基甲基雙(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、1,1-氨基十一烷基三甲氧基硅烷、N-甲基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(正丁基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基異丁基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三(2-乙基己氧基)硅烷、N-(6-氨基己基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-芐基-N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、雙(3-三甲氧基硅烷丙基)胺、雙(3-三乙氧基硅烷丙基)胺、(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基硅烷、3-(間氨基-苯氧基)丙基三甲氧基硅烷、間氨基苯基三甲氧基硅烷和/或?qū)Π被交籽趸柰椤?-(3-氨基丙氧基)-3,3-二甲基-1-丙烯基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基甲基雙(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、3-氨基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、3-氨基丙基五甲基二硅氧烷、N,N-雙-(3-三烷氧基硅烷丙基)-胺以及其混合物。
氨基官能、羥基官能或巰基官能的硅烷化合物優(yōu)選與環(huán)狀碳酸酯、內(nèi)酯和/或氨基甲酸酯反應(yīng)形成羥基官能的硅烷。
合適的環(huán)狀碳酸酯的實例為1,3-二氧戊環(huán)-2-酮(碳酸亞乙酯)、4-甲基-1,3-二氧戊環(huán)-2-酮(碳酸亞丙酯)、4-乙基-1,3-二氧戊環(huán)-2-酮(碳酸亞丁酯)、4,5-二甲基-1,3-二氧戊環(huán)-2-酮、4,4-二甲基-1,3-二氧戊環(huán)-2-酮、4-羥基甲基-1,3-二氧戊環(huán)-2-酮、4-苯氧基甲基-1,3-二氧戊環(huán)-2-酮、1,3-二氧六環(huán)-2-酮;5,5-二甲基-1,3-二氧六環(huán)-2-酮、5-甲基-5-丙基-1,3-二氧六環(huán)-2-酮、5-乙基-5-(羥基甲基)-l,3-二氧六環(huán)-2-酮;4-異丙基-5,5-二甲基-1,3-二氧六環(huán)-2-酮;4-叔丁基-5-甲基-1,3-二氧六環(huán)-2-酮、2,4-二氧雜螺[5.5]十一烷-3-酮及其混合物。
合適的環(huán)狀內(nèi)酯的實例為丙內(nèi)酯、丁內(nèi)酯和己內(nèi)酯。
在本文描述的實施方案中,優(yōu)選的環(huán)狀化合物為碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯和碳酸亞丁酯。
由氨基官能、羥基官能或巰基官能的硅烷化合物與環(huán)狀碳酸酯、內(nèi)酯或氨基甲酸酯的反應(yīng)可獲得的羥基官能的硅烷優(yōu)選對應(yīng)于下式(I):
其中,m為0、1或2,
R1為具有1至4個碳原子的烷基,
R2為具有1至4個碳原子的烷基,
R3為在鏈中具有1至10個選自C、N、S和/或O的原子的二價有機(jī)基團(tuán),
X表示O、NR4或S,
其中,R4為氫原子或具有1至10個碳原子的烷基,和
R為二官能的有機(jī)基團(tuán)。
在上述式(I)中,R3優(yōu)選具有以下結(jié)構(gòu)要素(II)
其中,n為介于1和6之間的整數(shù),
Q表示共價鍵、O或NR4,和
R4和R5彼此獨立地為氫原子或具有1至10個碳原子的烷基。
上述式(I)中的二官能基團(tuán)R優(yōu)選為具有2至10個C原子,優(yōu)選2至6個C原子的直鏈或支鏈的亞烷基。
至少二官能的異氰酸酯與羥基官能的硅烷和羥基官能的烯屬不飽和化合物的反應(yīng)這樣進(jìn)行,使得樹脂組分(A)的如此獲得的可自由基聚合的樹脂基本上不含游離異氰酸酯基團(tuán)?;旧喜缓诒疚闹幸庵杆鰳渲哂行∮?%,優(yōu)選小于1%且特別優(yōu)選小于0.3%的NCO含量。為此,羥基官能的硅烷和羥基官能的烯屬不飽和化合物一起以相對異氰酸酯基團(tuán)化學(xué)計量過量來使用。
所述反應(yīng)可以在一步反應(yīng)中進(jìn)行或在兩個分開的步驟中進(jìn)行,其中首先使羥基官能化的硅烷和異氰酸酯反應(yīng)成中間產(chǎn)物,然后使所述中間產(chǎn)物與羥基官能的自由基不飽和化合物反應(yīng)。
異氰酸酯基團(tuán)比羥基官能的硅烷的摩爾比優(yōu)選為25:1至3:1,優(yōu)選23:1至3.5:1,更優(yōu)選23:1至5:1,優(yōu)選20:1至10:1且特別優(yōu)選15:1至10:1。
基于樹脂組分(A)中的有機(jī)成分的重量計,羥基官能的硅烷的份額優(yōu)選在2重量%至7重量%,更優(yōu)選2.5重量%至6重量%且特別優(yōu)選3重量%至5重量%的范圍內(nèi)。
令人驚訝地發(fā)現(xiàn),在已經(jīng)在可自由基聚合的樹脂中的低的硅烷份額的情況下,可以實現(xiàn)與干燥的混凝土的負(fù)載量相比負(fù)載量降低明顯減小。雖然將硅烷份額提高至超過7重量%是可能的,但是沒有產(chǎn)生更佳的結(jié)果。
通過使至少二官能的異氰酸酯與羥基官能的硅烷和羥基官能的烯屬不飽和化合物反應(yīng)獲得的硅烷化的(聚)氨酯(甲基)丙烯酸酯可以單獨或與另外的可自由基聚合的樹脂如乙烯基酯、環(huán)氧基(甲基)丙烯酸酯和不飽和聚酯樹脂一起使用。
不飽和聚酯樹脂通過不飽和二羧酸如鄰苯二甲酸和/或間苯二甲酸、馬來酸和富馬酸與二醇反應(yīng)獲得。
作為環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯,通常使用(甲基)丙烯酸與雙酚-A、雙酚-F或酚醛清漆樹脂的縮水甘油基醚的縮合物。
按照根據(jù)本發(fā)明的灰泥物料的另一個實施方案,可自由基固化的樹脂可以通過使至少二官能的環(huán)氧化物與硅烷中間化合物和羧基官能的烯屬不飽和化合物反應(yīng)獲得。
硅烷中間化合物上的活性基團(tuán)(AG)在該實施方案的情況下優(yōu)選為羧基或氨基基團(tuán)。
羧基官能的烯屬不飽和化合物優(yōu)選為可選地被取代的(甲基)丙烯酸,其相對于環(huán)氧化物基團(tuán)是反應(yīng)性的。
至少二官能的環(huán)氧化物化合物優(yōu)選為雙酚-A、雙酚-F或酚醛清漆樹脂的縮水甘油基醚。
羧基官能或氨基官能的硅烷中間化合物可以通過使環(huán)狀酸酐,例如琥珀酸酐或戊二酸酐及其被取代的衍生物與氨基官能或羥基官能的硅烷在開環(huán)下反應(yīng)實現(xiàn)。此外,可以將環(huán)狀氨基甲酸酯和/或內(nèi)酰胺用作環(huán)狀化合物。
至少二官能的環(huán)氧化物的反應(yīng)可以在一步反應(yīng)或多步反應(yīng)中進(jìn)行??赡艿挠绕涫枪倌芑墓柰橹虚g化合物與仍然具有游離環(huán)氧化物基團(tuán)的環(huán)氧化物丙烯酸酯反應(yīng)。
以這種方式獲得可自由基固化的硅烷封端的環(huán)氧化物丙烯酸酯,其具有共價鍵合至樹脂的硅烷基團(tuán),基本上不含環(huán)氧化物基團(tuán),即游離環(huán)氧化物基團(tuán)的份額為低于2%,優(yōu)選低于1%且更優(yōu)選低于0.3%。
樹脂組分(A)中的用于與至少二官能的環(huán)氧化物反應(yīng)的硅烷中間化合物的份額為優(yōu)選至少2重量%,更優(yōu)選2至7重量%,基于樹脂組分(A)的有機(jī)成分計。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案,在全部上述實施方案中的樹脂組分(A)包含至少一種具有至少一個烯屬不飽和基團(tuán)的反應(yīng)性稀釋劑作為另外的成分。合適的反應(yīng)性稀釋劑尤其是(甲基)丙烯酸酯化合物以及烯丙基化合物和乙烯基化合物。
合適的反應(yīng)性稀釋劑描述于申請EP 1935860 A1和DE 19531649 A1中。優(yōu)選地,樹脂混合物包含作為反應(yīng)性稀釋劑的一種(甲基)丙烯酸酯,其中特別優(yōu)選選擇脂族或芳族C5-C15-(甲基)丙烯酸酯。合適的實例包括:(甲基)丙烯酸羥基丙酯、1,2-乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,2-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯乙酯、(甲基)丙烯酸四氫呋喃甲酯、乙基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、N,N-二甲氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二甲氨基甲基(甲基)丙烯酸酯、乙?;阴Q趸一?甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸三甲基環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、二環(huán)戊烯基氧基乙基(甲基)丙烯酸酯和/或三環(huán)戊二烯基二(甲基)丙烯酸酯、雙酚-A-(甲基)丙烯酸酯、酚醛清漆樹脂環(huán)氧二(甲基)丙烯酸酯、二[(甲基)丙烯?;?馬來?;鵠-三環(huán)-5.2.1.0.2.6-癸烷、二環(huán)戊烯基氧基氧基乙基巴豆酸酯、3-(甲基)丙烯酰氧基甲基-三環(huán)-5.2.1.0.2.6-癸烷、3-(甲基)環(huán)戊二烯基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯和癸基-2-(甲基)丙烯酸酯;PEG-二(甲基)丙烯酸酯,如PEG200-二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油縮丙酮(甲基)丙烯酸酯、環(huán)己基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙基二(甲基)丙烯酸酯、甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氫呋喃甲酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯和(甲基)丙烯酸降冰片酯。原則上也可以使用其它常規(guī)可自由基聚合的化合物(單獨或與(甲基)丙烯酸酯混合),例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、烷基化的苯乙烯如叔丁基苯乙烯、二乙烯基苯和烯丙基化合物,其中優(yōu)選的是其非要求標(biāo)記的代表。
特別優(yōu)選的反應(yīng)性稀釋劑是(甲基)丙烯酸羥丙酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯和丁二醇-1,2-二(甲基)丙烯酸酯。
反應(yīng)性稀釋劑一方面用作用于可自由基聚合的樹脂的溶劑且另一方面用作參與樹脂組分的自由基聚合的共聚單體。使用反應(yīng)性稀釋劑導(dǎo)致硬化的灰泥物料在礦物基礎(chǔ)和/或待固定的部件的表面上的粘著性的另外的改進(jìn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選的實施方案樹脂組分(A)包含至少一種用于固化劑的促進(jìn)劑。通常添加至樹脂混合物的合適的促進(jìn)劑是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。其例如為胺,優(yōu)選叔胺和/或金屬鹽。
合適的胺選自以下化合物,其例如描述于申請US 2011071234 A1中:二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、正丙胺、二正丙胺、三正丙胺、異丙胺、二異丙胺、三異丙胺、正丁胺、異丁胺、叔丁胺、二正丁胺、二異丁胺、三異丁胺、戊胺、異戊胺、二異戊胺、己胺、辛胺、十二胺、月桂胺、硬脂胺、氨基乙醇、二乙醇胺、三乙醇胺、氨基己醇、乙氧基氨基乙烷、二甲基-(2-氯乙基)胺、2-乙基己胺、雙(2-氯乙基)胺、2-乙基己胺、雙(2-乙基己基)胺、N-甲基硬脂胺、二烷基胺、乙二胺、N,N'-二甲基乙二胺、四甲基乙二胺、二亞乙基三胺、全甲基-二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五胺、1,2-二氨基丙烷、二亞丙基三胺、三亞丙基四胺、1,4-二氨基丁烷、1,6-二氨基己烷、4-氨基-1-二乙基氨基戊烷、2,5-二氨基-2,5-二甲基己烷、三甲基六亞甲基二胺、N,N-二甲基氨基乙醇、2-(2-二乙基氨基乙氧基)乙醇、雙(2-羥乙基)油烯基胺、三[2-(2-羥基-乙氧基)乙基]胺、3-氨基-1-丙醇、甲基(3-氨基丙基)醚、乙基(3-氨基丙基)醚、1,4-丁二醇-雙(3-氨基丙基醚)、3-二甲氨基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇、1-二乙基氨基-2-丙醇、二異丙醇胺、甲基-雙(2-羥丙基)胺、三(2-羥丙基)胺、4-氨基-2-丁醇、2-氨基-2-甲基丙醇、2-氨基-2-甲基-丙二醇、2-氨基-2-羥基甲基丙二醇、5-二乙基氨基-2-戊酮、3-甲基氨基丙腈、6-氨基己酸、11-氨基十一酸、6-氨基己酸乙酯、11-氨基己酸異丙酯、環(huán)己胺、N-甲基環(huán)己胺、N,N-二甲基環(huán)己胺、二環(huán)己胺、N-乙基環(huán)己胺、N-(2-羥乙基)環(huán)己胺、N,N-雙(2-羥乙基)環(huán)己胺、N-(3-氨基丙基)-環(huán)己胺、氨基甲基環(huán)己烷、六氫甲苯胺、六氫芐胺、苯胺、N-甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、N,N-二丙基苯胺、異丁基苯胺、甲苯胺類、二苯基胺、羥乙基苯胺、雙(羥乙基)苯胺、氯苯胺、氨基酚類、氨基苯甲酸及其酯、芐胺、二芐基胺、三芐基胺、甲基二芐基胺、α-苯基乙胺、二甲苯胺、二異丙基苯胺、十二烷基苯胺、氨基萘、N-甲基氨基萘、N,N-二甲氨基萘、N,N-二芐基萘、二氨基環(huán)己烷、4,4'-二氨基-二環(huán)己基甲烷、二氨基二甲基二環(huán)己基甲烷、亞苯基二胺、亞甲苯基二胺、二氨基聯(lián)苯、萘二胺、甲苯胺類、聯(lián)苯胺類、2,2-雙(氨基苯基)丙烷、氨基苯甲醚、氨基硫酚類、氨基二苯基醚、氨基甲酚、嗎啉、N-甲基嗎啉、N-苯基嗎啉、羥乙基嗎啉、N-甲基吡咯烷、吡咯烷、哌啶、羥乙基哌啶、吡咯、吡啶、喹啉、吲哚、假吲哚、咔唑、吡唑、咪唑、噻唑、嘧啶、喹喔啉、氨基嗎啉、二嗎啉乙烷、[2,2,2]-二氮雜雙環(huán)辛烷和N,N-二甲基對甲苯胺。
優(yōu)選的胺為苯胺衍生物和N,N-雙烷基芳基胺,如N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、N,N-二甲基對甲苯胺、N,N-雙(羥烷基)芳基胺、N,N-雙(2-羥乙基)苯胺、N,N-雙(2-羥乙基)甲苯胺、N,N-雙(2-羥丙基)苯胺、N,N-雙(2-羥丙基)甲苯胺、N,N-雙(3-甲基丙烯酰基-2-羥丙基)對甲苯胺、N,N-二丁氧基羥丙基對甲苯胺和4,4'-雙(二甲氨基)二苯基甲烷。
聚合物胺,如通過N,N-雙(羥烷基)苯胺與二羧酸的縮聚或通過氧化乙烯和這些胺的加聚獲得的那些同樣適合作為促進(jìn)劑。
合適的金屬鹽例如是辛酸鈷或萘甲酸鈷以及羧酸釩、羧酸鉀、羧酸鈣、羧酸銅、羧酸錳或羧酸鋯。
此外,樹脂混合物可以包含共促進(jìn)劑,尤其是當(dāng)使用過渡金屬化合物作為促進(jìn)劑時。取決于所選擇的過渡金屬化合物,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選擇合適的共促進(jìn)劑,以達(dá)到期望的固化性質(zhì)。如果使用鈷化合物作為促進(jìn)劑,則所述共促進(jìn)劑優(yōu)選為胺和/或1,3-二氧代化合物。如果使用銅化合物作為促進(jìn)劑,則所述共促進(jìn)劑優(yōu)選為胺、乙?;阴0?、鉀鹽、咪唑和/或沒食子酸鹽或其混合物。如果使用錳化合物作為促進(jìn)劑,則所述共促進(jìn)劑優(yōu)選為1,3-二氧代化合物、硫醇和/或鉀鹽或鋰鹽或其混合物。如果使用鐵化合物作為促進(jìn)劑,則所述共促進(jìn)劑優(yōu)選為1,3-二氧代化合物和/或硫醇,優(yōu)選與堿金屬鹽組合。合適的1,3-二氧代化合物為乙酰丙酮、乙?;宜狨?鹽和乙?;阴0贰?/p>
此外,樹脂組分(A)可以包含一種或更多種常規(guī)的聚合抑制劑。作為聚合抑制劑,合適的是對于可自由基聚合的化合物通常使用的聚合抑制劑,如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的那些。
為了相對于提前聚合穩(wěn)定化,樹脂混合物和反應(yīng)樹脂灰泥通常包含聚合抑制劑,如氫醌、經(jīng)取代的氫醌,例如4-甲氧基苯酚、吩噻嗪、苯醌或叔丁基鄰苯二酚,例如EP 1935860 A1或EP 0965619 A1中所描述,硝?;衔铮绕涫欠€(wěn)定的硝?;杂苫?也被稱為N-氧自由基),如哌啶基-N-氧自由基或四氫吡咯-N-氧自由基,如DE 19531649 A1中所描述。特別優(yōu)選的是將4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧自由基(下文稱為TEMPOL)用于穩(wěn)定化,其優(yōu)點在于,因此也可以調(diào)節(jié)凝膠時間。
優(yōu)選的是聚合抑制劑選自酚類化合物和非酚類化合物,如穩(wěn)定的自由基類和/或吩噻嗪類。
作為酚類聚合抑制劑(其經(jīng)常為市售自由基固化性反應(yīng)樹脂的成分),考慮酚類,如2-甲氧基苯酚、4-甲氧基苯酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,4-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚、2,4,6-三甲基苯酚、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、4,4'-硫代-雙(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4'-亞異丙基二苯酚、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯、2,2'-亞甲基二對甲酚、鄰苯二酚和丁基鄰苯二酚類如4-叔丁基鄰苯二酚、4,6-二叔丁基鄰苯二酚、氫醌類如氫醌、2-甲基氫醌、2-叔丁基氫醌、2,5-二叔丁基氫醌、2,6-二叔丁基氫醌、2,6-二甲基氫醌、2,3,5-三甲基氫醌、苯醌、2,3,5,6-四氯-1,4-苯醌、甲基苯醌、2,6-二甲基苯醌、萘醌或其兩種或更多種的混合物。
作為非酚類聚合抑制劑優(yōu)選考慮吩噻嗪類,如吩噻嗪和/或其衍生物或組合,或穩(wěn)定的有機(jī)自由基類,如加爾萬氧基(Galvinoxyl)自由基和N-氧基自由基。合適的穩(wěn)定的N-氧基自由基(硝酰基自由基)可以選自1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-醇(也稱為TEMPOL)、1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮(也稱為TEMPON)、1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基-4-羧基-哌啶(也稱為4-羧基-TEMPO)、1-氧自由基-2,2,5,5-四甲基吡咯烷、1-氧自由基-2,2,5,5-四甲基-3-羧基吡咯烷(也稱為3-羧基-PROXYL)、鋁-N-亞硝基苯基羥基胺、二乙基羥基胺,如DE19956509中所描述。此外還有合適的N-氧自由基化合物肟,如乙醛肟、丙酮肟、甲基乙基酮肟、水楊基肟、苯甲醛肟、乙二醛肟、二甲基乙二肟、丙酮-O-(芐氧羰基)肟等。此外,可以使用在羥基的對位取代的嘧啶醇化合物或吡啶醇化合物(如在非提前公開專利申請文件DE 102011077248 B1中所描述)作為聚合抑制劑。
取決于期望的性質(zhì)和樹脂混合物的用途,聚合抑制劑可以單獨或以兩種或更多種的組合使用。酚類和非酚類聚合抑制劑的組合在此可能顯示出協(xié)同效應(yīng),還有基本上無漂移地調(diào)節(jié)反應(yīng)樹脂配制劑的凝膠時間的調(diào)節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明的雙組分灰泥物料的固化劑組分(B)中所包含的用于樹脂組分(A)的可自由基聚合的樹脂的固化劑優(yōu)選包括至少一種有機(jī)過氧化物,例如過氧化二苯甲酰、甲基乙基酮過氧化物、過氧苯甲酸叔丁酯、環(huán)己酮過氧化物、過氧化月桂酰、氫過氧化異丙苯和/或過氧2-乙基己酸叔丁酯。
所述有機(jī)過氧化物優(yōu)選為鈍化的,尤其通過添加水作為鈍化劑和/或溶劑。合適的固化劑組分是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的并且可在市場上獲得。
最后,根據(jù)本發(fā)明的雙組分灰泥物料在樹脂組分(A)中和/或在固化劑組分(B)中可以包含至少一種無機(jī)填料。合適的填料的實例為石英、玻璃、剛玉、瓷器料、陶土、重晶石、硫酸鈣、石膏、滑石和/或白堊以及其混合物,其形式為砂、粉末或成型體,優(yōu)選呈纖維或球體的形式。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方案,樹脂組分(A)除了所述可自由基聚合的樹脂以外可以另外還包含水硬性或可縮聚無機(jī)化合物,如水泥,優(yōu)選不含氧化鐵的或貧氧化鐵的水泥,如鋁酸鹽水泥和/或石膏,其中在該情況下,固化劑組分(B)除了固化劑和鈍化所需的水以外還包含另外的水用于使水硬性或可縮聚無機(jī)化合物硬化。
最后,灰泥物料在樹脂組分(A)中和/或在固化劑組分(B)中還可以包含另外的常規(guī)添加物如增稠劑、液化劑(Verflüssiger)和觸變劑,如沉淀或熱解二氧化硅、膨潤土、纖維素和/或高嶺土。
根據(jù)本發(fā)明的雙組分灰泥物料優(yōu)選以藥筒、膠桶或薄膜袋的形式存在,其特征在于,其包括兩個或更多個彼此分開的室,在所述室中將灰泥物料的樹脂組分(A)和固化劑組分(B)反應(yīng)抑制性地彼此分開布置。
根據(jù)本發(fā)明的雙組分灰泥物料可以有利地具有樹脂組分(A)和固化劑組分(B)的以下總組成:
為了目標(biāo)應(yīng)用,將樹脂組分(A)和固化劑組分(B)從分開的室中排空并在合適的裝置例如靜態(tài)混合器中混合。然后將由樹脂組分(A)和固化劑組分(B)組成的混合物借助已知的灌注裝置引入事先凈化的鉆孔中。隨后將待固定的部件插入灰泥物料并調(diào)整。固化劑組分(B)的固化劑引發(fā)樹脂組分(A)的自由基聚合,使得灰泥物料在環(huán)境條件下在幾小時內(nèi)硬化。通過水解和縮合,共價鍵合在組分(A)的樹脂上的硅烷基團(tuán)進(jìn)行后交聯(lián),由此即使在濕的或僅不足凈化的鉆孔中持久地實現(xiàn)高負(fù)載量。
根據(jù)本發(fā)明的雙組分灰泥物料不僅產(chǎn)生高的負(fù)載量,而且即使在濕的鉆孔的情況下和/或在引入礦物基礎(chǔ)的鉆孔的差的凈化的情況下也是如此。令人驚訝地顯示,這樣的高的負(fù)載量即使經(jīng)過更長的時間也保持穩(wěn)定。只能認(rèn)為在可自由基聚合的樹脂處的硅烷基團(tuán)的共價鍵已經(jīng)在引發(fā)聚合之前導(dǎo)致比灰泥物料硬化期間聚合物鏈中的硅烷化合物的聚合更穩(wěn)定的聚合物骨架。同時,硅烷基團(tuán)保持足夠靈活,以通過彼此縮合或與礦物基礎(chǔ)或灰泥物料的填料上的羥基縮合產(chǎn)生改進(jìn)的粘著性。
本發(fā)明的主題因此還有根據(jù)本發(fā)明的雙組分灰泥物料用于將部件,尤其是錨固螺紋栓、配筋、螺紋套管和螺栓化學(xué)固定在存在于礦物基礎(chǔ),優(yōu)選混凝土中的鉆孔中的用途。
本發(fā)明的另外的優(yōu)點由以下實施例得以表明,然而不以任何方式限制性地理解所述實施例。
實施例1
制備參比樹脂(UMA-REF)
將743.4g甲基丙烯酸羥丙酯(HPMA)完全預(yù)置于反應(yīng)器中,添入0.188g 4-羥基-2,2,6,6-四甲基-哌啶基-1-氧自由基(TEMPOL)和0.0753g吩噻嗪作為聚合抑制劑以及0.151g二月桂酸二辛基錫(TIBTM KAT 216;TIB Chemicals AG)作為促進(jìn)劑并升溫至60℃。
隨后在攪拌下滴加234.6g聚亞甲基聚苯基異氰酸酯(PMDI),其中內(nèi)部溫度升高至約80℃-90℃。在添加結(jié)束之后,繼續(xù)攪拌混合物直至NCO含量降低至低于0.3%。在此,內(nèi)部溫度不可以降至低于80℃。以已知的方式通過滴定法(DIN EN 1242)測定NCO含量。
在繼續(xù)反應(yīng)結(jié)束之后,添加6.75g TEMPOL并溶解15min。隨后添加25.5g甲苯胺作為促進(jìn)劑并在攪拌下溶解約30min之久。然后添加226g HPMA和489g丁二醇-1,4-二甲基丙烯酸酯(BDDMA)作為反應(yīng)性稀釋劑。將全部反應(yīng)混合物在攪拌下冷卻至約30℃。
實施例2
制備羥基官能的硅烷
在圓底燒瓶中,將114.52g(1.3mmol)碳酸亞乙酯和287.21g(1.297mmol)3-氨基丙基三乙氧基硅烷(DynasilanTM AMEO;Evonik)在35℃攪拌2.5小時之久并且還在室溫攪拌12小時之久。在IR光譜儀中研究的樣本顯示碳酸亞乙酯完全反應(yīng)。
實施例3
制備硅烷封端的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯樹脂(UMA-3)
將49.52g來自實施例2的(3-(三乙氧基硅烷)丙基)氨基甲酸2-羥乙酯、71.1g HPMA和490g BDDMA預(yù)置于反應(yīng)器中,添入0.188g TEMPOL、0.0753g吩噻嗪以及0.151g二月桂酸二辛基錫(TIBTM KAT 216;TIB Chemicals AG)并升溫至50℃。隨后在攪拌下滴加234.6g聚亞甲基聚苯基異氰酸酯(PMDI),其中內(nèi)部溫度升高至約80℃-90℃。隨后添加397g HPMA并且繼續(xù)在60℃攪拌3.5小時之久。在添加結(jié)束之后,繼續(xù)攪拌混合物直至NCO含量降低至低于0.3%(通過滴定法根據(jù)DIN EN 1242測定)。在此,內(nèi)部溫度不應(yīng)當(dāng)降低至低于80℃。
在繼續(xù)反應(yīng)結(jié)束之后,添加6.75g TEMPOL并溶解15min。隨后添加25.5g甲苯胺并在攪拌下溶解約30min之久。接著添加226g HPMA。將全部反應(yīng)混合物在攪拌下冷卻至約30℃。
以相同的方式制備作為樹脂組分(A)的可自由基聚合的樹脂,其具有約1.6重量%、3.3重量%、6.6重量%和9.5重量%的不同份額的羥基官能硅烷(2-羥乙基-(3-(三乙氧基硅烷)丙基)氨基甲酸酯)。
如此獲得的樹脂組分UMA-1.5、UMA-3、UMA-6和UMA-9以及對比樹脂UMA-REF的組成在下表1中給出。
表1
*)TEMPOL=4-羥基-2,2,6,6-四甲基-哌啶基-1-氧自由基
實施例4
基于氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯樹脂的雙組分灰泥物料
首先如下準(zhǔn)備雙組分灰泥物料的樹脂組分(A):39.3g在上表1中給出的樹脂,即對比樹脂UMA-REF和硅烷封端的樹脂UMA-1.5、UMA-3、UMA-6和UMA-9,與37.2g石英砂(例如S32)、20.5g鋁酸鹽水泥和3g疏水性熱解二氧化硅在溶解器中在真空下均質(zhì)化成不含空氣氣泡的糊狀物料。
對比樹脂UMA-REF不包含烷氧基硅烷,而樹脂UMA-1.5、UMA-3、UMA-6和UMA-9各自包含給定量的與基礎(chǔ)樹脂共價鍵合的硅烷化合物。將以該方式獲得的樹脂組分(A)引入膠桶中。
作為雙組分灰泥物料的固化劑組分(B),使用含水的過氧化苯甲酰懸浮液,其包含64重量%的石英粉末和熱解二氧化硅混合物形式的填料、12.4重量%過氧化苯甲酰和剩余量的水并將其裝入第二膠桶。
為了用作固定部件的化學(xué)灰泥物料,將樹脂組分(A)和固化劑組分(B)從膠桶中壓出并通過靜態(tài)混合器引導(dǎo),由此開始所述組分在反應(yīng)樹脂和可選的水泥的固化下的反應(yīng)。將反應(yīng)中的物料注入鉆孔,在其上插入待固定的部件并調(diào)整。
實施例5
為了測定用所述雙組分灰泥物料達(dá)到的負(fù)荷量,使用高強度錨固螺紋栓M12,將其楔入具有根據(jù)本發(fā)明的雙組分灰泥物料的直徑為14mm和鉆孔深度為72mm的鉆孔。在室溫下在預(yù)定硬化時間之后,通過從中心拔出具有緊密支撐的錨固螺紋栓確定平均失效負(fù)荷并測定五個錨的平均失效負(fù)荷。
使用空心鉆制備所研究的鉆孔,其中鉆孔粉末已經(jīng)在鉆孔過程期間通過連接的真空吸塵器除去。以該方式可以省略單獨凈化鉆孔。
為了確定干燥水泥(對比)中的負(fù)荷量,使錨固栓位于灰泥物料中并在室溫硬化4小時之久。
為了確定濕的水泥中的負(fù)荷量,用水填充鉆孔,之后使水作用一天。然后抽吸水并使用灰泥物料放置錨固栓?;夷辔锪系挠不谑覝剡M(jìn)行24小時。
使用具有根據(jù)實施例1和3的樹脂組成的在實施例4中描述的灰泥配方獲得的干燥鉆孔和濕的鉆孔的粘結(jié)應(yīng)力匯總在下表2中:
表2
如由上表2可以看出,根據(jù)本發(fā)明的雙組分灰泥物料不僅產(chǎn)生錨固栓在干燥的混凝土上的改進(jìn)的粘著,而且在濕的鉆孔中應(yīng)用的情況下產(chǎn)生負(fù)荷量的明顯更弱的減少。顯而易見還有,具有僅約3重量%份額的共價鍵合至基礎(chǔ)樹脂上的硅烷((3-(三乙氧基硅烷)丙基)氨基甲酸2-羥乙酯)的灰泥物料UMA-3在濕的鉆孔中產(chǎn)生負(fù)荷量減小的最佳值。硅烷份額升高至超過約7重量%沒有顯示出優(yōu)點。經(jīng)硬化的灰泥物料的性能改進(jìn)也是老化穩(wěn)定的并且在許多周之后仍然得以保持。
在下表3中給出了根據(jù)本發(fā)明的樹脂組合物中相對于羥基官能的硅烷化合物的份額的所使用的異氰酸酯的NCO基團(tuán)的摩爾份額。
表3
可以看出,介于約15:1至5:1之間的羥基官能的硅烷的NCO基團(tuán)比OH基團(tuán)的摩爾比對于經(jīng)硬化的灰泥物料的機(jī)械性質(zhì)的改進(jìn)而言是特別有利的。