具有矽烷添加劑的可自由基聚合的加固灰漿的製作方法

2023-06-12 10:40:01

專利名稱：具有矽烷添加劑的可自由基聚合的加固灰漿的製作方法
具有矽烷添加劑的可自由基聚合的加固灰漿本發明涉及用於將錨定裝置嵌入孔或縫隙中的灰漿中、基於通過自由基固化(引 發後，例如使用固化劑)的不飽和反應性樹脂的雙組分或多組分加固灰漿，並且涉及其用於將錨定裝置嵌入孔或縫隙中的灰漿中的應用。基於極其廣泛種類的形成聚合物的組分的一系列的合成灰漿體系是已知的，其有時為單組分體系的形式並且有時為雙組分或多組分體系的形式，其用於將錨定裝置例如螺釘等嵌入孔，例如鑽孔，或縫隙中的灰漿中，這些孔和縫隙在每一情形下位於固體基底例如磚石或混凝土中。另一些組件例如立面覆蓋物然後可以固定在錨定裝置上。將錨定裝置嵌入灰漿中一方面基於在合成灰漿與錨定元件和/或孔或縫隙的潤溼表面之間的材料鎖合(Stoffschluss)意義上的粘合效應，並且另一方面基於形狀鎖合，例如通過使用合成灰漿包圍錨定元件和/或孔或縫隙的突起或凹進的截面。尤其合適的體系的例子是基於不飽和反應性樹脂和合適的固化劑的那些。FIS V 360 S (fischerwerke GmbH & Co. KG, Waldachtal,德國)是市場上確立其地位的用於將錨定裝置嵌入灰漿的雙組分合成灰漿體系的非常成功的例子，其基於組分A中的乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯和在空間上隔離的組分B中的作為這種固化劑之一的過氧化二苯甲醯，並且在每一組分中另外有其它的組分。即使在潮溼和髒的孔中，這種合成灰漿體系也表現出對於固定而言非常好的性能，但新的規章尤其提高了要求，包括相對高的溼度和殘餘汙物的條件，例如符合EuropeanOrganisation for Technical Approvals (EOTA) (2001): ETAG N° 001, 2006 年 11月版，Leitlinie fiir die europaische technische Zulassung fiir Metalldiibel zurVerankerung in Beton,第5部分連接螺栓，2008年2月，5. I. 2. I (b)下的指南中描述的條件，其中描述了尤其使用電錘鑽藉助窄的支撐物在非裂化的混凝土 C 20/25中的試驗。這裡(對於下述的發明)，在潮溼基底中鑽孔清洗技術的影響例如如下試驗，當鑽孔並且將孔清洗以及安裝錨定元件時，錨定區域中的混凝土必須是水飽和的
I.在混凝土基底中鑽出具有約0.5 X d0 (d0 =待測試的鑽孔直徑)直徑的孔至待測試的錨定深度。2.將孔用水填滿並且保持填滿8天，直到水滲濾到混凝土中離鑽孔的軸I. 5 d至
2d的距離。3.從鑽孔中排出水。4.在待測試的直徑(Ici下鑽出最終的孔。然後用生產商提供的手動泵和刷子清洗孔，採用以下步驟用手動鼓風機的一次鼓風操作/用手動刷的一次刷洗操作/用手動鼓風機的一次鼓風操作。然後引入加固灰漿(例如在下文的發明的實施例中在試驗中使用具有靜態混合機的2-組分盒)和M12錨定元件。在預先規定的溫度相關的最小固化時間後,然後用窄的支撐物,如europjiischetechnische Zulassung fiir Metalldiibel zur Verankerung in Beton,第 5 部分:連接螺栓，2008年2月版，5. O圖2下所述的那樣進行粘合失效試驗，以確定嵌入灰漿中的錨定裝置的粘合失效力，例如在下文中示範性給出或者用於下文總的描述的發明的例子中那樣，如下
在試驗中，已知的自由基固化的不飽和反應體系已經表現出非常好的粘合失效負荷，但新的試驗體系和方法設置了進一步的要求，使得目標在於即使在那些困難的條件下實現甚至更好的性能，例如特別是甚至更高的粘合失效負荷。現已驚奇地發現，加入某種矽烷對於這種已知的自由基固化的不飽和反應性樹脂具有有利的影響，尤其是使得可以實現更高的粘合失效負荷，該矽烷例如具有或不具有能參與和基於自由基固化的不飽和反應性樹脂的加固灰漿聚合的反應性基團，且在任何情形下具有Si鍵接的可水解基團。因此在第一實施方案中，本發明涉及用於將錨定裝置嵌入孔或縫隙中的灰漿中、基於自由基固化的不飽和反應性樹脂的雙組分或多組分加固灰漿，特徵在於除了反應性樹脂外，其包括(早至固化反應開始前)一種或多種矽烷和與矽烷在空間上隔離(例如在第二組分中)的固化劑，以及另外任選進一步的常規添加劑，所述矽烷不包括或者包括至少一個氨基、仲氨基、巰基、環氧基、異氰酸根合基團、烯基、(甲基)丙烯醯基和/或酐基，尤其是(甲基)丙烯醯基，並且同時包括至少一個Si鍵接的可水解基團。在進一步的實施方案(=實施形式)中，本發明涉及雙組分或多組分加固灰漿用於將錨定裝置固定在孔或縫隙中的應用，其中所述加固灰漿基於自由基固化的不飽和反應性樹脂，並且除了反應性樹脂外，包括(早至固化反應開始前)一種或多種矽烷和第二組分中與矽烷在空間上隔離的固化劑(在前文和下文中，自由基固化的不飽和反應性樹脂將被理解為沒有或者有包含不飽和基團的反應性稀釋劑和任選包括不飽和基團的矽烷)，以及另外任選進一步的常規添加劑，所述矽烷不包括或者包括至少一個氨基、仲氨基、巰基、環氧基、異氰酸根合基團、烯基、(甲基)丙烯醯基和/或酐基，尤其是(甲基)丙烯醯基，並且同時包括至少一個Si鍵接的可水解基團，所述加固灰漿用於將錨定裝置嵌入孔或縫隙中的灰漿中，其中將所述合成樹脂體系和一個或多個錨定裝置依次或同時引入一個或多個孔或縫隙，並且使加固灰漿固化(通過使固化劑與包含自由基固化的反應性樹脂的組分混合)。本發明進一步的實施方案涉及用於將錨定裝置嵌入孔或縫隙中的灰漿中的相應工藝和方法，其中使用雙組分或多組分加固灰漿以將錨定裝置嵌入灰漿中，其中所述雙組分或多組分加固灰漿基於自由基固化的不飽和反應性樹脂，並且除了反應性樹脂外，包括(早至固化反應開始前)一種或多種矽烷和第二組分中與矽烷在空間上隔離的固化劑，以及另外任選進一步的常規添加劑，所述矽烷不包括或者包括至少一個氨基、仲氨基、巰基、環氧基、異氰酸根合基團、烯基、(甲基)丙烯醯基和/或酐基，尤其是(甲基)丙烯醯基，並且同時包括至少一個Si鍵接的可水解基團，其中將所述加固灰漿和錨定裝置依次，尤其是首先為雙組分或多組分加固灰漿並且然後是錨定裝置，或同時引入基材中的孔或縫隙，並且使加固灰漿(通過使固化劑與包含自由基固化的反應性樹脂的組分混合)固化。不希望最終被該解釋的嘗試所束縛，矽烷添加劑可與孔或縫隙中的潤溼基材表面產生更好的接觸，無論其是形狀鎖合和/或材料鎖合。非常驚奇的是通過該體系不僅充分容忍甚至高的比例，而且甚至可以得到尤其有效的根據本發明的加固灰漿。所得的固化合成灰漿(其用於將錨定系統嵌入灰漿，可能是薄層的)也可以具有改進的內部內聚力，這同樣將有助於高粘結失效值。這是本發明尤其令人驚奇的方面。根據本發明的加固灰漿還令人驚奇地表現出就它們在拉應力區，即在裂化的混凝土中的有效性而言尤其好的性能。還可以積極地影響機械性能，例如最大斷裂伸長率和拉伸模量。完全令人驚奇的是還發現改進的儲存穩定性，例如在具有根據本發明的加固灰漿組分的兩室匣的情形中。固化的物料因此優選為具有〉0.5 GPa，優選〉I GPa的拉伸模量，〉I MPa，優選> 5 MPa的拉伸強度，和〈10 %，優選〈5 %，尤其是〈2 %的斷裂伸長率(根據DIN EN ISO527測量)，以及〉5 MPa，優選〉10 MPa，尤其是〉20 MPa的抗壓強度(根據DIN EN ISO604測量)的高強度、低柔性固體。還發現增加的儲存穩定性，其可以實施例中描述的方式測量。最後，與不加入娃燒的相應合成灰眾相比，根據European Organisation forTechnical Approvals (EOTA) (2001) : ETAG N° 001, 2006 年 11 月版，europjiischetechnische Zulassung fiir Metalldiibel zur Verankerung in Beton,第 5 部分:連接螺栓，2008年2月的指南的方法，也可以發現在裂化的混凝土中增加的有效性。下文中的定義用于澄清某些術語或符號並且描述本發明的特別的實施方案；在上文和下文所述的本發明的實施形式中，單個、一些或全部術語或符號可以被更多的特定定義代替，得到本發明的特別的實施方案。在重量以百分比(重量％)給出的情況下，除非另外說明，它們基於加固灰漿的所有組分(液體和糊劑形式的最終配製的狀態)的反應物和添加劑的總質量，即是說沒有包裝，即全部相關的反應性樹脂製劑的質量。在本發明的特別的實施方案中，不帶有或者帶有至少一個氨基、仲氨基、巰基、環氧基、異氰酸根合基團、烯基、(甲基)丙烯醯基(優選)和/或酐基，並且包括至少一個Si鍵接的可水解基團的一種或多種矽烷為式I的那些，在本發明的特別的實施方案中，可以(至少還)使用表現出α效應的那些矽烷，即是說例如其中上式I中η和在可用的情況下η*為I的那些(在式I中η = 1，並且在可用的情況下η* = 1)，例如3-(甲基)丙烯醯基氧基甲基三烷氧基(例如三甲氧基)矽烷。可以包括另一些具有可水解基團的矽烷，例如(基於所有矽烷的總重量)至多80重量％，至多70重量％，至多60重量％，至多50重量％，至多40重量％，至多30重量％，至多20重量％或至多10重量％ -這意味著例如，烷氧基矽烷化合物或矽烷交聯劑，如乙烯基烷氧基矽烷，例如乙烯基三甲氧基矽烷或乙烯基三乙氧基矽烷或者(聚)矽酸的酯(例如Dynasilan 40 (聚娃酸乙酯)或 Dynasylan A, Evonik GmbH, Frankfurt am Main,德國)，或者它們的兩種或更多種的混合物。包括環氧基和/或異氰酸酯基團和/或(甲基)丙烯醯基和/或另外的酐基，並且包括至少一個Si鍵接的可水解基團的矽烷將被理解為尤其是帶有一個或多個選自環氧基、異氰酸酯或優選地(甲基)丙烯酸酯(其將被理解為丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯)和(另外)酐基以及至少一個Si鍵接的可水解基團的那些，例如相應優選的式II的矽烷，-Si (Rb) 3-t (L)t(II)，
其中
Y表示(甲基)丙烯醯氧基或(另外)異氰酸根合(-N=C=O)、環氧烷氧基，或酐基；Rb彼此獨立地表示烷基、芳烷基或芳基，優選烷基，
L表不可水解基團，尤其是燒氧基，a表不正整數,尤其為I 一 10,更尤其為I 一 3 ;和t表不I — 3。本發明的特別的實施方案涉及其中Y表示(甲基)丙烯醯氧基並且其它符號如前段中定義的式II的那些矽烷，因為它們不僅能夠彼此聚合而且能夠與自由基固化的不飽和反應性樹脂的不飽和基團聚合。本文公開的發明主題的另一特定實施方案包括式III的矽烷或者其的應用，Si(RB)4_t (L)t(III)，
其中Rb彼此獨立地表示烷基、烯基、芳烷基或芳基，優選烷基或烯基，
L表不可水解基團，尤其是燒氧基，
和
t表示1—4。具有兩種或更多種在前兩段中所述的式1、11和/或III的矽烷的混合物，或者其在每一情形中的應用也形成根據本發明的實施形式的特定變型。在本公開中，芳基通常優選為具有6 — 18個碳原子的芳族基團，例如苯基、萘基或甲苯基。在本公開中，芳烷基通常為與如上定義的烷基鍵接的如上定義的芳基，例如苄基或苯乙基，但在本公開中的列舉情形中，其可以優選被省略。環烷基尤其表示在環中具有3 - 20個碳原子，優選具有3 - 10個碳原子的單、二或三環，優選單環的環烷基，尤其為環戊基或環己基。環氧烷基優選表示被環氧基取代而形成環的如上定義的烷基。環氧烷基(以及在環氧烷氧基中)尤其為環氧基-C1-C7-烷基，例如尤其優選地，例如尤其為下式的(2，3-環氧基-丙-I-基)
權利要求
1.用於將錨定裝置嵌入孔或縫隙中的灰漿中的、基於自由基固化的不飽和反應性樹脂的雙組分或多組分加固灰漿，特徵在於其包括矽烷和在空間上隔離(參見上面)的固化劑，所述矽烷具有或不具有能參與和基於自由基固化的不飽和反應性樹脂的合成樹脂的聚合的反應性基團，且在任何情形下具有Si鍵接的可水解基團。
2.根據權利要求I的加固灰漿，特徵在於其部分或者僅僅包括一種或多種不帶有或者帶有至少一個氨基、仲氨基、巰基、環氧基、異氰酸根合基團、烯基、(甲基)丙烯醯基和/或酐基，並且包括至少一個Si鍵接的可水解基團的矽烷作為矽烷。
3.根據權利要求I的加固灰漿，特徵在於其部分或者僅僅包括式I的矽烷作為矽烷[R1-X-(CH2)n-Jp-Si (Rb)q (L)t(I)其中X表示S或NH或O或NCO或者沒有；當R1表示酐基時，X為沒有(=不存在)；R1表不沒有、氧、環燒基、燒基、氣基燒基、環氧燒基、(甲基)丙稀酸基、芳基、芳燒基、醯基、雜環基(尤其是酐基)或式-[(CH2)nJp<rSi(RB%_t*(L*)t*的基團，其中在每一情形下與其它基團獨立地，Rb*具有如下面Rb的定義，L*具有如下面L的定義，並且η*、ρ*和t*在每一情形下如下面所定義；當X表示S時R1是氫；當R1是環氧烷基或(甲基)丙烯醯基時X是O ;當X表示NCO (=異氰酸根合)時R1為沒有；Rb彼此獨立地表示烷基、烯基、芳烷基或芳基，優選烷基或烯基，L表不可水解基團，尤其是燒氧基，η和η*，如果η*存在的話，彼此獨立地表示正整數，尤其為I 一 10 ;P表示0 — 3,並且P*,如果存在的話,獨立地表示I 一 3 ;q表不0 — 2 ;和t表示I 一 4,並且t*,如果存在的話,獨立地表示I 一 3,條件是P + q + t = 4,並且如果p*存在的話，p* + (3-t*) + t* = 4。
4.根據權利要求I一 3任一項的加固灰漿，特徵在於，其中所述矽烷至少部分還是表現出α效應的矽烷。
5.根據權利要求I一 4任一項的加固灰漿，特徵在於所述矽烷部分或者僅僅具有能參與和基於自由基固化的不飽和反應性樹脂的合成樹脂的聚合的反應性基團。
6.根據權利要求I一 5任一項的加固灰眾,特徵在於其部分或者僅僅包括式III的娃烷作為矽烷Si(RB)4_t (L)t(III)其中Rb彼此獨立地表示烷基、烯基、芳烷基或芳基，優選烷基或烯基，L表不可水解基團，尤其是燒氧基，和t表示1—4。
7.根據權利要求I一 6任一項的加固灰漿，特徵在於存在選自以下的一個或多個作為娃燒中的Si鍵接的可水解基團齒素、麗I虧基團、氣基、氣氧基、疏基、酸氧基、芳氧基、芳燒氧基和尤其是燒氧基。
8.根據權利要求I一 7任一項的加固灰漿，特徵在於其在固化劑中包括水。
9.根據權利要求I一 8任一項的加固灰漿，特徵在於其在包括自由基固化的不飽和反應性樹脂和矽烷的組分中包含水泥(例如波特蘭水泥或氧化鋁水泥)。
10.根據權利要求I一 9任一項的加固灰漿，特徵在於包括以下物質作為矽烷3_氨基丙基二燒氧基娃燒、3-縮水甘油氧基丙基二燒氧基娃燒、雙(3_ 二燒氧基甲娃燒基丙基)胺、N-(燒基)-3-氨基丙基二燒氧基娃燒、3-疏基丙基二燒氧基娃燒，或者尤其是3-(甲基)丙稀酸氧基丙基二燒氧基娃燒、稀基二燒氧基娃燒或四燒氧基娃燒，或燒氧基聚娃酸酯或者它們的兩種或更多種的混合物。
11.根據權利要求I一 10任一項的加固灰漿，特徵在於部分或者僅包括以下物質作為娃烷3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-(甲基)丙烯醯氧基甲基三甲氧基矽烷、3-(甲基)丙烯醯氧基甲基三乙氧基矽烷、乙烯基二甲氧基娃燒、乙稀基二乙氧基娃燒或四乙氧基娃燒、四甲氧基娃燒、四丙氧基娃燒，或者聚矽酸乙酯或聚矽酸丙酯，或者它們的兩種或更多種的混合物。
12.根據權利要求I一 11任一項的加固灰漿，特徵在於在有或沒有反應性稀釋劑的存在下，部分或僅僅包括選自以下的一種或多種作為自由基固化的不飽和反應性樹脂丙烯酸，甲基丙烯酸，單、二、三或聚(甲基)丙烯酸酯或單、二、三或聚甲基丙烯酸酯，環氧(甲基)丙烯酸酯，氨基甲酸酯_(甲基)丙烯酸酯或脲_(甲基)丙烯酸酯，和具有不飽和羧酸組分的不飽和聚酯樹脂。
13.根據權利要求I一 12任一項的加固灰漿，特徵在於作為自由基固化的不飽和反應性樹脂，部分或僅僅包括下式的一種或多種其中η表示大於或等於I的數，但當存在具有不同η值的不同分子的混合物並且其由所述式表示時，非整數值也能作為平均值；和/或下式的一種或多種
14.根據權利要求I一 13任一項的加固灰漿，特徵在於其為雙組分體系，尤其為兩室匣或者沒有或有靜態混合機的兩室盒的形式。
15.根據權利要求I一 14任一項的加固灰漿用於將錨定裝置嵌入孔或縫隙中的灰漿中的應用，其中將所述加固灰漿和錨定裝置引入孔或縫隙並且使該加固灰漿固化。
16.將錨定元件嵌入孔或縫隙中的灰漿中的工藝或方法，其中使用根據權利要求I一14任一項的加固灰漿以將錨定裝置嵌入灰漿中，其中將所述加固灰漿和錨定裝置引入孔或縫隙中並且使該加固灰漿固化。
17.根據權利要求I一 14任一項的加固灰漿，尤其是根據權利要求15的應用，用於將錨定裝置，例如商購獲得的螺杆，嵌入拉應力區中，即嵌入裂化的混凝土或者另外有裂化風險的混凝土中，的灰漿中。
全文摘要
用於將錨定裝置嵌入到孔或縫隙中的灰漿中、基於自由基固化的不飽和反應性樹脂的雙組分或多組分加固灰漿，該加固灰漿包括矽烷和與矽烷在空間上隔離的固化劑，所述矽烷可以具有或不具有能參與和基於自由基固化的不飽和反應性樹脂的合成樹脂聚合的反應性基團，且在任何情形下具有Si鍵接的可水解基團。
文檔編號C04B28/04GK102947243SQ201080057798
公開日2013年2月27日 申請日期2010年11月16日 優先權日2009年12月18日
發明者J.格呂恩, M.福格爾, C.施密特, C.施倫克, C.魏內爾特 申請人:費希爾廠有限責任兩合公司