CN102190453B - 双组分砂浆组合物及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种双组分砂浆组合物，其具有可固化树脂组分(A)和与其抑制反应地分开设置的固化剂组分(B)，其中所述可固化树脂组分(A)包含30至45重量％的至少一种可自由基聚合的树脂、30至45重量％的填料、15至25重量％的水泥和1至8重量％的增稠剂，所述固化剂组分(B)包含1至20重量％的过氧化物、10至35重量％的水、40至80重量％的填料和0.5至5重量％的增稠剂，前提是，树脂组分或者固化剂组分的成分的含量的总和各自为100重量％，其特征在于，所述树脂组分(A)包含0.01至5重量％的无机和/或有机的酸和/或其盐和酯，以及还描述了其用于通过树脂组分(A)与固化剂组分(B)的化学反应来固定矿物基底中的钻孔中锚固件的用途。

Description

双组分砂浆组合物及其应用
技术领域
本发明的主题是一种具有可固化树脂组分(A)和与其抑制反应地分开设置的固化剂组分(B)的双组分砂浆组合物，其中所述可固化树脂组分(A)包含30至45重量％的至少一种可自由基聚合的树脂、30至45重量％的填料、15至25重量％的水泥和1至8重量％的增稠剂，所述固化剂组分(B)包含1至20重量％的过氧化物、10至35重量％的水、40至80重量％的填料和0.5至5重量％的增稠剂，前提是，树脂组分或者固化剂组分的成分的含量的总和各自为100重量％；以及本发明的主题是其用于通过树脂组分(A)与固化剂组分(B)的化学反应来固定矿物基底中的钻孔中锚固件(Verankerungsmitteln)的用途。
背景技术
也称为化学销固组合物(Dübelmassen)的双组分砂浆组合物的树脂组分通常由有机树脂基体，亦即可固化树脂组分，和与其抑制反应地分开设置的固化剂组分组成。该树脂组分除了至少一种可自由基聚合的树脂之外通常还含有无机填料如砂、水泥、增稠剂等。无论出于成本原因还是出于效率提高的原因，对其通常希望实现一种尽可能高的有机基质的填充度，亦即在树脂组分中高的填料含量。其中所产生的一个问题在于，通常随着树脂组分的填充度越高，制成的砂浆组合物的压出力强烈升高，这对于使用者(在操作挤压设备时很快疲劳)和所用的挤压设备(由于提高的力而缩短的使用寿命)而言都带来了困难。
传统的用于在给定的树脂组分填充度下减小压出力的方法在于例如减少增稠剂份额，或者在于有目的地在树脂组分中引入特定尺寸和分布的空气泡(参见WO2008/058588)。
但是，减少树脂组分的增稠剂份额通常导致总粘度强烈降低，这又可能在使用砂浆组合物时导致问题，特别是在扬头应用中。特意地在树脂组分中引入空气泡又可能减小产品的复合体承载能力因为可能降低通过固化而形成的复合材料的抗压强度。
发明内容
本发明的任务现在于降低高度填充的双组分砂浆组合物的压出力，同时不必忍受所述的现有技术缺陷。
现已令人惊奇地发现，这一任务可以通过向双组分砂浆组合物的树脂组分中添加少量的无机和/或有机的酸和/或其盐和酯来解决。
因此，本发明涉及根据权利要求1的双组分砂浆组合物。从属权利要求涉及本发明主题的优选实施方式，以及所述双组分砂浆组合物用于通过树脂组分与固化剂组分的化学反应而固定在矿物基底如混凝土、砖体或天然石料中的钻孔中的锚固件如锚固杆等的用途。
因此，本发明涉及一种具有可固化树脂组分(A)和与其抑制反应地分开设置的固化剂组分(B)的双组分砂浆组合物，其中所述可固化树脂组分(A)包含30至45重量％的至少一种可自由基聚合的树脂、30至45重量％的填料、15至25重量％的水泥和1至8重量％的增稠剂，所述固化剂组分(B)包含1至20重量％的过氧化物、10至35重量％的水、40至80重量％的填料和0.5至5重量％的增稠剂，前提是，树脂组分或者固化剂组分的成份的含量的总和各自为100重量％，其特征在于，所述树脂组分(A)包含0.01至5重量％的无机和/或有机的酸和/或其盐和酯。
优选地，所述树脂组分(A)包含无机的路易斯酸作为无机酸，优选是选自以下的化合物：磷酸(H3PO4)，式MIH2PO4的一代磷酸盐，式MI 2HPO4的二代磷酸盐，式MI n+2PnO3n+1或MI nH2PnO3n+1的低聚磷酸，其中n具有2至10的值；式MI n+2PnO3n+1或MI nH2PnO3n+1的多磷酸，其中n具有＞10的值，亚磷酸(H3PO3)，式MIH2PO3的一代膦酸盐，式MI 2HPO3的二代膦酸盐，其中MI表示一价的金属等价物，式Si(OH)4、Al(OH)3、H3BO3、H3AsO3、As2O3、H3SbO3、H3SbO4、Sb2O3、FeCl3、CuCl2和ZnCl2的化合物和它们的混合物。
作为一价的金属等价物MI的优选是碱金属和碱土金属，优选如锂、钠、钾、镁和钙的一价的金属等价物。
根据一个优选的实施方式，根据本发明的双组分砂浆组合物在树脂组分(A)中包含选自如下的化合物作为有机酸：脂族和芳族的羧酸，有机的脂族和芳族磷酸，有机的脂族和芳族膦酸，有机的脂族和芳族磺酸和它们的盐。
特别优选地，作为脂族和/或芳族羧酸的是甲酸、乙酸、丙酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、乳酸、丙酮酸、柠檬酸、富马酸、马来酸、苯甲酸、水杨酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸以及它们的盐，作为有机的脂族磷酸的是磷酸酯如甲基丙烯酸羟乙基酯磷酸酯(HEMA磷酸酯)，作为脂族膦酸的是乙烯基膦酸及其盐和作为脂族和芳族的磺酸的是甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、磺胺(Sulfanyl)酸及其盐。
作为所述酸的盐的特别优选是碱金属盐和碱土金属盐，尤其是锂盐、钠盐、钾盐、镁盐和钙盐。
优选所述树脂组分(A)以0.01至2.0重量％、更优选0.05至1.0重量％的量含有无机和/或有机的酸和/或其盐和酯。
有利的是，本发明的双组分砂浆组合物的树脂组分(A)包含选自如下的至少一种代表作为可自由基聚合的树脂：不饱和的聚酯树脂、乙烯基酯树脂和乙烯基酯聚氨酯树脂。其中，作为乙烯基酯树脂的是多环氧化物与不饱和单羧酸的加合产物，优选基于双酚A的乙烯基酯树脂、由环氧-线型酚醛树脂和(甲基)丙烯酸形成的乙烯基酯树脂或任选烷氧基化的双酚A与(甲基)丙烯酸的酯化产物；作为乙烯基酯聚氨酯树脂的是聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂或聚氨酯二甲基丙烯酸酯树脂；和作为不饱和聚酯树脂的优选是基于邻苯二甲酸和/或间苯二甲酸、马来酸或富马酸作为二羧酸和低分子量的脂族多元醇，优选二元醇的不饱和聚酯树脂。
根据另一个优选实施方式，本发明的双组分砂浆组合物在树脂组分(A)中可以包含0至1重量％的阻聚剂，例如酚类或自由基类阻聚剂，优选4-羟基-3，5-二叔丁基甲苯、丁基焦儿茶酚、氢醌和/或2，2，6，6-四甲基哌啶基-1-氧化物或其衍生物。
根据另一个优选的实施方式，本发明的双组分砂浆组合物在树脂组分(A)中包含0.1至30重量％的促进剂，其中作为促进剂优选的是叔芳族胺，甲苯胺或二甲苯胺。特别优选的促进剂是N，N-二甲基苯胺、N，N-二乙基苯胺、N，N-二甲基-对甲苯胺、N，N-双(羟乙基)-对甲苯胺、N，N-双(羟丙基)-对甲苯胺、N，N-双(羟乙基)-间甲苯胺和/或N-双(2-羟乙基)-二甲苯胺。
优选地，双组分砂浆组合物的固化剂组分(B)包含1至20重量％的过氧化物、10至35重量％的水、40至80重量％的填料和0.5至5重量％的增稠剂。
在固化剂组分(B)中优选以基于可自由基聚合的树脂计0.5至10重量％、优选3至8重量％的量包含过氧化物。
根据本发明一个有利的实施方式，本发明的双组分砂浆组合物的固化剂组分(B)含有作为过氧化物的过氧化二苯甲酰、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化环己酮、过氧化月桂酰、氢过氧化枯烯和/或过氧-2-乙基己酸叔丁基酯。
一种特别优选的本发明双组分砂浆组合物的固化剂组分(B)包含30至40重量％的过氧化苯甲酰水性分散体、40至80重量％的石英粉、15至25重量％的氧化铝和0.1至3重量％的热解二氧化硅。
本发明双组分砂浆组合物的树脂组分(A)和固化剂组分(B)都可以包含石英、热解二氧化硅、玻璃、硅酸盐、铝硅酸盐、氧化铝、刚玉、瓷料、陶土、重土、石膏、滑石和/或白垩作为填料，其中，这些填料具有适用于本发明应用的粒度，其对于技术人员而言是容易获知的。
本发明的双组分砂浆组合物的树脂组分(A)和/或固化剂组分(B)可以包含层状硅酸盐如膨润土或蒙脱石，热解二氧化硅和/或有机物质如酰胺蜡、脲衍生物或蓖麻油衍生物作为增稠剂。
本发明的双组分砂浆组合物包括可固化的树脂组分(A)和固化剂组分(B)，它们抑制反应地彼此分开设置在不同容器中，例如多室装置，如多室的料筒(-patrone)和/或料盒，从这些容器中所述两种组分通过机械压力的作用或者在气体压力的作用下压出并混合。优选的是料筒体系或注射体系，其中这两种组分从分开的容器被压出并且被引导着通过静态混合器，在静态混合器中它们混合均匀并随后经由喷嘴优选直接排出到钻孔中。在本发明的双组分砂浆组合物的这种应用中，可特别有利地观察到根据本发明所实现的压出力的减小。
已经表明，根据本发明的双组分砂浆组合物由于在树脂组分(A)中存在着无机和/或有机的酸或其盐和酯，所以相比于在树脂组分(A)中没有无机或有机的酸的相同砂浆组合物，在从包含混合物的容器中压出时需要明显更小的压出力，而同时砂浆组合物的粘度不会降低。以这种方式能够排除例如在扬头应用中的问题。此外，避免引入空气，如已经论述过的，这可能导致经固化后的砂浆组合物的复合体承载能力的下降。
因此，本发明的主题还在于本发明的双组分砂浆组合物用于通过树脂组分(A)与固化剂组分(B)的化学反应而固定不同矿物基底的钻孔中的锚固件如锚固杆、销和螺栓的用途，所述矿物基底也即例如基于混凝土、多孔混凝土、砖砌体(Ziegelwerk)、砂岩、砂石、天然石料等的基底。
以下实施例用以阐述本发明而非以任意方式对其进行限制。
实施例
由下表中所述的成分，制备用于对比组合物1与本发明组合物2和3的树脂组分(A)。以相同的方式由表中所述的成分制备固化剂组分(B)，该组分对于所有组合物都是相同的。
将树脂组分(A)和固化剂组分(B)灌装入合适的硬质料盒中并且将其配备静态混合器。接着，测量为了在室温下以恒定的送料量通过静态混合器将这两种组分压出所需要的力。在此，在Zwick拉伸测试机上测量压出力。
此外，测定所得砂浆组合物的粘度。
最后，通过测量剪切强度来测试经固化后的组合物的强度性能。为此，将经在静态混合器中混合的砂浆组合物(由树脂组分(A)和固化剂组分(B)组成)引入具有10mm内螺纹的钢套管中。将大小M8的螺杆***到未经固化的砂浆组合物中并且中心固定。在将砂浆组合物固化之后，借助于Zwick拉伸测试机来测量将锚固杆从内螺纹套管中抽出所需要的力并由此计算剪切强度(N/mm2)。
有关压出力、粘度和剪切强度方面得到的数值同样记载于下表中。
如从上表中可以看出的，通过根据本发明添加硼酸，在其他方面相同的组合物组成下可以降低砂浆组合物的压出力。在此，压出力相对于硼酸的添加量呈反比例。
树脂组分的粘度不会由于添加硼酸而减小。相反，组合物的粘度甚至略微提高，这在制成的销固组合物的稳定性方面，例如在扬头应用情况中是期望的。
从表中可以看出，根据本发明的组合物2与3相比于对比组合物1在减小的压出力情况下具有更高的粘度，这毫无疑问应当看作是意想不到的。从该表格还能看出，通过根据本发明添加硼酸到树脂组分(A)中不会出现强度性能的损害，而是根据本发明的组合物2和3具有相比于对比组合物提高的剪切强度。

Claims (4)

1.双组分砂浆组合物的树脂组分(A)中的0.01至5重量％的无机的路易斯酸和/或其盐和酯的用途，用于降低双组分砂浆组合物的压出力，其中所述的双组分砂浆组合物具有可固化树脂组分(A)和与其抑制反应地分开设置的固化剂组分(B)，其中所述可固化树脂组分(A)包含30至45重量％的至少一种可自由基聚合的树脂、30至45重量％的填料、15至25重量％的水泥和1至8重量％的增稠剂，所述固化剂组分(B)包含1至20重量％的过氧化物、10至35重量％的水、40至80重量％的填料和0.5至5重量％的增稠剂，前提是，树脂组分或者固化剂组分的成分的含量的总和各自为100重量％。
2.根据权利要求1的用途，其特征在于，所述无机的路易斯酸是选自如下的化合物：磷酸(H3PO4)，式MIH2PO4的一代磷酸盐，式MI 2HPO4的二代磷酸盐，式MI n+2PnO3n+1或MI nH2PnO3n+1的低聚磷酸，其中n具有2至10的值；式MI n+2PnO3n+1或MI nH2PnO3n+1的多磷酸，其中n具有>10的值，亚磷酸(H3PO3)，式MIH2PO3的一代膦酸盐，式MI 2HPO3的二代膦酸盐，其中MI表示一价的金属等价物，式Si(OH)4、Al(OH)3、H3BO3、H3AsO3、As2O3、H3SbO3、H3SbO4、Sb2O3、FeCl3、CuCl2和ZnCl2的化合物和它们的混合物。
3.根据权利要求1或2的用途，其特征在于，在所述树脂组分(A)中包含0.01至2.0重量％的无机的路易斯酸和/或其盐和酯。
4.根据权利要求3的用途，其特征在于，在所述树脂组分(A)中包含0.05至1.0重量％的无机的路易斯酸和/或其盐和酯。
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