反应树脂组合物及其用图

文档序号:8491158阅读:524来源:国知局
反应树脂组合物及其用图
【专利说明】反应树脂组合物及其用途
[0001] 本发明涉及混合反应树脂组合物,特别涉及基于能够以自由基的方式固化的化合 物和环氧树脂的反应树脂组合物,及其用于钻孔中锚定剂的化学固定的用途。
[0002] 长期以来,一方面基于不饱和聚酯树脂、乙烯酯树脂,以及另一方面,基于环氧树 脂的反应树脂混合物作为粘合剂和粘附剂的用途是已知的。这通常涉及双组分体系,其中 一个组分包含反应树脂混合物和另一个组分包含用于该树脂的固化剂。其他常规组分,例 如填料、促进剂、稳定剂、溶剂,包括反应性溶剂(反应性稀释剂)都可以包含在所述一个和 /或另一个组分中。那么,通过混合这两种组分而引发反应并且形成固化产物。
[0003] 特别是对于化学固定技术,例如销接物料,由于在这种应用中机械强度、与地下岩 石的粘附以及与其他地下物质例如玻璃、钢铁和类似物质的粘附必须非常好,因此其对反 应性树脂物料提出了高的要求。用于机械强度和粘附特性评价的一个数值称为拔出测试。 低的拔出值,还称为负载值,说明了低的抗张强度和对地下物质的较差粘附。当使用反应性 树脂材料作为用于灰泥和/或榫钉材料的有机粘合剂时,甚至在苛刻的条件下也必须达到 高负载值,例如低温和高温下。
[0004] 原则上,两种体系用于化学固定技术。一种基于能够以自由基的方式聚合的乙烯 基不饱和组合物,其通常用过氧化物固化,并且另一种基于环氧化物-胺。第一种体系的 特征在于快速固化,特别是在低温(-KTC )下并且其具有涉及负载值,特别是在升高的温 度例如+80°C下的优点,然而其却表现出不可忽略的收缩。与此相反,环氧化物-胺-体系 显示出缓慢固化,特别是在低温(+5°c )下并且其在负载值方面较弱,特别是在升高的温度 下,例如+80°C,然而它们却显现出相当低的收缩。
[0005] 为了合并两种体系的优点,进行开发研宄以便开发双固化粘合剂。这意味着,其固 化以自由基方式以及通过加成聚合进行的体系。这些体系也称为混合体系或混合粘合剂。 这些混合体系通常基于树脂组合物,其包括可以根据第一种反应类型固化的化合物,例如 可以自由基聚合的化合物,以及可以根据与第一种反应类型不同的第二种反应类型固化的 化合物,例如通过加成聚合可聚合的化合物,例如环氧化物。这种树脂组合物基于可自由基 聚合的化合物和例如可以用过氧化物和胺固化的环氧化物。
[0006] 现有技术中尚未获得将两种经典的体系合并为简单且易于使用的并且不用进行 明显调整和/或改变涉及它们配方的经典体系的混合体系,并且由此被迫忍受某些主要特 征的劣化(例如在储存稳定性,在高温或低温下的反应性等)。
[0007] 由EP 10153243 Al已知反应树脂灰泥-基于混合粘合剂的组合物。这种混合粘 合剂基于具有树脂组分的体系,其包括可自由基固化的树脂和环氧树脂,以及固化剂组分, 该固化剂组分包括脂肪族胺和过氧化物。尽管如此,这种反应树脂灰泥组合物还是显示出 一些缺点。
[0008] 对于反应树脂灰泥-组合物不利的是,自由基聚合必须用过氧化物作为引发剂使 用基于金属盐的促进剂活化,由此自由基聚合在室温下引发并且特别是在最低至-i〇°c的 低温下引发。根据EP 10153243A1,这种促进剂包含在包含自由基可固化化合物的树脂组分 中。
[0009] 此外,这种反应树脂灰泥-组合物的另一个缺点在于,需要额外的化合物,该化合 物带有两个官能团,其中一个能够自由基共聚并且另一个可以与胺反应,所谓的桥接化合 物,以便除了改进低温固化之外,还能够改进固化材料在低温下的固化特征。
[0010] 此外,不利的是,反应树脂灰泥-组合物的凝胶时间可以仅用稳定的硝酰基自由 基而延长,这是因为除了硝酰基自由基之外,使用常规抑制剂不可能延长凝胶时间。
[0011] 这导致其他的问题。常常需要将化合物添加到树脂和/或树脂组分中,其阻止 了早期,即储存期间的自由基聚合,使得其储存稳定。常规的和经证实的化合物是4-羟 基-2, 2, 6, 6-四甲基哌啶-1-氧基(Tempol),其尤其是用于将自由基固化性不饱和树脂 的凝胶时间调整到期望的值。然而,假设在根据EP 10153243 Al的反应树脂灰泥-组 合物的情况下,至少为调整凝胶时间而添加的Tempol相对迅速地分解,这导致凝胶时 间的持久性延长是不可能的,并且观察到凝胶时间偏移。文献(例如Sheldon等人, Sheldon et al.,Org. Biomol. Chem.,2003, 1,3232 ;E. G. Rozantsev 等人,Russ. Chem. Rev.,1971,40(3),233)指出了,Tempol与其中用作催化剂用于过氧化物固化剂活化的 Cu(I)和Cu(II)盐反应,尤其是在空气中的氧气的存在下与OH-官能的物质(如在常规反 应树脂混合物中也包含的那样)反应。认为在室温下进行快速氧化反应。对于其他稳定的 硝酰基自由基也假设了这种分解反应。
[0012] 因此,本发明的目的在于提供一种反应树脂体系,特别是注射体系,其用于化学固 定,该固定不具有以上提及的缺点,其特别简单地由一种的反应树脂体系的组合获得,并且 因此具有简单的组成,而不不利地影响单独的反应树脂体系的特征。
[0013] 所述目的由具有权利要求1特征的反应树脂组合物中实现。
[0014] 本发明基于如下思想,改进已知用于多种使用领域且广泛使用的注射灰泥并且由 此结合它们的特征,特别是它们的优点并且批量生产即用的注射体系。
[0015] 为了更好理解本发明,对本文使用的技术进行以下解释说明认为是有意义的。在 本发明的意义中,这些术语表示:
[0016] - "固化剂"物质,其导致基础树脂聚合(固化);
[0017] - "促进剂"是能够使聚合反应(固化)加速的化合物,用于加速自由基起始物的 形成;
[0018] 稳定剂"是能够抑制聚合反应(固化)的化合物,其用于防止储存期间的聚合反 应以及因此可以自由基聚合的化合物的不期望的早期聚合;这些化合物通常以少量使用, 使得不影响凝胶时间;
[0019] - "抑制剂"同样是能够抑制聚合反应(固化)的化合物,其用于在添加了固化剂 之后直接延迟聚合反应的开始;这些化合物通常以影响凝胶时间的量使用;
[0020] 反应性稀释剂"是包含能够与基础树脂反应的官能团的液体或低粘度单体和基 础树脂,其稀释其他基础树脂、树脂母料,或者树脂混合物,并且由此赋予了对于其应用所 必须的粘度,并且在聚合(固化)期间变为固化物料(灰泥)组分主要部分。
[0021] 凝胶时间"用于不饱和聚酯树脂或乙烯基树脂,其通常使用过氧化物固化,它等 价于凝胶时间的树脂的固化阶段的时间,其中树脂的温度从+25°c增加到+35°C。这大约相 当于其中树脂的流动性或粘度仍然在使得反应树脂和/或反应树脂材料仍然易于加工的 时间段内;
[0022] - "凝胶时间偏移"(对于某些选择的时间段,例如30或60天),涉及,当在不同于 固化的标准参考时间点的时间点固化时,例如制备反应树脂和/或反应树脂物料24小时之 后,所观察到的凝胶时间偏离参考时间点的现象。
[0023] - "双组分-灰泥体系"涉及这样的体系,其包括两种彼此分开储存的组分,通常是 树脂和固化剂组分,使得反应树脂灰泥的固化仅在这两种组分混合后才发生;
[0024] - "三组分-灰泥体系"涉及这样的体系,其包括三种彼此分开储存的组分,使得反 应树脂灰泥的固化仅在这三种组分混合后才发生;
[0025] - "环氧值"是100g树脂中环氧化物基团的摩尔数(以下还称为nEP);
[0026] - "双键值"是100g树脂中双键基团和/或双键的摩尔数(以下还称为nDB); [0027](甲基)丙烯酰基…八甲基)丙烯酸基…",其应当包括"甲基丙烯酰基…/甲 基丙烯酸基…"以及"丙烯酰基…/丙烯酸基…"化合物。
[0028] 本发明的第一个主题是具有树脂组分(A)和固化剂组分(B)的反应树脂组合物, 所述树脂组分(A)包含至少一种可自由基固化的化合物(a-Ι)和至少一种平均每分子包 括多于1个环氧基团的环氧树脂(a_2),所述固化组分(B)包含用于至少一种自由基化合 物(b-Ι)的固化剂和至少一种胺(b-2)的固化剂,并且化合物(a-Ι)和(b-Ι)以及化合物 (a-2)和(b-2)各自在空间
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