专利名称：适用于构造目的的双组分灰浆组合物、其用途及由其获得的固化结构体的制作方法
技术领域：
本发明涉及双组分灰浆组合物，其用于构造目的的用途，优选用于在任何种类基材中的钻孔中紧固带螺纹的锚杆、加固铁、螺纹套筒和螺钉的用途，以及通过固化所述灰浆组合物获得的固化结构体。此处所用的“适用于构造目的”意思是指固化时灰浆组合物导致形成结构体。如此处意指，结构体被视为具有至少0. 5mm的厚度和适当的机械性能。
背景技术：
为了定义本文中所用的技术术语，灰浆组合物包含可固化的树脂、填料和另外的调节灰浆的反应性和流变性的添加剂。通常，其作为双组分体系施用，该双组分体系由在第一组分中的填充树脂和在第二组分中的硬化剂构成。该双组分灰浆组合物的使用要求在其使用前混合所述树脂组分与硬化剂组分。更苛求的结构应用之一是化学锚接应用，这是因为在该应用中，机械强度、对混凝土的粘合作用和对钢的粘合作用必须非常好。使用基于环氧化物并用胺固化的树脂组合物化学锚接方法是已知的。例如可以参考EP 11186 和EP 0974610。当固化时，这样的现有技术的树脂组合物显示出很多期望的性能，如低收缩率等，这使得它们可用于过大的钻孔。然而，这些树脂在室温下仅非常缓慢地固化，并且在更低的温度下根本不固化。这些树脂组合物的进一步缺点在于以下事实通常认为所应用的胺是毒性的和腐蚀性的。这种在室温下和在低于室温的温度下不足够快速的固化的问题通过使用以下树脂组合物来克服，在该树脂组合物中，树脂和反应性稀释剂独自地基于甲基丙烯酸酯。例如可以参考EP 0713015和EP0761792。根据EP 0761792，在室温下能够达到约为几分钟的快速固化胶凝时间。然而，这些用于化学锚接的基于甲基丙烯酸酯的树脂组合物在固化时显示出显著的收缩率。W02007/042199描述了使用树脂组合物来化学锚定的方法，该树脂组合物包含硫醇组分，含有非芳族碳双键的树脂，如降冰片烯官能树脂，和任选的反应性稀释剂。这些树脂组合物有利地导致特别是在低温下的更快速(与上文提及的环氧-胺树脂体系相比)固化，和更低的收缩率(与上文提及的甲基丙烯酸酯树脂体系相比)。可以根据 W02007/042199使用的合适的反应性稀释剂的实例是例如二环戊二烯(DCPD)、降冰片二烯、乙烯基降冰片烯、环氧乙基降冰片烯。考虑实施例，含有烯丙基的反应性稀释剂特别是三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)用作反应性稀释剂。在本公开文本中描述的反应性稀释剂的缺点是它们相对差的切削功率，这意味着，为了降低粘度需要相对大量的反应性稀释剂，其可能导致降低的机械性能。然而对于很多构造目的，树脂需要被填充或增强。这些应用一般需要树脂的低粘度至非常低的粘度，以便具有复合的、填充的树脂组合物的可作业粘度。另一缺点是仅在很小程度上改变反应性稀释剂的量就对所需的硫醇量具有很大影响，使得体系较不坚固，即对反应性稀释剂含量的变化高度敏感。W0-A-2005/100436描述了树脂组合物，其包含硫醇组分(XH组分)、含有非芳族碳双键的组分(RU组分)，其中至多5mol %的反应性不饱和部分能进行均聚，即至多5mol % (甲基)丙烯酸酯。因此，该出版物的教导远离使用(甲基)丙烯酸酯。
发明内容
本发明的目的是提供适用于构造目的的双组分灰浆组合物，其具有如现有技术的环氧-胺体系那样的类似的粘接性能，但是其具有导致更快固化速度的更高反应性、在更低安装温度下的更高性能，并且尽管更高的固化速度，但是提供给用户长的胶凝时间，即长的作业时间，这导致作业流程中的更高的灵活性，且其不含有腐蚀性胺，因此导致关于环境、健康和安全方面的有利性能。该目的通过根据权利要求书的双组分灰浆组合物达到。因此，权利要求1的主题是适用于构造目的的双组分灰浆组合物组合物，其包含树脂组分A和硬化剂组分B，该树脂组分A包含采用过氧化物可固化的含有至少一个降冰片烯基团的树脂和至少一种含有甲基丙烯酸酯的化合物，该硬化剂组分B包含过氧化物和至少一种硫醇；其中树脂组分A和硬化剂组分B中的至少一种含有至少一种无机填料；并且其中在树脂组分A和硬化剂组分B混合之前，所述组分彼此在空间上分开，以抑制任何反应。随后的权利要求涉及该双组分灰浆组合物的进一步实施方案，其用于构造目的的用途，优选用于在任何种类的基材的钻孔中紧固带螺纹的锚杆、加固铁、螺纹套筒和螺钉的用途，以及通过固化所述双组分灰浆组合物或通过上述用途获得的固化结构体。如能从下述实施例和比较例中得出的那样，与比较灰浆组合物相比，本发明的双组分灰浆组合物提供更快速的固化，提供更长的胶凝时间，并具有在_5°C下的更低安装温度下的更好性能，而不出现粘接性能的显著降低。根据本发明的灰浆组合物的其它出乎意料的优点是固化时收缩率低。这是非常出乎意料的，因为已知的是基于甲基丙烯酸酯的树脂组合物在固化时显示出显著的收缩率， 一般约为15-20%。本发明的双组分灰浆组合物优选用于化学锚接，但是也可用于制造例如机动车部件、船、屋顶、建筑物、容器、换衬、管道、罐、地面、风车叶片。如此处意指，化学锚接是指将锚接元件，例如系杆、销钉、石栓、螺钉、锚杆化学紧固于例如混凝土、砖、天然和人造岩石中的钻孔中。本发明灰浆组合物的树脂组分A包含作为通过过氧化物可固化的树脂的如下树脂，其每分子包含至少一个降冰片烯基团，优选至少两个降冰片烯基团，更优选至少三个降冰片烯基团。含有至少一个降冰片烯基团的树脂包含作为降冰片烯基团的以下通式的基团
权利要求
1.适用于构造目的的双组分灰浆组合物，其包含树脂组分A和硬化剂组分B，所述树脂组分A包含采用过氧化物可固化的含有至少一个降冰片烯基团的树脂和至少一种含有甲基丙烯酸酯的化合物，所述硬化剂组分B包含过氧化物和至少一种硫醇；其中所述树脂组分A和所述硬化剂组分B中的至少一种含有至少一种无机填料；和其中所述树脂组分A和所述硬化剂组分B在其混合之前，彼此在空间上分开，以抑制任何反应。
2.根据权利要求1所述的灰浆组合物，其特征在于，所述含有至少一个降冰片烯基团的树脂每分子含有至少2个降冰片烯基团，优选至少3个降冰片烯基团。
3.根据权利要求1或2所述的灰浆组合物，其特征在于，所述含有至少一个降冰片烯基团的树脂具有的分子量为至少500道尔顿，优选至少750道尔顿，更优选至少1000道尔顿。
4.根据权利要求3所述的灰浆组合物，其特征在于，所述含有至少一个降冰片烯基团的树脂具有的分子量为至多10，000道尔顿，优选至多8000道尔顿，更优选至多6000道尔顿。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的灰浆组合物，其特征在于，所述含有至少一个降冰片烯基团的树脂含有作为降冰片烯基团的以下通式的基团其中基团礼、R2> R3和R4各自独立地选自氢、未取代的或取代的羧酸酯基、腈基、烷基、 烯基和/或芳基，其中这些基团中的两个或更多个可以形成另外的环结构，或者其中这些基团中的任一个是聚合物残基的一部分。
6.根据权利要求5所述的灰浆组合物，其特征在于，所述树脂中的降冰片烯基团的至少一部分与所述树脂经由基团札或&以及民或R4两者相连。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的灰浆组合物，其特征在于，所述含有至少一个降冰片烯基团的树脂除了含有降冰片烯基团以外还含有其它反应性碳-碳不饱和部分作为非芳族碳双键结构部分，优选选自烯丙基、乙烯基、(甲基)丙烯酸系、富马酸系、马来酸系、 衣康酸系、巴豆酸系或肉桂酸系双键结构部分或其狄尔斯-阿尔德加成物。
8.根据权利要求7所述的灰浆组合物，其特征在于，所述含有至少一个降冰片烯基团的树脂含有至少两种反应性碳-碳不饱和部分，更优选至少三种反应性碳-碳不饱和部分。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的灰浆组合物，其特征在于，所述含有甲基丙烯酸酯的化合物是在甲基丙烯酸酯方面二官能的或三官能的。
10.根据权利要求9所述的灰浆组合物，其特征在于，所述含有甲基丙烯酸酯的化合物选自1，2-乙二醇-二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、1，4-丁二醇-二甲基丙烯酸酯(BDDMA)、三甘醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA)、甘油二甲基丙烯酸酯(GDMA)和三羟甲基丙烷-三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的灰浆组合物，其特征在于，所述树脂组分A包含至少15重量％且至多70重量％的所述含有甲基丙烯酸酯的化合物，其中所述含有甲基丙烯酸酯的化合物与所述含有降冰片烯基团的树脂之和为100%。
12.根据权利要求11所述的灰浆组合物，其特征在于，所述树脂组分A包含至少25重量％的所述含有甲基丙烯酸酯的化合物。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的灰浆组合物，其特征在于，所述树脂组分A包含至多60重量％的所述含有甲基丙烯酸酯的化合物。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的灰浆组合物，其特征在于，所述硬化剂组分B 含有衍生自巯基丙酸酯或巯基乙酸酯的硫醇。
15.根据权利要求14所述的灰浆组合物，其特征在于，所述硫醇优选选自三羟甲基丙烷三-巯基乙酸酯、三羟甲基丙烷三-巯基丙酸酯、季戊四醇四-巯基乙酸酯、季戊四醇四-巯基丙酸酯、二季戊四醇六-(3-巯基丙酸酯)、甘油三-(3-巯基丙酸酯)、二季戊四醇六-巯基乙酸酯、三乙烯基环己基聚硫醇、三聚硫氰酸和它们的乙氧基化或丙氧基化的衍生物。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的灰浆组合物，其特征在于，树脂组分A中的降冰片烯基团与硬化剂组分B中的硫醇基团之比为10 1至1 10，优选5 1至1 5， 更优选2 1至1 2，最优选约为1 1。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的灰浆组合物，其特征在于，所述树脂组分A进一步包含过渡金属化合物作为固化促进剂。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的灰浆组合物，其特征在于，所述树脂组分A进一步包含1，3-二羰基化合物作为共促进剂。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的灰浆组合物，其特征在于，所述组分A或B中任一种或者两者进一步包含抑制剂。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的灰浆组合物，其特征在于，所述树脂组分A和 /或硬化剂组分B含有至少一种选自石英、玻璃、刚玉、瓷、粗陶、轻质晶石、重晶石、石膏、滑石、白垩或其混合物的无机填料，这些填料以砂、粉或成型物体的形式被包含，特别是以纤维或球的形式被包含。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的灰浆组合物，其特征在于，其容纳于包括两个或更多个彼此分开的室的药筒、容器、胶囊或薄膜袋中，在其中树脂组分A和硬化剂组分 B彼此分开容纳，以抑制任何反应。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的双组分灰浆组合物用于构造目的的用途，优选用于在任何种类的基材的钻孔中紧固带螺纹的锚杆、加固铁、螺纹套筒和螺钉的用途，包括通过混合树脂组分A与硬化剂组分B来固化所述组合物。
23.根据权利要求22所述的用途，其特征在于，所述固化在-20至+200°C范围内，优选在-20至+100°C范围内，最优选在-10至+60°C范围内的温度下进行。
24.固化的结构体，其通过固化根据权利要求1至23中任一项所述的灰浆组合物而获得，或者通过根据权利要求22或23的用途而获得。
全文摘要
本发明涉及适用于构造目的的双组分灰浆组合物，其包含树脂组分A和硬化剂组分B，所述树脂组分A包含采用过氧化物可固化的含有至少一个降冰片烯基团树脂和至少一种含有甲基丙烯酸酯的化合物，所述硬化剂组分B包含过氧化物和至少一种硫醇；其中树脂组分A和硬化剂组分B中的至少一种含有至少一种无机填料；和其中树脂组分A和硬化剂组分B在其混合前彼此在空间上分开，以抑制任何反应；本发明涉及所述灰浆组合物用于在任何基材的钻孔中紧固带螺纹的锚杆、加固铁、螺纹套筒和螺钉，和用于制造固化的结构体的用途；本发明还涉及由此获得的固化的结构体。
文档编号C08F283/01GK102153314SQ201010567668
公开日2011年8月17日 申请日期2010年11月29日 优先权日2009年11月30日
发明者A·普法伊尔 申请人:喜利得股份公司