Composición de mortero de dos componentes adecuada para fines de construcción, su uso y objetos estructurales curados obtenidos mediante la misma.

Composición de mortero de dos componentes adecuada para fines de construcción que comprende un componente de resina A que comprende una resina curable con un peróxido que contiene al menos un grupo norborneno y al menos un compuesto que contiene metacrilato;

y un componente endurecedor B que comprende un peróxido y al menos un tiol; en la que al menos uno del componente de resina A y el componente endurecedor B contiene al menos una carga inorgánica; y en la que el componente de resina A y el componente endurecedor B están separados espacialmente entre sí para inhibir cualquier reacción antes del mezclado de dichos componentes.

Composición de mortero de dos componentes adecuada para fines de construcción, su uso y objetos estructurales curados obtenidos mediante la misma La presente invención se refiere a una composición de mortero de dos componentes, a su uso para fines de construcción, preferiblemente para la sujeción de varillas de anclaje roscadas, hierros de refuerzo, manguitos roscados y tornillos en perforaciones de cualquier clase de sustrato y a objetos estructurales curados obtenidos curando dicha composición de mortero.

Tal como se usa en el presente documento, adecuada para fines de construcción significa que la composición de mortero tras el curado da como resultado objetos estructurales. Tal como se prevé en el presente documento, se considera que los objetos estructurales tienen un grosor de al menos 0, 5 mm y propiedades mecánicas apropiadas.

Para definir los términos técnicos usados dentro de este documento, una composición de mortero comprende una resina curable, cargas y aditivos adicionales para ajustar la reactividad y reología del mortero. Habitualmente, se aplica como un sistema de dos componentes que consiste en la resina cargada en un primer componente, y el endurecedor en un segundo componente. El uso de una composición de mortero de dos componentes de este tipo requiere el mezclado del componente de resina con el componente endurecedor antes de su uso.

Una de las aplicaciones estructurales más exigentes es la aplicación de anclaje químico, ya que en esta aplicación la resistencia mecánica, la adhesión a hormigón y la adhesión a acero deben ser muy buenas.

Se conocen métodos de anclaje químico que usan composiciones de resina a base de epóxidos, y que se curan con aminas. Puede hacerse referencia, por ejemplo, a los documentos EP 1118628 y EP 0974610. Tales composiciones de resina del estado de la técnica presentan, cuando se curan, muchas propiedades deseables como baja retracción, etc., que las hacen útiles para orificios de perforación grandes. Sin embargo, estas resinas se curan sólo muy lentamente a temperatura ambiente y no se curan en absoluto a temperaturas inferiores. Una desventaja adicional de estas composiciones de resina es el hecho de que las aminas empleadas se consideran generalmente tóxicas y corrosivas.

Este problema de curado no suficientemente rápido a temperatura ambiente y a temperaturas por debajo de la temperatura ambiente se supera usando composiciones de resina en las que la resina y el diluyente reactivo son únicamente a base de metacrilatos. Puede hacerse referencia, por ejemplo, a los documentos EP 0713015 y EP 0761792. Según el documento EP 0761792, pueden lograrse tiempos de gel de curado rápido del orden de varios minutos a temperatura ambiente. Sin embargo, estas composiciones de resina a base de metacrilato para anclaje químico presentan, tras el curado, retracción sustancial.

El documento W02007/042199 describe un método para el anclaje químico usando composiciones de resina que comprenden un componente de tiol, una resina que contiene doble enlace de carbono no aromático, tal como una resina funcional de norborneno y opcionalmente un diluyente reactivo. Estas composiciones de resina dan como resultado ventajosamente un curado más rápido (en comparación con sistemas de resina epoxídica-amina tal como se hizo referencia anteriormente) en particular a bajas temperaturas y con retracción inferior (en comparación con sistemas de resina de metacrilato tal como se hizo referencia anteriormente) . Ejemplos de diluyentes reactivos adecuados que pueden usarse según el documento W02007/042199 son, por ejemplo, diciclopentadieno (DCPD) , norbornadieno, vinilnorborneno, epoxietilnorborneno. Considerando los ejemplos, se usó como diluyente reactivo un diluyente reactivo que contenía alilo, especialmente isocianurato de trialilo (TAlC) .

Una desventaja de los diluyentes reactivos descritos en esta publicación es su relativamente escaso poder de corte que significa que para reducir la viscosidad se requiere una cantidad relativamente grande de diluyente reactivo, lo que puede dar como resultado una reducción de las propiedades mecánicas. Sin embargo, para muchos fines de construcción, es necesario cargar o reforzar las resinas. Estas aplicaciones requieren generalmente viscosidades de bajas a muy bajas de la resina con el fin de tener una viscosidad trabajable de la composición resinosa cargable, compuesta.

Otra desventaja es que el cambio de la cantidad de diluyente reactivo sólo en un pequeño grado tiene un gran impacto sobre la cantidad de tiol necesaria, haciendo que el sistema sea menos robusto, es decir, altamente sensible a la variación en el contenido en diluyente reactivo.

El documento WO-A-2005/100436 describe composiciones de resina que comprenden un componente de tiol (componente XH) , un componente que contiene doble enlace de carbono no aromático (componente RU) y en el que como máximo el 5% en moles de las insaturaciones reactivas pueden experimentar homopolimerización, es decir, como máximo el 5% en moles de (met) acrilatos. Por tanto, esta publicación enseña a no usar (met) acrilatos.

El objeto de la presente invención es proporcionar una composición de mortero de dos componentes adecuada para fines de construcción, que tiene propiedades de unión similares como sistemas de resina epoxídica-amina del estado de la técnica pero que tiene una reactividad superior que da como resultado una velocidad de curado más rápida, superior rendimiento a temperaturas de instalación inferiores y a pesar de la velocidad de curado superior proporciona un tiempo de gel largo, es decir, un tiempo de trabajo largo para el usuario que da como resultado flexibilidad superior en el flujo de trabajo, y que está libre de aminas corrosivas, dando como resultado así propiedades ventajosas referentes a aspectos medioambientales, de la salud y de seguridad.

Este objeto se proporciona mediante la composición de mortero de dos componentes según las reivindicaciones.

El contenido según la reivindicación 1 es por tanto una composición de mortero de dos componentes adecuada para fines de construcción que comprende un componente de resina A que comprende una resina curable con un peróxido que contiene al menos un grupo norborneno y al menos un compuesto que contiene metacrilato; y un componente endurecedor B que comprende un peróxido y al menos un tiol; en la que al menos uno del componente de resina A y el componente endurecedor B contiene al menos una carga inorgánica; y en la que el componente de resina A y el componente endurecedor B están separados espacialmente entre sí para inhibir cualquier reacción antes del mezclado de dichos componentes.

Las reivindicaciones dependientes se refieren a realizaciones adicionales de esta composición de mortero de dos componentes, a su uso para fines de construcción, preferiblemente para la sujeción varillas de anclaje roscadas, hierros de refuerzo, manguitos roscados y tornillos en perforaciones de cualquier clase de sustratos y objetos estructurales curados obtenidos curando dicha composición de mortero de dos componentes u obtenidos mediante el uso anterior.

Tal como puede tomarse de los ejemplos y los ejemplos comparativos a continuación, las composiciones de mortero de dos componentes de la presente invención proporcionan un curado más rápido en comparación con las composiciones de mortero comparativas, proporcionan tiempos de gel más largos y tienen un mejor rendimiento a temperaturas de instalación inferiores a -5ºC sin una disminución sustancial en el rendimiento de unión.

Una ventaja sorprendente adicional de las composiciones de mortero según la invención es que la retracción tras el curado es baja. Esto es muy sorprendente puesto que se sabe que las composiciones de resina a base de metacrilato presentan, tras el curado, retracción sustancial, generalmente del orden del 15-20%.

La composición de mortero de dos componentes de la presente invención está usándose preferiblemente para anclaje químico, pero también puede usarse para la fabricación de por ejemplo partes de automóviles, embarcaciones, tejados, construcción, recipientes, revestimientos, tuberías, tanques, suelos, palas de molinos eólicos. Tal como se prevé en el presente documento, anclaje químico se refiere a sujeción química de elementos de anclaje, tales como tirantes, clavijas, pernos para roca, tornillos, varillas de anclaje en por ejemplo perforaciones en hormigón, ladrillos, rocas naturales y artificiales.

El componente de resina A de la composición... [Seguir leyendo]

1. Composición de mortero de dos componentes adecuada para fines de construcción que comprende un componente de resina A que comprende una resina curable con un peróxido que contiene al menos un grupo norborneno y al menos un compuesto que contiene metacrilato; y un componente endurecedor B que comprende un peróxido y al menos un tiol; en la que al menos uno del componente de resina A y el componente endurecedor B contiene al menos una carga inorgánica; y en la que el componente de resina A y el componente endurecedor B están separados espacialmente entre sí para inhibir cualquier reacción antes del mezclado de dichos componentes.

2. Composición de mortero según la reivindicación 1, caracterizada porque la resina que contiene al menos un grupo norborneno contiene al menos 2 grupos norborneno, preferiblemente al menos 3 grupos norborneno por molécula.

3. Composición de mortero según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque la resina que contiene al menos un grupo norborneno tiene un peso molecular de al menos 500 Dalton, preferiblemente al menos 750 Dalton, más preferiblemente al menos 1000 Dalton.

4. Composición de mortero según la reivindicación 3, caracterizada porque la resina que contiene al menos un grupo norborneno tiene un peso molecular de cómo máximo 10.000 Dalton, preferiblemente como máximo 8000 Dalton, más preferiblemente como máximo 6000 Dalton.

5. Composición de mortero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la resina que contiene al menos un grupo norborneno contiene como grupo norborneno un grupo de fórmula general:

en la que cada uno de los grupos R1, R2, R3 y R4 se elige independientemente del grupo que consiste en hidrógeno, carboxilato sustituido o no sustituido, nitrilo, grupos alquilo, alquenilo y/o arilo, en la que dos o más de tales grupos pueden formar estructuras de anillo adicionales, o en la que cualquiera de tales grupos es parte de un residuo polimérico.

6. Composición de mortero según la reivindicación 5, caracterizada porque al menos parte de los grupos norborneno en la resina está conectada a la resina mediante ambos grupos R1 o R2 y R3 o R4.

7. Composición de mortero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la resina que contiene al menos un grupo norborneno contiene además de los grupos norborneno otras insaturaciones carbonocarbono reactivas tales como restos de doble enlace de carbono no aromáticos seleccionados preferiblemente del grupo que consiste en restos de doble enlace de alilo, vinilo, (met) acrílico, fumárico, maleico, itacónico, crotónico o cinámico, o de aductos de Diels Alder de los mismos.

8. Composición de mortero según la reivindicación 7, caracterizada porque la resina que contiene al menos un grupo norborneno contiene al menos dos insaturaciones carbono-carbono reactivas, más preferiblemente al menos tres insaturaciones carbono-carbono reactivas.

9. Composición de mortero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el compuesto que contiene metacrilato es difuncional o trifuncional en metacrilato.

10. Composición de mortero según la reivindicación 9, caracterizada porque el compuesto que contiene metacrilato se selecciona del grupo que consiste en 1, 2-dimetacrilato de etanodiol (EGDMA) , 1, 4-dimetacrilato de butanodiol (BDDMA) , dimetacrilato de trietilenglicol (TEGDMA) , dimetacrilato de glicerina (GDMA) y trimetacrilato de trimetilolpropano (TMPTMA) .

11. Composición de mortero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el componente de resina A comprende al menos el 15% en peso y como máximo el 70% en peso del compuesto que contiene metacrilato en el que el 100% es la suma del compuesto que contiene metacrilato y la resina que contiene grupos norborneno.

12. Composición de mortero según la reivindicación 11, caracterizada porque el componente de resina A comprende al menos el 25% en peso del compuesto que contiene metacrilato.

13. Composición de mortero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque el componente de resina A comprende como máximo el 60% en peso del compuesto que contiene metacrilato.

14. Composición de mortero según cualquiera de las reivindicaciones 1-13, caracterizada porque el componente endurecedor B contiene un tiol derivado de un mercaptopropionato o un mercaptoacetato.

15. Composición de mortero según la reivindicación 14, caracterizada porque el tiol se selecciona preferiblemente del grupo que consiste en tris-mercaptoacetato de trimetilolpropano, tris-mercaptopropionato de trimetilolpropano, tetra-mercaptoacetato de pentaeritritol, tetra-mercaptopropionato de pentaeritritol, hexa- (3-mercaptopropionato) de dipentaeritritol, tris- (3-mercaptopropionatos) de glicerol, hexa-mercaptoacetato de dipentaeritritol, trivinilciclohexilpolimercaptano, ácido tritiocianúrico y sus derivados etoxilados o propoxilados.

16. Composición de mortero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque la razón de los grupos norborneno en el componente de resina A y los grupos tiol en el componente endurecedor B oscila entre

10:1 y 1:10, preferiblemente entre 5:1 y 1:5, más preferiblemente entre 2:1 y 1:2 y lo más preferiblemente es de aproximadamente 1:1.

17. Composición de mortero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque el componente de resina A comprende además un compuesto de metal de transición como acelerador del curado.

18. Composición de mortero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizada porque el componente de resina A comprende además un compuesto de 1, 3-dicarbonilo como co-acelerador.

19. Composición de mortero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizada porque cualquiera de los componentes A o B o ambos comprende además un inhibidor.

20. Composición de mortero según las reivindicaciones 1 a 19, caracterizada porque el componente de resina A y/o el componente endurecedor B contienen al menos una carga inorgánica seleccionada del grupo que consiste en cuarzo, vidrio, corindón, porcelana, gres, sulfato de calcio dihidratado, sulfato de bario, yeso, talco, creta o mezclas de las mismas, estando contenidas estas cargas en forma de arenas, harinas u objetos moldeados, especialmente en forma de fibras o esferas.

21. Composición de mortero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizada porque está contenida en un cartucho, un recipiente, una cápsula o una bolsa de película, que comprende dos o más cámaras, que están separadas entre sí y en las que el componente de resina A y el componente endurecedor B están contenidos separados entre sí para inhibir cualquier reacción.

22. Uso de la composición de mortero de dos componentes según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21 para fines de construcción, preferiblemente para sujetar varillas de anclaje roscadas, hierros de refuerzo, manguitos roscados y tornillos en perforaciones de cualquier clase de sustrato, que comprende curar la composición mezclando el componente de resina A con el componente endurecedor B.

23. Uso según la reivindicación 22, caracterizado porque el curado se efectúa a una temperatura en el intervalo de desde -20 hasta +200ºC, preferiblemente en el intervalo de desde -20 hasta +100ºC y lo más preferiblemente en el intervalo de desde -10 hasta +60ºC.

24. Objetos estructurales curados obtenidos curando la composición de mortero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23 u obtenidos mediante el uso según las reivindicaciones 22 ó 23.