Mortero de resina adecuado para fines de construcción, especialmente para anclaje químico.

Una composición de mortero de resina adecuada para fines de construcción que comprende un componente deresina (A) curable con una amina alifática y un peróxido;

y un componente endurecedor (H) que comprende almenos un peróxido (B) y al menos una amina (C); en donde al menos uno de los componente de resina (A) y elcomponente endurecedor (H) contienen al menos un relleno inorgánico; y en donde el componente de resina (A) y elcomponente endurecedor (H) o la composición de resina (A) y al menos un peróxido (B) y al menos una amina (C)del componente endurecedor (H) están espacialmente separados uno de otro para inhibir cualquier reacción antesde la mezcla de dichos componentes, caracterizado porque el componente de resina (A) comprende un compuesto(a) capaz de experimentar una polimerización por radicales, un compuesto (b) capaz de reaccionar con una amina,un compuesto de metal de transición (c) seleccionado entre el grupo que consiste de compuestos de Cu, Mn y Fe, almenos un inhibidor (d) para ajustar el tiempo de gelificación y un compuesto formador de puente (e) que tiene almenos dos funciones reactivas, de las cuales una función es capaz de experimentar una (co)polimerización porradicales y una función capaz de reaccionar con una amina.

Mortero de resina adecuado para fines de construcción, especialmente para anclaje químico

La presente invención se refiere a una composición de mortero de resina adecuada para fines de construcción que comprende un componente de resina (A) curable con una amina alifática y un peróxido; y un componente endurecedor (H) que comprende al menos un peróxido (B) y al menos una amina (C) ; en donde al menos uno entre el componente de resina (A) y el componente endurecedor (H) contiene al menos un relleno inorgánico; y en donde el componente de resina (A) y el componente endurecedor (H) o la composición de resina (A) y al menos un peróxido (B) y al menos una amina (C) del componente endurecedor (H) están espacialmente separados uno de otro para inhibir cualquier reacción antes de la mezcla de dichos componentes, el uso de dicha composición y objetos estructurales curados obtenidos con el mismo.

Para definir los términos técnicos utilizados en este documento, un mortero de resina comprende una resina curable, rellenos y otros aditivos para ajustar la reactividad y la reología del mortero. Por lo general, se aplica como un sistema de dos componentes que consiste en la resina rellenada en el primer componente, y el endurecedor en el segundo componente. La aplicación del mortero de resina requiere realizar la mezcla de los componentes endurecedor y de resina antes de su utilización.

El tiempo de gelificación define el tiempo de inicio del curado después de la mezcla de los componentes endurecedor y de resina. Se requiere retrasar el inicio del curado para asegurar un tiempo suficiente de trabajo para el usuario cuando aplica dicho mortero, por ejemplo, para permitirle insertar y ajustar un elemento fijador después de la inyección del mortero en una perforación.

La correspondiente composición de resina de curado híbrida se utiliza para la obtención de una red polimérica interpenetrante, IPN. Como se usa en la presente descripción, una red polimérica interpenetrante es una composición de al menos dos redes poliméricas químicamente diferentes que están al menos parcialmente entrelazadas a escala molecular y que están opcionalmente enlazadas covalentemente entre sí. Además de las IPN verdaderas en las cuales no existe un enlace covalente entre las redes poliméricas, también se pueden formar semi IPN. En una semi IPN, las dos redes están enlazadas covalentemente a través de un componente de enlazamiento que puede reaccionar con la amina, así como puede experimentar una polimerización por radicales. En el caso de existir un enlazamiento covalente entre las redes poliméricas, la IPN se denomina como una semi IPN. En una IPN cada red puede conservar sus propiedades individuales. Como resultado, se puede lograr una mejora en las propiedades mientras que en una IPN se combinan las propiedades individuales de al menos dos redes.

En el artículo "Curing behaviour of IPNs formed from model VERs and epoxy systems I amine cured epoxy", K. Dean, W. D. Cook, M. D. Zipper, P. Burchill, Polymer 42 (2001) , 1345 - 1359, se describe que una red polimérica termoestable se forma mediante polimerización por radicales de resina de éster vinílico disuelta en estireno con un iniciador de radicales tal como un peróxido. La otra red polimérica termoestable se forma por curado de un compuesto epoxi con una amina por medio de copolimerización por crecimiento en etapas. La amina primaria reacciona inicialmente con el grupo epoxi seguido por la reacción de la amina secundaria. También se describe que cuando se utilizaron hidroperóxido de cumeno, peróxido de benzoilo o peróxido de metil etil cetona, con o sin octoato de cobalto, como sistemas iniciadores radicales, se produce un agotamiento prematuro del sistema iniciador. Este último no es ventajoso para el curado por radicales. Además, el curado se efectúa a temperaturas elevadas, es decir, al menos 75º C.

Una de las aplicaciones estructurales más exigentes para morteros de resina estructural es la aplicación de anclaje químico, ya que en esta aplicación la resistencia mecánica, la adherencia al hormigón y la adherencia al acero deben ser muy buenas. Un ensayo para evaluar la resistencia mecánica, la adherencia al hormigón y la adherencia al acero es la prueba de desprendimiento. Un valor bajo de desprendimiento representa una resistencia baja a la tracción, baja adherencia a metales y/o al hormigón. En las aplicaciones de anclaje químico, los valores de desprendimiento son preferiblemente altos bajo diferentes circunstancias, incluso bajo condiciones severas como circunstancias de baja temperatura (invierno y/o altas latitudes) , así como las circunstancias de alta temperatura (verano y/o bajas latitudes) .

Además, se ha encontrado que el rendimiento a baja temperatura de los sistemas de resina, obtenidos tras la adición de una amina alifática y un peróxido tal como se utiliza en la referencia de Cook anteriormente mencionada, con respecto a una composición de resina híbrida que comprende (a) una resina curable por radicales seleccionada entre una resina poliestérica insaturada o resina de éster vinílico y (b) una resina epóxica, es pobre.

El objetivo de la invención es mejorar el rendimiento a baja temperatura de tales sistemas de resina, y proporcionar morteros de resina apropiados que demuestren este mayor rendimiento a baja temperatura, especialmente en

aplicaciones de anclaje químico.

Se ha encontrado que esto se puede lograr con la composición de mortero de resina antes mencionado, en donde el componente de resina (A) comprende un compuesto (a) capaz de experimentar una polimerización por radicales, un compuesto (b) capaz de reaccionar con una amina, un compuesto de un metal de transición (c) seleccionado entre el grupo que consiste de compuestos de Cu, Mn y Fe, al menos un inhibidor (d) para ajustar el tiempo de gelificación y un compuesto que sirve de puente (e) que tiene al menos dos funciones reactivas, una de cuyas funciones es capaz de experimentar una (co) polimerización por radicales y una función es capaz de reaccionar con una amina.

Un objetivo de la presente invención es por lo tanto una composición de mortero de resina A adecuada para propósitos de construcción que comprende un componente de resina (A) curable con una amina alifática y un peróxido; y un componente endurecedor (H) que comprende al menos un peróxido (B) y al menos una amina (C) ; en donde al menos uno de los componentes de resina (A) y el componente endurecedor (H) contienen al menos un relleno inorgánico; y en donde el componente de resina (A) y el componente endurecedor (H) o la composición de resina (A) y al menos un peróxido (B) y al menos una amina (C) del componente endurecedor (H) están espacialmente separados uno de otro para inhibir cualquier reacción antes de la mezcla de dichos componentes, caracterizados porque el componente de resina (A) comprende un compuesto (a) capaz de experimentar una polimerización por radicales, un compuesto (b) capaz de reaccionar con una amina, un compuesto de un metal de transición (c) seleccionado entre el grupo que consiste de compuestos de Cu, Mn y Fe, al menos un inhibidor (d) para ajustar el tiempo de gelificación y un compuesto que sirve de puente (e) tiene al menos dos funciones reactivas, de las cuales una función es capaz de experimentar una (co) polimerización por radicales y una función es capaz de reaccionar con una amina.

Dicha composición de mortero de resina puede ser curada con el peróxido y la amina alifática, el curado se acelera con el compuesto de metal de transición y el tiempo de gelificación se ajusta con el inhibidor y comprende rellenos adicionales y aditivos. Tras el curado, se obtiene un mortero de resina híbrida curado.

Una ventaja adicional de la composición de mortero de resina de acuerdo con la invención es que puede obtenerse un buen curado bajo diferentes condiciones, incluyendo condiciones de baja temperatura y de alta temperatura.

Los segmentos finales donde se pueden aplicar las composiciones de resina de acuerdo con la presente invención son de anclaje químico, pero también se puede utilizar en aplicaciones adicionales de construcción. Como se entiende en esta descripción, anclaje químico se refiere a la fijación de elementos de anclaje, tales como barras de unión, clavijas, pernos de anclaje, tornillos, varillas de anclaje por ejemplo en las perforaciones en hormigón, rocas naturales y artificiales.

El componente de resina (A) de la composición de mortero de resina de la presente... [Seguir leyendo]

1. Una composición de mortero de resina adecuada para fines de construcción que comprende un componente de resina (A) curable con una amina alifática y un peróxido; y un componente endurecedor (H) que comprende al menos un peróxido (B) y al menos una amina (C) ; en donde al menos uno de los componente de resina (A) y el componente endurecedor (H) contienen al menos un relleno inorgánico; y en donde el componente de resina (A) y el componente endurecedor (H) o la composición de resina (A) y al menos un peróxido (B) y al menos una amina (C) del componente endurecedor (H) están espacialmente separados uno de otro para inhibir cualquier reacción antes de la mezcla de dichos componentes, caracterizado porque el componente de resina (A) comprende un compuesto

(a) capaz de experimentar una polimerización por radicales, un compuesto (b) capaz de reaccionar con una amina, un compuesto de metal de transición (c) seleccionado entre el grupo que consiste de compuestos de Cu, Mn y Fe, al menos un inhibidor (d) para ajustar el tiempo de gelificación y un compuesto formador de puente (e) que tiene al menos dos funciones reactivas, de las cuales una función es capaz de experimentar una (co) polimerización por radicales y una función capaz de reaccionar con una amina.

2. La composición de mortero de resina de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el compuesto (a) capaz de experimentar una polimerización por radicales es una resina poliestérica insaturada, una resina de éster vinílico y/o una resina de viniléster uretano.

3. La composición de mortero de resina de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el compuesto (b) capaz de reaccionar con una amina es una resina con una función epóxido.

4. La composición de mortero de resina de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque la función epóxido de la resina con una función epóxido es una función glicidil éter.

5. La composición de mortero de resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el inhibidor (d) es un inhibidor del radical oxilo estable.

6. La composición de mortero de resina de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque el inhibidor del radical oxilo estable se selecciona entre el grupo de radicales N-oxilo estables de acuerdo con la siguiente fórmula:

en la que R y R' son el mismo o diferente alquilo C1 - C20 o alquilarilo C7 - C20, en donde R y R' pueden ser parte de un grupo cicloalquilo.

7. La composición de mortero de resina de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque el inhibidor de radical oxilo estable se selecciona entre el grupo que comprende 1-oxil-2, 2, 6, 6-tetrametilpiperidina, 1-oxil-2, 2, 6, 6tetrametilpiperidina-4-ol (TEMPOL) , 1-oxil-2, 2, 6, 6-tetrametilpiperidina-4-ona (TEMPON) , 1-oxil-2, 2, 6, 6-tetrametil-4carboxil-piperidina (4-carboxi-TEMPO) , 1-oxil-2, 2, 5, 5-tetrametilpirrolidina, 1-oxil-2, 2, 5, 5-tetrametil-3-carboxilpirrolidina (3-carboxi-PROXYL) , galvinoxil y/o derivados o combinaciones de cualquiera de estos compuestos.

8. La composición de mortero de resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el compuesto formador de puente (e) contiene una función curable por radicales seleccionada entre una función acrilato, metacrilato, vinil éter, vinil éster y alil éter y una función capaz de reaccionar con una amina seleccionada entre una función isocianato, epóxido, carbonato cíclico, acetoacetoxi y amida oxálica.

9. La composición de mortero de resina de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque la función (co) polimerizable por radicales del compuesto formador de puente (e) es una función metacrilato y la función reactiva amina es una función epóxido.

10. La composición de mortero de resina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el compuesto formador de puente (e) tiene un peso molecular promedio en número Mn inferior a 400 Dalton.

11. La composición de mortero de resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque la relación molar de funciones polimerizables por radicales y las funciones capaces de reaccionar con una amina del compuesto formador de puente (e) es preferiblemente de 10 : 1 a 1 : 10 , más preferiblemente de 5 : 1 a 1 : 5 y aún más preferiblemente de 3 : 1 a 1 : 3.

12. La composición de mortero de resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada

porque el compuesto formador de puente (e) es metacrilato de glicidilo.

13. La composición de mortero de resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque el peróxido (B) se selecciona entre hidroperóxidos, peréteres, perésteres, peranhídridos y percarbonatos, preferiblemente peroxibenzoatos, más preferiblemente tert-butil peroxibenzoato.

14. La composición de mortero de resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque la amina (C) se selecciona entre aminas alifáticas, preferiblemente aminas alifáticas primarias y/o secundarias, y poliaminas alifáticas y aralifáticas.

15. La composición de mortero de resina de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizada porque la poliamina alifática y aralifática (C) se selecciona entre el grupo que comprende 1, 2-diaminoetano, 1, 2-diaminopropano, 1, 3diaminopropano, 1, 4-diaminobutano y homólogos superiores, así como 2-metil-1, 5-diaminopentano, 1, 3diaminopentano, 2, 2, 4-trimetil-1, 6-diaminohexano, 2, 4, 4-trimetil-1, 6-diaminohexano, 1-amino-3-aminometil-3, 5, 5trimetilciclohexano, 2, 2-dimetil-1, 1, 3-diaminopropano, 1, 3-bis (aminometil) ciclohexano, 1, 2-diaminociclohexano, 1, 3 bis (aminometil) benceno, bis (4-aminociclohexil) metano, bis (4-amino-3-metilciclohexil) metano, 3-azapentano-1, 5diamina, 4-azaheptano-1, 7-diamina, 3, 6-diazoctano-1, 8-diamina, 3 (4) , 8 (9) -bis (aminometil) triciclo [5.2.1.02, 6]decano, 3-metil-3-azapentano-1, 5-diamina y 2-butil-2-etil-1, 1, 5-diaminopentano.

16. La composición de mortero de resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque el componente de resina (A) y/o el componente endurecedor (H) contienen al menos un relleno inorgánico seleccionado entre el grupo que consiste en cuarzo, vidrio, corundo, porcelana, gres, espato ligero, espato pesado, yeso, talco, tiza o mezclas de los mismos, estos rellenos estando contenidos en la forma de arenas, harinas u objetos moldeados, especialmente en la forma de fibras o esferas.

17. La composición de mortero de resina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque el componente de resina (A) comprende como un inhibidor adicional de un compuesto de dihidroxi benceno seleccionado entre el grupo que comprende hidroquinonas, catecoles y resorcinoles, más preferiblemente compuestos 1, 2 y 1, 4-dihidroxibenceno, los cuales contienen opcionalmente adicionalmente otros sustituyentes en el anillo de benceno.

18. La composición de mortero de resina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizada porque el componente de resina (A) comprende un diluyente reactivo.

19. La composición de mortero de resina de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizada porque al menos parte del diluyente reactivo es capaz de una (co) polimerización por radicales y/o capaz de reaccionar con una amina.

20. La composición de mortero de resina de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizada porque el diluyente reactivo se selecciona del grupo que comprende estireno, derivados de estireno, divinilbenceno, (met) acrilatos, vinil éteres y vinil amidas.

21. La composición de mortero de resina de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizada porque el diluyente reactivo se selecciona del grupo que comprende alfa-metil estireno, cloroestireno, vinil tolueno, divinil benceno, metacrilato de metilo, tert-butil estireno, tert-butilacrilato, butanodiol dimetacrilato y mezclas de los mismos. Los ejemplos adecuados de diluyentes reactivos de (met) acrilatos son PEG200 di (met) acrilato de 1, 4-butanodiol di (met) acrilato, 1, 3-butanodiol di (met) acrilato, 2, 3-butanedioldi (met) acrilato, 1, 6-hexanodiol di (met) acrilato y sus isómeros, dietilén glicol di (met) acrilato, trietilén glicol di (met) acrilato, glicerol di (met) acrilato, trimetilolpropano, di (met) acrilato, neopentil glicol di (met) acrilato, dipropilén glicol di (met) acrilato, tripropilén glicol di (met) acrilato, PPG250 di (met) acrilato, triciclodecano dimetilol di (met) acrilato, 1, 10-decanodiol di (met) acrilato, tetraetilén glicol di (met) acrilato y trimetilolpropano tri (met) acrilato y mezclas de los mismos.

22. La composición de mortero de resina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizada porque está contenida en un cartucho, un contenedor, una cápsula o una bolsa de plástico, que comprende dos o más cámaras, que están separadas una de la otra y en la que el componente de resina (A) y el componente endurecedor (H) , o el componente de resina (A) y al menos un peróxido (B) y al menos una amina (C) del componente endurecedor (H) respectivamente, están contenidos en forma separada uno de otro para inhibir cualquier reacción.

23. El uso de la composición de mortero de resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22 para propósitos de construcción que comprende el curado de la composición mediante la mezcla del componente de resina (A) con el componente endurecedor (H) o la composición de resina (A) y al menos una peróxido (B) y al menos una amina (C) del componente endurecedor (H) .

24. El uso de la composición de mortero de resina de acuerdo con la reivindicación 23 para la fijación de varillas de anclaje roscadas, planchas de refuerzo, manguitos roscados y tornillos en orificios de cualquier tipo de sustrato que comprende mezclar el componente de resina (A) con el componente endurecedor (H) o el componente de resina (A) y al menos un peróxido (B) y al menos una amina (C) del componente endurecedor (H) , la inserción de dicha mezcla

en dichas perforaciones, la introducción de dichas varillas roscadas de anclaje, planchas de refuerzo, manguitos roscados y tornillos en dicha mezcla en dichas perforaciones y el curado de dicha mezcla.

25. El uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 23 y 24, caracterizado porque el curado se efectúa a una temperatura en el intervalo de -20 a +200º C, preferiblemente en el intervalo de -20 a +100º C, y más preferiblemente en el intervalo de -10 a +60º C.

26. Objetos estructurales de curado obtenidos por curado de la composición de mortero de resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22 u obtenidos por medio del uso de acuerdo con las reivindicaciones 23 a 25.