BR112018071272B1 - Hidrogel (met)acrílico, método para produzir o referido hidrogel (met)acrílico, método para vedação e/ou preenchimento de fissuras, espaços vazios, falhas e cavidades em uma estrutura de construção - Google Patents

Hidrogel (met)acrílico, método para produzir o referido hidrogel (met)acrílico, método para vedação e/ou preenchimento de fissuras, espaços vazios, falhas e cavidades em uma estrutura de construção Download PDF

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Abstract

A invenção é direcionada a uma composição de múltiplos componentes que pode ser usada para produzir um hidrogel (met)acrílico inibidor de corrosão. A composição de múltiplos componentes compreende pelo menos um composto (met) acrílico solúvel em água, pelo menos um iniciador de radical livre, pelo menos um benzoato e, opcionalmente, pelo menos um catalisador para a formação de radical livre. A invenção é também direcionada a um método para produzir um hidrogel, a um hidrogel obtenível pelo método, a um material de injeção (met)acrílico e a um método para vedar fissuras, espaços vazios, falhas e cavidades em estruturas de construção.

Description

CAMPO TÉCNICO
[0001] A invenção refere-se a composições de múltiplos componentes para a produção de hidrogéis e materiais de injeção, que são usados para vedar e preencher fissuras, espaços vazios, falhas e cavidades em estruturas de concreto, em particular, na indústria de construção.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[0002] Os vedantes dilatáveis, como hidrogéis à base de poli(met)acrilato, são comumente usados na indústria de construção para vedar e preencher fissuras, espaços vazios, falhas e cavidades em estruturas de concreto. Estes vedantes são produzidos por polimerização de monômeros de (met)acrilato solúveis em água e/ou pré-polímeros em soluções aquosas para obter polímeros hidrofílicos, que geralmente são reticulados para melhorar a estabilidade do hidrogel produzido. As soluções de formação de hidrogel são tipicamente injetadas na estrutura do concreto, em que formam hidrogéis dentro do tempo de gelificação da composição.
[0003] Em comparação com os vedantes de cimento, os hidrogéis à base de poli(met) acrilato têm a vantagem de tempos de abertura facilmente ajustáveis e capacidade de absorver movimentos dentro do corpo preenchido até um certo ponto sem danos. Como os sistemas à base de água, os poli(met)acrilatos são também menos problemáticos do ponto de vista ecológico em comparação, por exemplo, com vedantes de poliuretano contendo isocianatos livres. No entanto, os vedantes do estado da técnica à base de poli(met)acrilatos contêm substâncias que promovem a corrosão, como persulfatos, que na presença de água podem levar à corrosão dos aços reforçado das estruturas de concreto em seus pontos de contato com o vedante. Consequentemente, os materiais de vedação atualmente disponíveis à base de poli(met)acrilatos não podem ser usados na Alemanha para injeções de concreto reforçado com aço em fissuras.
[0004] Um exemplo das tentativas de resolver os problemas relacionados ao baixo pH dos vedantes à base de poli(met)acrilato é fornecido em US 8.915.678 B2, em que diz-se que a acidez dos monômeros(met)acrílicos é compensada pela adição de um aglutinante de cimento à composição que, após a fixação, tem propriedades alcalinas. Uma das desvantagens da composição divulgada em US 8.915.678 B2 é que a composição compreende dois componentes adicionais, uma dispersão aquosa de plástico e um aglutinante de cimento, além de monômeros de (met)acrilato e o iniciador de radical livre. Durante a aplicação do material de injeção, o aglutinante de cimento não fixado deve ser intimamente misturado dentro dos monômeros para formar fases mistas de polímero orgânico e cimento inorgânico após a cura. A complexidade do processo de mistura aumenta os custos de aplicação e os componentes adicionais aumentam os custos de produção do material de injeção.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0005] O objetivo da presente invenção é fornecer uma composição de múltiplos componentes para a produção de hidrogel, que pode ser usada para vedar e preencher fissuras, espaços vazios, falhas e cavidades em estruturas de concreto reforçado com aço sem aumentar o risco de corrosão.
[0006] Constatou-se, surpreendentemente, que uma composição de múltiplos componentes, de acordo com a reivindicação 1, resolve os problemas supracitados do estado da técnica.
[0007] O conceito principal da invenção é que a composição de múltiplos componentes compreende, além dos constituintes típicos de uma composição para a produção de hidrogel, pelo menos um benzoato como agente inibidor de corrosão.
[0008] A composição de múltiplos componentes da presente invenção tem a vantagem de que o hidrogel obtenível da composição após polimerização preenche os requisitos do teste de corrosão de acordo com a norma DIN EN 480-14. Para satisfazer as exigências do teste de corrosão, o material testado deve apresentar um efeito de passivação assim que entrar em contato com uma barra de aço reforçado, que é usada como um material de teste. Na prática, isso significa que nenhum efeito de corrosão é observado, mesmo que as reações eletroquímicas sejam aceleradas por uma diferença de potencial induzida na barra de aço.
[0009] Em outro aspecto da presente invenção, é fornecido um método para produzir um hidrogel (met)acrílico, um hidrogel (met)acrílico obtenível pelo método, um material de injeção (met)acrílico e um método para vedar e/ou preencher fissuras, espaços vazios, falhas e cavidades em uma estrutura de construção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0010] O termo “(met)acrílico” se refere a metacrílico ou acrílico. Por conseguinte, (met)acriloil se refere a metacriloil ou acriloil. Um grupo (met)acriloil é também conhecido como grupo (met)acril. Um composto (met)acrílico pode ter um ou mais grupos (met)acril (compostos funcionais mono, di, tri, etc. (met)acrílicos) e pode ser um monômero, pré-polímero, oligômero ou polímero.
[0011] Nomes de substância que começam com "poli" designam substâncias que contém formalmente, por molécula, dois ou mais dos grupos funcionais ocorrendo em seus nomes. Por exemplo, um poliol se refere a um composto com pelo menos dois grupos hidroxilo. Um poliéter se refere a um composto com pelo menos dois grupos éter.
[0012] O termo "hidrogel" se refere a um material polimérico que exibe a capacidade de inchar e reter uma fração significativa de água dentro de sua estrutura, mas não que não irá se dissolver em água. A capacidade dos hidrogéis de absorver a água surge de grupos funcionais hidrofílicos ligados à estrutura principal polimérica, enquanto a sua resistência à dissolução surge das reticulações entre as cadeias poliméricas. As cadeias poliméricas podem ser reticuladas por ligações covalentes (gel químico) ou por ligações não covalentes, tais como interação iônica ou ligações de hidrogênio (gel físico).
[0013] O termo hidrogel "(met)acrílico" se refere ao hidrogel contendo polímeros (met)acrílicos hidrofílicos como material polimérico principal. Um polímero (met)acrílico é um polímero de um ou mais compostos monomérico (met)acrílicos e, opcionalmente, um ou mais comonômeros, que são copolimerizáveis com os compostos ou monômeros (met)acrílicos.
[0014] O termo "benzoato" se refere a um grupo de compostos incluindo sais e ésteres de ácido benzoico.
[0015] O termo "composto solúvel em água", por exemplo, um composto (met)acrílico solúvel em água, designa compostos com uma solubilidade de pelo menos 5 g/100 g de água, a uma temperatura de 20°C.
[0016] O termo “temperatura ambiente” se refere a uma temperatura de 23°C.
[0017] O termo "tempo de gelificação" se refere a um período de tempo dentro do qual um hidrogel é formado uma vez que os constituintes que formam o hidrogel foram misturados entre si.
[0018] O termo "tempo aberto" se refere a um período de tempo para o qual a composição ainda pode ser processada, tal como injetada em uma fissura, depois de os constituintes que formam o hidrogel terem sido misturados entre si. O final do tempo de abertura é, normalmente, associado a tal aumento na viscosidade da mistura em que o processamento da mistura não é mais possível.
[0019] A presente invenção diz respeito, em um primeiro aspecto da invenção, a uma composição de múltiplos componentes para a produção de um hidrogel (met)acrílico compreendendo constituintes:
[0020] Uma composição de múltiplos componentes compreendendo constituintes: a) pelo menos um composto (met)acrílico solúvel em água, b) pelo menos um iniciador de radical livre, c) pelo menos um benzoato, d) opcionalmente pelo menos um catalisador para a formação de radical livre.
[0021] A composição, de acordo com a invenção, é uma composição de múltiplos componentes. O termo "componente" se refere a uma parte da composição que contém um ou mais constituintes da composição de múltiplos componentes. Os componentes da composição de múltiplos componentes são fornecidos fisicamente separados uns dos outros para evitar a reação prematura dos constituintes. Tipicamente, os componentes são armazenados em embalagens ou compartimentos separados impermeáveis ao ar e à umidade de uma embalagem única e são misturados entre si e, opcionalmente, com outros componentes, no momento do uso ou imediatamente antes do momento do uso da composição.
[0022] Os constituintes da composição de múltiplos componentes podem, em princípio, ser fornecidos em componentes de qualquer maneira convencional. No entanto, é preferencial que pelo menos o iniciador de radical livre e o catalisador para a formação de radical livre não estejam presentes no mesmo componente para evitar a reação prematura destes constituintes e proporcionar uma composição estável para armazenamento. O termo "composição estável para armazenagem" se refere, neste documento, a uma composição que, especificamente na ausência de umidade, pode ser mantida em uma embalagem ou instalação adequada, tal como um tambor, uma bolsa ou um cartucho, por exemplo, por um período de vários meses até um ano ou mais, sem sofrer qualquer alteração relevante ao serviço nas propriedades de aplicação e/ou reatividade da composição.
[0023] De acordo com uma modalidade, a composição é uma composição de dois componentes composta por um primeiro componente K1 e um segundo componente K2, em que os constituintes b) e o constituinte opcional d) não estão presentes no mesmo componente. Os componentes K1 e K2 podem ser fornecidos em duas embalagens separadas ou em uma embalagem com duas câmaras separadas entre si. Os formatos adequados de embalagem de duas câmaras incluem, por exemplo, cartuchos duplos, tais como cartuchos gêmeos ou coaxiais, bolsas de múltiplas câmaras ou sacos com adaptadores.
[0024] De acordo com outra modalidade, a composição é uma composição de três componentes composta por um primeiro componente K1, um segundo componente K2 e um terceiro componente K3, em que pelo menos um composto (met)acrílico solúvel em água está presente no primeiro componente K1 e pelo menos um iniciador de radical livre e pelo menos um catalisador para a formação de radical livre estão presentes no segundo e terceiro componentes K2 e K3, respectivamente. Os componentes K1 -K3 podem ser fornecidos em embalagens separadas ou em uma embalagem com três câmaras separadas entre si.
[0025] Ainda de acordo com outra modalidade, a composição é uma composição de quatro componentes composta por um primeiro componente K1, um segundo componente K2, um terceiro componente K3 e um quarto componente K4, em que pelo menos um composto (met)acrílico solúvel em água está presente no primeiro componente K1 e pelo menos um iniciador de radical livre, pelo menos um catalisador para a formação de radical livre e pelo menos um benzoato estão presentes no segundo, terceiro e quarto componentes K2, K3 e K4, respectivamente.
[0026] Uma das características da presente invenção é que a composição de múltiplos componentes pode ser usada para produzir um hidrogel (met)acrílico. No momento do uso, os componentes da composição de múltiplos componentes e os constituintes nela contidos são misturados uns com os outros e com uma tal quantidade de água que, na mistura então resultante, a relação em peso entre a quantidade total dos compostos (met)acrílicos solúveis em água e a água varia de 0,1:1 a 5:1, preferencialmente de 0,1:1 a 3:1. Depois de misturar os constituintes com água, inicia-se uma reação de polimerização e um hidrogel (met)acrílico é formado em um período de tempo, cuja duração depende da modalidade da composição.
[0027] A água necessária para produzir um hidrogel (met)acrílico também pode estar contida em um ou vários componentes da composição de múltiplos componentes, caso em que o hidrogel (met)acrílico é produzido pela mistura dos componentes da composição de múltiplos componentes e os constituintes nela contidos uns com os outros. No entanto, é preferencial que pelo menos uma parte significativa da água necessária para produzir um hidrogel (met)acrílico não esteja contida na composição de múltiplos componentes, mas que seja adicionada à composição quando a composição de múltiplos componentes for usada para produzir um hidrogel. Preferencialmente, o teor de água é inferior a 30,0% em peso, mais preferencialmente inferior a 20,0% em peso, mais preferencialmente inferior a 15% em peso da composição de múltiplos componentes. Uma vez que pelo menos um benzoato pode estar presente na composição de múltiplos componentes dissolvida em água, pode ser preferencial que o teor de água seja pelo menos 1,0%, mais preferencialmente pelo menos 2,5% em peso, mais preferencialmente pelo menos 5,0% em peso da composição de múltiplos componentes.
[0028] Pelo menos um composto (met)acrílico solúvel em água pode ser um monômero, um oligômero ou polímero e pode ter, por exemplo, um peso molecular ou, se for um oligômero ou polímero com uma distribuição de peso molecular, um peso molecular médio de no máximo 12000 g/mol, preferencialmente no máximo 8000 g/mol e, mais preferencialmente, no máximo 4000 g/mol. O peso molecular médio pode ser determinado por cromatografia de permeação em gel (GPC, do inglês, gel permeation chromatography) com um padrão de poliestireno.
[0029] Pelo menos um composto (met)acrílico é solúvel em água a fim de obter o hidrogel (met)acrílico mediante polimerização. Preferencialmente, pelo menos um composto (met)acrílico tem uma solubilidade de pelo menos 5 g/100 g de água em uma temperatura de 20°C. Mais preferencialmente, a água e pelo menos um composto (met)acrílico são completamente solúveis entre si, isto é, formam uma fase homogênea em qualquer proporção de mistura. Os compostos (met)acrílicos que não são solúveis em água não podem ser usados como composto polimerizável principal para a produção de um hidrogel, uma vez que provocam a separação da água do polímero (met)acrílico formado. Estes compostos podem estar presentes na composição de múltiplos componentes, no entanto, preferencialmente, apenas em quantidades menores.
[0030] Pelo menos um composto (met)acrílico solúvel em água pode ter um, dois ou mais que dois grupos (met)acriloil. Preferencialmente, pelo menos um composto (met)acrílico solúvel em água tem um, dois ou três grupos (met)acriloil.
[0031] A composição de múltiplos componentes compreende, preferencialmente, pelo menos um composto (met)acrílico solúvel em água com um grupo (met)acriloil e pelo menos um composto (met)acrílico solúvel em água com dois ou três grupos (met)acriloil. Os compostos (met)acrílicos solúveis em água com quatro ou mais grupos (met)acriloil podem estar contidos em adição, mas isto, geralmente, não é preferencial.
[0032] Preferencialmente, o teor de pelo menos um composto (met)acrílico é 60,0-99,0% em peso, mais preferencialmente 70,0-99,0% em peso, ainda mais preferencialmente 75,0-99,0% em peso, mais preferencialmente 85,0-95,0% em peso da composição de múltiplos componentes, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes, excluindo a quantidade de água que pode estar presente. Caso múltiplos compostos (met)acrílicos estejam presentes na composição, "o teor de pelo menos um composto (met)acrílico" refere-se ao teor total de todos os compostos (met)acrílicos.
[0033] Além disso, a composição de múltiplos componentes, de acordo com a presente invenção, compreende pelo menos um benzoato, preferencialmente um benzoato solúvel em água. Pelo menos um benzoato pode ser selecionado do grupo que consiste em metal alcalino, metal alcalino-terroso, amônio, amina e sais de alcanolamina de ácido benzoico e suas misturas, preferencialmente do grupo que consiste em metal alcalino, metal alcalino-terroso, amônio e sais de alcanolamina de ácido benzoico e suas misturas. O ânion de benzoato nos referidos sais de ácido benzoico pode ser um ânion de benzoato substituído ou não substituído, preferencialmente um ânion de benzoato não substituído. Pelo menos um benzoato pode estar presente na composição de múltiplos componentes dissolvida em uma solução, por exemplo, em uma solução aquosa, em cujo caso o benzoato existe na composição de múltiplos componentes como ânion de benzoato e cátion correspondente do referido sal de ácido benzoico.
[0034] Os sais de metais alcalinos e alcalino-terrosos de ácido benzoico adequados incluem benzoato de sódio, benzoato de potássio, benzoato de cálcio e benzoato de magnésio.
[0035] Os sais de alcanolamina do ácido benzoico adequados incluem sais primários de alcanolamina do ácido benzoico, sais secundários de alcanolamina do ácido benzoico e sais terciários de alcanolamina do ácido benzoico. Os sais de alcanolamina do ácido benzoico particularmente adequados incluem os sais de etanolamina, dietanolamina, trietanolamina, propanolamina, dipropanolamina, tripropanolamina, isopropanolamina, di- isopropanolamina, N-metil-isopropanolamina e tri-isopropanolamina do ácido benzoico.
[0036] Preferencialmente, a composição de múltiplos componentes compreende pelo menos um benzoato selecionado do grupo que consiste em benzoato de sódio, benzoato de potássio, benzoato de cálcio, benzoato de magnésio e suas misturas, mais preferencialmente do grupo que consiste em benzoato de sódio, benzoato de potássio, ânion de benzoato e suas misturas.
[0037] O teor de pelo menos um benzoato é preferencialmente 0,0515,0% em peso, preferencialmente 0,5-10,0% em peso, mais preferencialmente 2,0-10,0% em peso, mais preferencialmente 5,0-10,0% em peso da composição de múltiplos componentes, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes, excluindo a quantidade de água que pode estar presente. Se múltiplos benzoatos estiverem presentes na composição, "o teor de pelo menos um benzoato" se refere ao teor total de todos os benzoatos.
[0038] Pelo menos um composto (met)acrílico solúvel em água é selecionado, preferencialmente, do grupo que consiste em (met)acrilatos hidroxil-funcionais, compostos (met)acrílicos carboxil-funcionais, sais de compostos (met)acrílicos carboxil-funcionais, (met)acrilatos de poliéter, (met)acrilamidas, (met)acrilatos com um grupo ácido sulfônico, (met)acrilamidas com um grupo ácido sulfônico, sais ou ésteres de (met)acrilatos com um grupo ácido sulfônico, sais de (met)acrilamidas com um grupo ácido sulfônico, (met)acrilatos com um grupo contendo nitrogênio quaternário, (met)acrilamidas com um grupo contendo nitrogênio quaternário e suas misturas.
[0039] Um (met)acrilato hidroxil-funcional é um (met)acrilato com um ou mais grupos hidroxil. Exemplos de (met)acrilatos hidroxil-funcionais solúveis em água são hidroxietilmetacrilato (HEMA), hidroxietilacrilato (HEA), hidroxipropilmetacrilato (HPMA), hidroxipropilacrilato (HPA), hidroxibutilmetacrilato (HBMA) e hidroxibutilacrilato (HBA).
[0040] Um composto (met)acrílico carboxil-funcional é um composto (met)acrílico com um ou mais grupos carboxílicos, tais como, por exemplo, ácidos (met)crílicos ou ácidos (met)acrílicos com um ou mais grupos carboxílico adicionais. Exemplos de compostos (met)acrílicos carboxil- funcionais adequados solúveis em água e seus anidridos são ácido metacrílico, anidrido de ácido metacrílico, ácido acrílico, anidrido de ácido acrílico, aduto de hidroxietilmetacrilato com anidrido, ácido itacônico, ácido maleico, anidrido maleico, aduto do anidrido maleico e anidrido do ácido succínico.
[0041] O cátion para os referidos sais dos compostos (met)acrílicos carboxil-funcionais pode ser qualquer cátion comum usado em tais compostos. Exemplos de sais adequados são sais metálicos, particularmente sais de metais alcalinos ou sais de metais alcalino-terrosos, tais como sais de sódio, sais de potássio ou sais de magnésio, ou sais de amônio. Exemplos de sais adequados de compostos (met)acrílicos com carboxil-funcionais são sais de ácidos (met)acrílicos, tais como acrilato de sódio, metacrilato de sódio, acrilato de potássio, metacrilato de potássio, diacrilato de magnésio e dimetacrilato de magnésio.
[0042] Os (met)acrilatos de poliéter são poliéteres com um, dois, três ou mais grupos (met)acrilatos, respectivamente, preferencialmente nas extremidades terminais destes, em que o poliéter é, preferencialmente, um polietilenoglicol (PEG), um metoxipolietilenoglicol (MPEG), um copolímero de polietilenoglicol polipropilenoglicol (PEG/PPG), particularmente copolímero em bloco, um trimetilolpropano etoxilado ou um pentaeritritol etoxilado. Quando o poliéter é um copolímero ou um polímero em bloco PEG/PPG, respectivamente, a quantidade de PEG neste é, preferencialmente, pelo menos 30% em peso a fim de alcançar uma solubilidade em água adequada. O (met)acrilato de poliéter é, preferencialmente, um poliéter com um grupo (met)acrilato ou um di(met)acrilato de poliéter.
[0043] Os (met)acrilatos de poliéter e di(met)acrilatos de poliéter também incluem poliéteres com um ou dois grupos (met)acrilato, respectivamente, em que o poliéter inclui outras unidades estruturais tais como grupos uretano, por exemplo oligômeros ou pré-polímeros obtidos por reação de polieterpolióis, em particular polietedióis, ou poliétermonóis com compostos com dois grupos funcionais que são reativos a grupos hidroxil, tais como poli-isocianatos. Por exemplo, (met)acrilatos de poliéter e di(met)acrilatos de poliéter podem ser obtidos pela reação de polieterpolióis ou polietermonóis tais como PEG, MPEG, PEG-PPG ou MPEG-PPG ou copolímeros em bloco MPPG-PEG, com poli-isocianatos para obter um produto isocianato-funcional que, posteriormente, reagiu com um composto (met)acrílico hidroxil-funcional tal como metacrilato de hidroxietil. No que diz respeito à solubilidade em água, também neste caso, os blocos PEG/PPG têm, preferencialmente, uma quantidade de PEG de pelo menos 30% em peso.
[0044] Exemplos de (met)acrilatos e di(met)acrilatos de poliéter solúveis em água e são di(met)acrilatos de PEG, tais como dimetacrilato de PEG 200, dimetacrilato de PEG 400, dimetacrilato de PEG 600, dimetacrilato de PEG 2000, (met)acrilatos de MPEG, tais como (met)acrilato de MPEG 350 e (met)acrilato de MPEG 550, (met)acrilato de MPEG 1000 e (met)acrilato de MPEG 2000. Tais compostos estão comercialmente disponíveis, por exemplo, pela Sartomer, França, por exemplo, SR252, que é dimetacrilato de polietilenoglicol (600), pela Geo Specialty Chemicals, EUA, por exemplo, Bisomer MPEG-350MA, que é metacrilato de metoxipolietilenoglicol.
[0045] Exemplos de (met)acrilatos de trimetilolpropano etoxilados e de (met)acrilatos de pentaeritritol etoxilados são tri(met)acrilato de trimetilolpropano etoxilado ou tetra(metacrilato) de pentaeritritol etoxilado. Tais compostos estão comercialmente disponíveis, por exemplo, pela Sartomer Americas, EUA, por exemplo, SR415 que é triacrilato de trimetilolpropano etoxilado (20) (20 mols etoxilados por mol de TMP), SR454 que é triacrilato de trimetilolpropano etoxilado (3) (3 mols etoxilados por mol de TMP) ou SR494 que é triacrilato de pentaeritritol etoxilado (4) (4 mols etoxilados por mol de PE).
[0046] A composição de múltiplos componentes pode compreender, opcionalmente, um ou mais comonômeros solúveis em água. Estes comonômeros são copolimerizáveis com os monômeros ou compostos metacrílicos e/ou acrílicos, respectivamente. Particularmente, os comonômeros solúveis em água têm uma solubilidade de pelo menos 5g/100g de água a 20°C. É evidente que o comonômero solúvel em água é diferente dos compostos acrílicos e/ou metacrílicos. O comonômero solúvel em água é, preferencialmente, um composto vinil, tal como um éster vinílico, um éster divinílico, um éter vinílico ou um éter divinílico, preferencialmente um éter vinílico hidroxil-funcional ou um diviniléter hidroxil-funcional.
[0047] Um ou mais comonômeros solúveis em água, se usados, são preferencialmente usados em quantidades relativamente baixas em relação aos compostos (met)acrílicos solúveis em água, por exemplo, em uma quantidade não superior a 15% em peso, preferencialmente não superior a 5% em peso, mais preferencialmente não superior a 1% em peso, em que as referidas proporções se baseiam no peso total de compostos (met)acrílicos solúveis em água e comonômeros solúveis em água contidos na composição de múltiplos componentes e excluindo todos os outros constituintes.
[0048] Exemplos de (met)acrilatos ou (met)acrilamidas solúveis em água adequados com um grupo ácido sulfônico e sais ou ésteres destes são ácido sulfônico 2- acrilamido-2-metilpropano (AMPS®) ou o sal de sódio de ácido sulfônico 2-acrilamido-2-metilpropano (Na-AMPS®) e metacrilato de sulfatoetil.
[0049] Exemplos de (met)acrilatos solúveis em água adequados e (met)acrilamidas com um grupo contendo nitrogênio quaternário são 2- cloreto de trimetilamônioetil metacrilato e cloreto de 3-trimetilamoniopropil metacrilamida.
[0050] Preferencialmente, pelo menos um composto (met)acrílico solúvel em água é selecionado do grupo que consiste em hidroxietilmetacrilato (HEMA), hidroxipropilmetacrilato (HPMA), dimetacrilato de polietilenoglicol (PEG-DMA), metacrilato de metoxipolietilenoglicol (MPEG-MA), tri(met)acrilato de trimetilolpropano etoxilado (TMP-TMA), ácido maleico, ácido itcônico, diacrilato de magnésio, acrilato de sódio, metacrilato de sódio, acrilato de potássio, metacrilato de potássio, sal de potássio de 3- sulfopropilacrilato, ácido 2- acrilamido-2-metilpropano sulfônico (AMPS®), sal de sódio de ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfônico (Na-AMPS®) e suas misturas.
[0051] De acordo com uma modalidade, pelo menos um composto (met)acrílico solúvel em água é selecionado do grupo que consiste em hidroxietilmetacrilato (HEMA), hidroxipropilmetacrilato (HPMA), dimetacrilato de polietilenoglicol (PEG-DMA), metacrilato de metoxipolietilenoglicol (MPEG-MA), tri(met)acrilato de trimetilolpropano etoxilado (TMP-TMA), ácido maleico, ácido itacônico, diacrilato de magnésio, acrilato de sódio, metacrilato de sódio, acrilato de potássio, metacrilato de potássio, sal de potássio de 3-sulfopropilacrilato, ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfônico (AMPS®), sal de sódio de ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfônico (Na- AMPS®) e suas misturas, em que o teor de pelo menos um composto (met)acrílico é 70,0-99,0% em peso, ainda mais preferencialmente 75,099,0% em peso, mais preferencialmente 85,0-95,0% em peso da composição de múltiplos componentes, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes excluindo a quantidade de água que pode estar presente.
[0052] O iniciador de radical livre serve para iniciar a polimerização dos compostos (met)acrílicos. Estes iniciadores são conhecidos pelos versados na técnica. O iniciador pode ser, por exemplo, um hidroperóxido orgânico ou inorgânico, um peróxido orgânico ou inorgânico, tal como um sal peroxidissulfato ou persulfato, um composto azo ou qualquer outro material, que seja conhecido pelos versados na técnica por serem capazes de gerar radicais livres.
[0053] Pelo menos um iniciador de radical livre é selecionado, preferencialmente, do grupo que consiste em azobisisobutironitrila (AIBN), persulfato de sódio (NAPS), persulfato de potássio, persulfato de amônio, peróxido de hidrogênio, peróxido de benzoíla, hidroperóxido de cumeno, hidroperóxido de terc-butila, hidroperóxido de di-isopropilbenzeno e suas misturas.
[0054] Preferencialmente, o teor de pelo menos um do referido iniciador de radical livre é 0,05-5,0% em peso, mais preferencialmente 0,1- 4,0% em peso, ainda mais preferencialmente 0,1-3,0% em peso, mais preferencialmente 0,1-2,0% em peso da composição de múltiplos componentes, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes excluindo a quantidade de água que possa estar presente. Se múltiplos iniciadores de radical livre estiverem presentes na composição, "o teor de pelo menos um iniciador de radical livre" se refere ao teor total de todos os iniciadores de radical livre.
[0055] O catalisador para a formação de radical livre serve para catalisar a reação de polimerização dos compostos (met)acrílicos. O efeito de catalisação do catalisador pode ser, por exemplo, baseado na interação com o iniciador que promove a geração de radical. Estes catalisadores são conhecidos pelos versados na técnica. É preferencial que a composição compreenda pelo menos um catalisador para a formação de radical livre.
[0056] Catalisadores adequados para a formação de radical livre incluem agentes redutores, selecionados, preferencialmente, do grupo que consiste em ácido ascórbico, sulfoxilatos de formaldeído de sódio (SFS) tais como Rongalit® (comercialmente disponível pela BASF), derivados de ácido sulfínico orgânico e seus sais tais como Bruggolite® FF6 e FF7 (comercialmente disponível pela Bruggeman Chemical), derivados de toluidina, sais de metais de transição, complexos de metais de transição, alquilaminoalquil(met)acrilamidas, alquilaminoalquil(met)acrilatos, alcanolaminas, alcanolaminas etoxiladas, sais contendo enxofre inorgânico, um açúcar redutor, tal como glicose, e suas misturas.
[0057] As alcanolaminas adequadas para uso como catalisador para a formação de radical livre incluem monoalcanol, dialcanol e trialanolaminas, selecionadas, preferencialmente, do grupo que consiste em etanolamina, dimetilaminoetanol, metiletanolamina, N,N-dietiletanolamina, 2-amino-2- metil-propanol, N-butiletanolamina, N-metildi-isopropanolamina, metildietanolamina, di-isopropanolamina, dietanolamina, trietanolamina, N- butildietanolamina, 2-amino-2-metil-1, 3-propandiol e suas misturas.
[0058] As alquilaminoalquil(met)acrilamidas e alquilaminoalquil(met)acrilatos adequados para uso como catalisador para a formação de radical livre incluem dimetilaminopropil metacrilamida (DMAPMA) e dimetilaminoetil metacrilato (DMAEMA).
[0059] Preferencialmente, a composição de múltiplos componentes compreende pelo menos um catalisador para formação de radical livre selecionado do grupo que consiste em dietanolamina (DEA), trietanolamina (TEA), N-butildietanolamina, 2-amino-2-metil-1,3-propandiol, dimetilaminopropil metacrilamida (DMAPMA), metacrilato de dimetilaminoetil (DMAEMA) e suas misturas.
[0060] Preferencialmente, o teor de pelo menos um do referido catalisador para radical livre é 0,05-7,5% em peso, mais preferencialmente 0,1-5,0% em peso, ainda mais preferencialmente 0,1-3,0% em peso, mais preferencialmente 0,5-3,0% em peso da composição de múltiplos componentes, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes excluindo a quantidade de água que possa estar presente. Se múltiplos catalisadores para a formação de radical livre estiverem presentes na composição, "o teor de pelo menos um catalisador para a formação de radical livre" se refere ao teor total de todos os catalisadores para a formação de radicais livres.
[0061] Constatou-se que a quantidade de benzoatos necessária para obter um hidrogel (met)acrílico que satisfaz as exigências do teste de corrosão de acordo com a norma DIN 480-14 pode ser reduzida pelo uso de alcanolaminas como agentes inibidores de corrosão secundários na composição de múltiplos componentes. As alcanolaminas usadas como agentes inibidores de corrosão secundários também catalisam simultaneamente a formação de radical livre. As alcanolaminas podem existir na composição de múltiplos componentes nas suas formas protonadas como cátions de alcanolamina ou nas suas formas de base livre ou parcialmente como cátions de alcanolamina e parcialmente na forma de base livre.
[0062] A composição de múltiplos componentes pode compreender ainda pelo menos uma alcanolamina diferente de pelo menos um do referido catalisador para a formação de radical livre, em que pelo menos uma da referida alcanolamina é selecionada do grupo que consiste em etanolamina, dimetilaminoetanol, metiletanolamina, N,N-dietiletanolamina, 2-amino-2- metil-propanol, N-butiletanolamina, N-metil-di-isopropanolamina, metildietanolamina, di-isopropanolamina, dietanolamina, trietanolamina, N- butildietanolamina, 2-amino-2-metil-1,3-propanodiol, mais preferencialmente do grupo que consiste em etanolamina, dimetilaminoetanol, metiletanolamina, N,N-dietiletanolamina, 2-amino-2-metilpropanol, N- butiletanolamina, N-metil-di-isopropanolamina, metildietanolamina, di- isopropanolamina e suas misturas.
[0063] O teor de pelo menos uma da referida alcanolamina diferente de pelo menos um catalisador para formação de radical livre é, preferencialmente, 0,05-10,0% em peso, mais preferencialmente 0,5-10,0% em peso, ainda mais preferencialmente 1,0-10,0% em peso, mais preferencialmente 2,0-10,0% em peso da composição de múltiplos componentes, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes excluindo a quantidade de água que possa estar presente. O "teor de pelo menos uma alcanolamina diferente de pelo menos um do referido catalisador para a reação de radical livre" se refere, neste documento, ao teor total de todas as alcanolaminas presentes na composição excluindo o teor de alcanolaminas usadas como catalisador para a formação de radicais livres.
[0064] Pelo menos um catalisador para a reação de radical livre pode ter uma dupla funcionalidade como catalisador para a formação de radical livre e como um agente inibidor de corrosão secundário, se usado em quantidades maiores do que as normalmente necessárias para catalisar reações de formação de radical livre. De acordo com uma modalidade, pelo menos um catalisador para a reação de radical livre é uma alcanolamina, em que o teor de pelo menos uma da referida alcanolamina é 0,05-17,5% em peso, preferencialmente 0,1-12,5% em peso, mais preferencialmente 2,010,0% em peso, mais preferencialmente 2,0-7,5% em peso da composição de múltiplos componentes, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes, excluindo a quantidade de água que pode estar presente.
[0065] Constatou-se que a quantidade de benzoatos necessária para obter um hidrogel (met)acrílico que satisfaz as exigências do teste de corrosão de acordo com a norma DIN 480-14 pode ser reduzida ainda mais pelo uso de fosfatos como agentes inibidores de corrosão terciários na composição de múltiplos componentes.
[0066] A composição de múltiplos componentes pode compreender ainda pelo menos um fosfato, preferencialmente, um sal de ácido fosfórico, mais preferencialmente, um sal de ácido fosfórico solúvel em água. Em particular, pelo menos um fosfato é selecionado, preferencialmente, do grupo que consiste em sais de metal alcalino, metal alcalino -terroso, amônio e amina de ácido fosfórico, mais preferencialmente do grupo que consiste em di-hidrogenofosfato de potássio, hidrogenofosfato de dipotássio, fosfato de potássio, di-hidrogenofosfato de sódio, hidrogenofosfato dissódico, fosfato de sódio e suas misturas.
[0067] O teor de pelo menos um do referido sal de ácido fosfórico é, preferencialmente, 0,05-10,0% em peso, mais preferencialmente 0,1-7,5% em peso, ainda mais preferencialmente 0,1-5,0% em peso, mais preferencialmente 0,1-4,0% em peso da composição de múltiplos componentes, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes excluindo a quantidade de água que possa estar presente. Se múltiplos sais de ácido fosfórico estiverem presentes na composição, "o teor de pelo menos um sal de ácido fosfórico" se refere ao teor total de todos os sais de ácido fosfórico.
[0068] De acordo com uma modalidade, a composição de múltiplos componentes compreende pelo menos um composto (met)acrílico solúvel em água, pelo menos um iniciador de radical livre, pelo menos um catalisador para formação de radical livre, pelo menos um sal de metal alcalino de ácido benzoico e pelo menos uma alcanolamina diferente de pelo menos um catalisador para a formação de radical livre, em que o teor de pelo menos um composto (met)acrílico é 60,0-99,0% em peso, mais preferencialmente 75,095,0% em peso, e em que o teor de pelo menos um sal de metal alcalino de ácido benzoico é 0,05-15,0% em peso, preferencialmente 2,0-10,0% em peso, e em que o teor de pelo menos uma alcanolamina diferente de pelo menos um catalisador para a formação de radical livre é 0,05-10,0% em peso, preferencialmente 1,0-10,0% em peso, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes excluindo a quantidade de água que possa estar presente.
[0069] De acordo com outra modalidade, a composição de múltiplos componentes compreende pelo menos um composto (met)acrílico solúvel em água, pelo menos um iniciador de radical livre, pelo menos um catalisador para a formação de radical livre, pelo menos um sal de metal alcalino de ácido benzoico, pelo menos uma alcanolamina diferente de pelo menos um catalisador para a formação de radical livre e pelo menos um sal de metal alcalino de ácido fosfórico, em que o teor de pelo menos um composto (met)acrílico é 60,0-99,0% em peso, mais preferencialmente 75,0- 95,0% em peso, e em que o teor de pelo menos um sal de metal alcalino de ácido benzoico é 0,05-15,0% em peso, preferencialmente 2,0-10,0% em peso, e em que o teor de pelo menos uma alcanolamina diferente de pelo menos um catalisador para formação de radical livre é 0,05-10,0% em peso, preferencialmente 1,0-10,0% em peso, e em que o teor do sal de metal alcalino de ácido fosfórico é 0,05-10,0% em peso, preferencialmente 0,14,0% em peso, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes excluindo a quantidade de água que possa estar presente.
[0070] De acordo com outra modalidade, a composição de múltiplos componentes compreende pelo menos um composto (met)acrílico solúvel em água, pelo menos um iniciador de radical livre, um catalisador para a formação de radical livre e pelo menos um sal de metal alcalino de ácido benzoico, em que o catalisador para formação de radical livre é uma alcanolamina, e em que o teor de pelo menos um composto (met)acrílico é 60,0-99,0% em peso, mais preferencialmente 75,0-95,0% em peso, e em que o teor da referida alcanolamina é 0,1-12,5% em peso, preferencialmente 2,07,5% em peso, e em que o teor de pelo menos um sal de metal alcalino de ácido benzoico é 0,05-15,0% em peso, preferencialmente 2,0-10,0% em peso, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes excluindo a quantidade de água que possa estar presente.
[0071] De acordo com outra modalidade, a composição de múltiplos componentes compreende pelo menos um composto (met)acrílico solúvel em água, pelo menos um iniciador de radical livre, um catalisador para a formação de radical livre, pelo menos um sal de metal alcalino de ácido benzoico e pelo menos um sal de metal alcalino de ácido fosfórico, em que o catalisador para a formação de radical livre é uma alcanolamina, e em que o teor de pelo menos um composto (met)acrílico é 60,0-99,0% em peso, mais preferencialmente 75,0-95,0% em peso, e em que o teor da referida alcanolamina é 0,1-12,5% em peso, preferencialmente 2,0-7,5% em peso, e em que o teor de pelo menos um sal de metal alcalino de ácido benzoico é 0,05-15,0% em peso, preferencialmente 2,0-10,0% em peso, e em que o teor de pelo menos um sal de metal alcalino de ácido fosfórico é 0,05-10,0% em peso, preferencialmente 0,1-4,0% em peso, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes excluindo a quantidade de água que possa estar presente.
[0072] A composição de múltiplos componentes pode compreender ainda pelo menos um preenchedor selecionado do grupo que consiste em preenchedores minerais inertes, preenchedores orgânicos, aglutinantes minerais e suas misturas.
[0073] O termo "preenchedor" se refere a materiais particulados sólidos que têm, normalmente, baixa solubilidade em água, preferencialmente inferior a 0,5 g/100 g de água, mais preferencialmente inferior a 0,1 g/100 g de água, mais preferencialmente inferior a 0,01 g/100 g de água, em uma temperatura de 20°C.
[0074] A natureza química e o tamanho das partículas do preenchedor não são especificamente limitados na presente invenção. Preferencialmente, pelo menos um preenchedor tem um tamanho de partícula d50 que varia de 0,1-200 μm, mais preferencialmente de 0,1-100,0 μm, mais preferencialmente de 0,1-50,0 μm. O termo "tamanho médio de partícula d50" se refere a um tamanho de partícula abaixo do qual 50% de todas as partículas em volume são menores que o valor d50. O termo “tamanho de partícula” se refere ao diâmetro esférico equivalente da área de uma partícula. A distribuição de tamanho de partículas pode ser medida por difração a laser de acordo com o método descrito na norma ISO 13320-1:2009.
[0075] O termo “preenchedor mineral inerte” se refere a preenchedores minerais que não são quimicamente reativos. Eles são produzidos a partir de fontes minerais naturais por mineração seguida de cominuição para tamanho e formatos de partícula necessários. Particularmente, preenchedores minerais inertes incluem quartzo, carbonato de cálcio moído ou precipitado, sílicas cristalinas, dolomita, argila, talco, grafite, mica, Wollastonite, barita, diatomito e púmice.
[0076] O termo "preenchedor orgânico" se refere a preenchedores que compreendem ou consistem em materiais orgânicos. Particularmente, preenchedores orgânicos incluem materiais compreendendo ou consistindo em celulose, polietileno, polipropileno, poliamida, poliéster e composições poliméricas dispersáveis ou suas dispersões, tais como Vinnapas (da Wacker Chemie AG) e Axilat 8510 (da Hexion).
[0077] O termo “aglutinante mineral” se refere a aglutinantes hidráulicos, não hidráulicos, latentes e aglutinantes pozolânicos. Particularmente, aglutinantes minerais incluem materiais compreendendo ou consistindo em cimento, clínquer de cimento, cal hidráulica, cal não hidráulica e gesso.
[0078] Preferencialmente, teor de pelo menos um preenchedor é 0,035,0% em peso, mais preferencialmente 1,0-30,0% em peso, mais preferencialmente 5,0-25,0% em peso da composição de múltiplos componentes, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes, excluindo a quantidade de água que possa estar presente. Se múltiplos preenchedores estiverem presentes na composição, "o teor de pelo menos um preenchedor" se refere ao teor total de todos os preenchedores.
[0079] A composição de múltiplos componentes pode, opcionalmente, conter inibidores.
[0080] Os inibidores são, frequentemente, adicionados a compostos (met)acrílicos, particularmente em produtos comerciais, a fim de evitar a polimerização espontânea e/ou ajustar os tempos de abertura e os tempos de reação, respectivamente. Exemplos de inibidores adequados incluem butilhidroxitolueno (BTH), hidroquinona (HQ), hidroquinona de éter monometílico (MEHQ), fenotiazina (PTZ) e 4-hidroxi-2,2,6,6- tetrametilpiperidina-1-oxil (4-hidroxi-TEMPO).
[0081] Além dos ingredientes mencionados acima, a composição pode conter um ou mais aditivos adicionais que são comuns neste campo.
[0082] Exemplos são corantes coloridos e diluentes solúveis em água, tal como polietileno glicol. Corantes coloridos podem ser adequados para marcar a mistura.
[0083] Em outro aspecto da presente invenção, é fornecido um método para produzir um hidrogel (met)acrílico, o método compreendendo as etapas de: 1) fornecer uma composição de múltiplos componentes, de acordo com a presente invenção, ii) misturar os constituintes da composição de múltiplos componentes com água de modo que, na mistura então resultante, a relação de peso da quantidade total entre pelo menos um do referido composto (met)acrílico solúvel em água e a quantidade de água varie de 0,1:1 a 5:1, preferencialmente de 0,1:1 a 3:1, 111) deixar a mistura formar hidrogel (met)acrílico.
[0084] A etapa de mistura ii) é normalmente realizada ao combinar os componentes da composição de múltiplos componentes com água sob mistura. Os meios adequados para misturar são misturadores estáticos e misturadores dinâmicos, particularmente misturadores do tipo agitador de recipientes, tais como misturadores do tipo rotor-estator, misturadores de dissolução, misturadores coloidais e outros misturadores de alto cisalhamento. A escolha do aparelho misturador adequado depende do tempo de abertura da composição. No caso de tempo aberto longo, a mistura pode ser conduzida com um recipiente equipado com um agitador, enquanto no caso de tempo de abertura curto, preferencialmente, um misturador estático é usado na mistura.
[0085] Preferencialmente, o tempo necessário para completar a etapa iii) é 30 s-240 min, preferencialmente 1-120 min, mais preferencialmente 590 min.
[0086] A viscosidade da mistura no início é, normalmente, relativamente baixa, visto que a mistura é principalmente baseada em água e os ingredientes são solúveis em água. A viscosidade pode ser ajustada, por exemplo, ajustando a proporção entre água e os compostos (met)acrílicos e/ou ajustando o peso molecular dos composto(s) (met)acrílicos e/ou ajustando o tipo e quantidade de aditivos de reologia e/ou ajustando o tipo e quantidade de preenchedores, se estiverem presentes na composição.
[0087] A reação de polimerização ocorre, preferencialmente, em temperaturas ambientes, por exemplo, a temperaturas no intervalo de -10 a 60°C, mais preferencialmente no intervalo de 0 a 50°C.
[0088] Em outro aspecto da presente invenção, é fornecido um hidrogel (met)acrílico obtenível pelo método descrito acima.
[0089] Ainda em outro aspecto da presente invenção, é fornecido um material de injeção (met)acrílico, em que um material de injeção (met)acrílico é obtenível ao misturar uma composição de múltiplos componentes da presente invenção com água, de modo que, na mistura então resultante, a relação de peso entre a quantidade total dos compostos (met)acrílicos solúveis em água e a água varie de 0,1:1 a 5:1, preferencialmente de 0,1:1 a 3:1.
[0090] Preferencialmente, o material de injeção (met)acrílico tem um tempo de abertura de 30 s- 240 min, preferencialmente de 1-120 min, mais preferencialmente de 5-90 min.
[0091] A viscosidade do material de injeção (met)acrílico, medida com um viscômetro de Brookfield em uma temperatura de 23°C com uma velocidade de rotação do viscômetro no intervalo de 150-200 revoluções por minuto é, preferencialmente, inferior a 500 mPas, mais preferencialmente inferior a 200 mPa s, mais preferencialmente inferior a 150 mPa s. A referida viscosidade do material de injeção (met)acrílico é medida imediatamente após a completa dissolução dos constituintes da composição em água.
[0092] Em outro aspecto da presente invenção, é fornecido um método para vedação e/ou preenchimento de fissuras, vazios, falhas e cavidades em uma estrutura de construção, o método compreendendo etapas de: i) fornecer uma composição de múltiplos componentes, de acordo com a presente invenção, ii) misturar os constituintes contidos na composição de múltiplos componentes com água de modo que a relação de peso da quantidade total entre pelo menos um do referido composto (met)acrílico solúvel em água e a quantidade de água varie de 0,1:1 a 5:1, preferencialmente de 0,1:1 a 3:1, iii) aplicar a mistura ao local a ser vedado/preenchido na estrutura de construção e deixar a mistura formar hidrogel (met)acrílico.
[0093] A reação de polimerização começa quase imediatamente após a mistura da composição e água. Portanto, a etapa iii) deve ser iniciada logo após o fornecimento da mistura e, em qualquer caso, dentro do tempo de abertura da mistura. EXEMPLOS Os seguintes compostos e produtos, respectivamente, foram usados nos exemplos: Tabela 1
Figure img0001
[0094] As composições exemplares Ex1 a Ex8 foram preparadas misturando os ingredientes com água para fornecer misturas formadoras de hidrogel. Os ingredientes das composições exemplares e suas quantidades em partes por peso (partes por peso) são apresentados na Tabela 2. As propriedades dos hidrogéis foram testadas em termos de propriedades de corrosão, tempo de gelificação, consistência do gel e dilatação. Estes resultados também são fornecidos na Tabela 2. Os exemplos ExC6, ExC7 e ExC8 são exemplos comparativos de composições que não passaram no teste de corrosão.
[0095] A trietanolamina foi usada como um catalisador para a formação de radical livre em todos os exemplos. O ácido benzoico reagiu primeiro com a alcanolamina presente nas composições exemplares como um inibidor de corrosão secundário antes de ser misturado com os outros ingredientes.
Teste de corrosão
[0096] As propriedades de corrosão dos materiais de hidrogel obtidas pela polimerização das composições exemplares foram testadas com um teste de corrosão eletroquímico potenciostático de acordo com a norma europeia EN 480-14.
[0097] Para o teste de corrosão, três amostras de teste de hidrogel cilíndrico com um eletrodo de trabalho de aço embutido ao hidrogel foram preparadas a partir de cada composição exemplar. O eletrodo de trabalho foi disposto centralmente no molde para que o hidrogel cobrisse simetricamente a parte embutida do eletrodo de aço.
[0098] As amostras de teste de hidrogel cilíndricas foram preparadas usando a disposição adequada de moldes de Teflon. Os constituintes das composições exemplares foram misturados entre si até que todos os ingredientes estivessem completamente dissolvidos em água e foi obtida uma solução homogênea após a qual os moldes de Teflon foram preenchidos com as misturas então obtidas. Após três horas de tempo de reação, as amostras de teste de hidrogel cilíndrico com eletrodos de trabalho embutidos foram removidas dos moldes de Teflon e mantidas imersas em solução de carbonato de cálcio saturado por 24 horas antes do teste de corrosão.
[0099] No teste de corrosão, um potencial constante de 500 mV versus eletrodo padrão de calomelano foi aplicado no eletrodo de trabalho de aço e a corrente anódica resultante que flui entre a barra de aço e um contra eletrodo foi monitorada por 24 horas. Uma solução saturada de hidróxido de cálcio a uma temperatura de 20°C foi usada como eletrólito.
[0100] Para passar no teste de corrosão de acordo com EN 480-14, a densidade da corrente calculada com qualquer uma das três amostras de teste não deve exceder um valor de 10 μA cm2 a qualquer momento entre 1 hora após o início e 24 horas após o início do teste de corrosão. Além disso, a curva de densidade de corrente registrada em função do tempo deve mostrar uma tendência similar em comparação com a curva de densidade de corrente obtida em uma disposição similar com uma amostra de controle (sem o material testado). Como terceiro critério, a inspeção visual do eletrodo de trabalho de aço não deve revelar sinais de corrosão. O resultado do teste de corrosão é "aprovado", se todos os três critérios forem atendidos. Caso contrário, o resultado do teste de corrosão é "reprovado".
Tempo de gelificação (min)
[0101] O tempo de gelificação a 23°C foi determinado por inspeção visual (o tempo de gelificação é alcançado no momento em que estruturas semelhantes a gel são detectadas).
Consistência de Gel
[0102] A consistência do gel do hidrogel obtido foi testada hapticamente.
Dilatação 1 dia na água
[0103] Para a medida das propriedades de inchamento, um espécime de teste com dimensões de 1,0 x 1,5 x 1,5 cm foi cortado do material de hidrogel produzido a partir de cada uma das composições exemplares. As amostras de teste foram armazenadas em água corrente a uma temperatura de 23°C e a mudança no peso da amostra de teste foi determinada no final do período de teste de um dia. O material de hidrogel foi curado durante 24 horas antes de conduzir o teste de dilatação. Os valores da dilatação apresentados na Tabela 2 foram determinados como a variação percentual no peso da amostra de teste durante o teste de dilatação. Tabela 2
Figure img0002
acomo um inibidor de corrosão secundário bDe acordo com o teste de corrosão de EN DIN 480-14 cS = macio, M = médio

Claims (14)

1. Hidrogel (met)acrílico caracterizado pelo fato de que é obtenível por um método que compreende as etapas de: i) Fornecer uma composição de múltiplos componentes, ii) Misturar os constituintes contidos na composição de múltiplos componentes com água de modo que, na mistura então resultante, a relação de peso da quantidade total do referido composto (met)acrílico solúvel em água para a quantidade de água varie de 0,1:1 a 5:1, iii) Deixar a mistura formar hidrogel (met)acrílico, em que a composição de múltiplos componentes compreende os constituintes: a) pelo menos um composto (met)acrílico solúvel em água, b) pelo menos um iniciador de radical livre, c) pelo menos um benzoato, d) opcionalmente pelo menos um catalisador para a formação de radical livre, em que o pelo menos um composto (met)acrílico solúvel em água é selecionado do grupo que consiste em hidroxietilmetacrilato (HEMA), hidroxipropilmetacrilato (HPMA), dimetacrilato de polietilenoglicol (PEG- DMA), metacrilato de metoxipolietilenoglicol (MPEG-MA), tri(met)acrilato de trimetilolpropano etoxilado (TMP-TMA), ácido maleico, ácido itacônico, diacrilato de magnésio, acrilato de sódio, metacrilato de sódio, acrilato de potássio, metacrilato de potássio, sal de potássio de 3-sulfopropilacrilato, ácido 2- acrilamido-2-metilpropano sulfônico (AMPS®), sal de sódio de ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfônico (Na-AMPS®) e suas misturas.
2. Hidrogel (met)acrílico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o teor de pelo menos um do referido composto (met)acrílico solúvel em água é 60,0 - 99,0% em peso, mais preferencialmente 70,0-99,0% em peso, ainda mais preferencialmente 75,099,0% em peso, mais preferencialmente 85,0-95,0% em peso, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes excluindo a quantidade de água que possa estar presente.
3. Hidrogel (met)acrílico, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que pelo menos um do referido benzoato é selecionado do grupo que consiste em metal alcalino, metal alcalino-terroso, amônio, alcanolamina e sais de amina de ácido benzoico e suas misturas.
4. Hidrogel (met)acrílico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-3, caracterizado pelo fato de que a composição de múltiplos componentes compreende pelo menos um benzoato selecionado do grupo que consiste em benzoato de sódio, benzoato de potássio e suas misturas.
5. Hidrogel (met)acrílico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-4, caracterizado pelo fato de que o teor de pelo menos um do referido benzoato é 0,05-15,0% em peso, preferencialmente 0,5-10,0% em peso, mais preferencialmente 2,0-10,0% em peso, mais preferencialmente 5,0-10,0% em peso, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes excluindo a quantidade de água que possa estar presente.
6. Hidrogel (met)acrílico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-5, caracterizado pelo fato de que o teor de pelo menos um do referido iniciador de radical livre é 0,05-5,0% em peso, mais preferencialmente 0,1-4,0% em peso, ainda mais preferencialmente 0,13,0% em peso, mais preferencialmente 0,1-2,0% em peso, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes excluindo a quantidade de água que possa estar presente.
7. Hidrogel (met)acrílico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-6, caracterizado pelo fato de que a composição de múltiplos componentes compreende pelo menos um catalisador para a formação de radical livre, em que pelo menos um do referido catalisador é selecionado do grupo que consiste em ácido ascórbico, sulfoxilatos de formaldeído de sódio, derivados orgânicos do ácido sulfínico e seus sais, derivados de toluidina, sais de metal de transição, complexos de metal de transição, alquilaminoalquil(met)acrilamidas, alquilaminoalquil(met)acrilatos, alcanolaminas, alcanolaminas etoxiladas, sais contendo enxofre inorgânico, açúcares redutores e suas misturas.
8. Hidrogel (met)acrílico, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o teor de pelo menos um do referido catalisador para a formação de radical livre é 0,05-7,5% em peso, mais preferencialmente 0,1-5,0% em peso, ainda mais preferencialmente 0,13,0% em peso, mais preferencialmente 0,5-3,0% em peso, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes excluindo a quantidade de água que possa estar presente.
9. Hidrogel (met)acrílico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-8, caracterizado pelo fato de que a composição de múltiplos componentes compreende ainda pelo menos uma alcanolamina selecionada do grupo que consiste em monoalcanol, dialcanol, trialcanolaminas e suas misturas, em que pelo menos uma da referida alcanolamina é diferente de pelo menos um do referido catalisador para a formação de radical livre.
10. Hidrogel (met)acrílico, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o teor de pelo menos uma da referida alcanolamina diferente de pelo menos um do referido catalisador para a formação de radical livre é 0,05-10,0% em peso, mais preferencialmente 0,510,0% em peso, ainda mais preferencialmente 1,0-10,0% em peso, mais preferencialmente 2,0-10,0% em peso, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes excluindo a quantidade de água que possa estar presente.
11. Hidrogel (met)acrílico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-6, caracterizado pelo fato de que a composição de múltiplos componentes compreende um catalisador para a formação de radical livre, em que o referido catalisador para a formação de radical livre é uma alcanolamina e em que o teor da referida alcanolamina é 0,05-17,5% em peso, preferencialmente 0,1-12,5% em peso, mais preferencialmente 2,0-10,0% em peso, mais preferencialmente 2,0-7,5% em peso, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes, excluindo a quantidade de água que possa estar presente.
12. Hidrogel (met)acrílico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-11, caracterizado pelo fato de que a composição de múltiplos componentes compreende ainda pelo menos um fosfato em uma quantidade de 0,05-10% em peso, mais preferencialmente 0,1-7,5% em peso, ainda mais preferencialmente 0,1-5,0% em peso, mais preferencialmente 0,1-4,0% em peso, em que as referidas proporções se baseiam no peso total da composição de múltiplos componentes excluindo a quantidade de água que possa estar presente.
13. Método para produzir um hidrogel (met)acrílico caracterizado pelo fato de que compreende etapas de i) fornecer uma composição de múltiplos componentes de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-12, ii) Misturar os constituintes contidos na composição de múltiplos componentes com água de modo que, na mistura então resultante, a relação de peso da quantidade total entre pelo menos um do referido composto (met)acrílico solúvel em água e a quantidade de água varie de 0,1:1 a 5:1, iii) deixar a mistura formar hidrogel (met)acrílico.
14. Método para vedação e/ou preenchimento de fissuras, espaços vazios, falhas e cavidades em uma estrutura de construção, o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de i) Fornecer uma composição de múltiplos componentes que contém os constituintes, conforme definidos em qualquer uma das reivindicações 1-12, ii) Misturar os constituintes contidos na composição de múltiplos componentes com água de modo que, na mistura então resultante, a relação de peso da quantidade total entre pelo menos um do referido composto (met)acrílico solúvel em água para a quantidade de água varie de 0,1:1 a 5:1, iii) Aplicar a mistura ao local a ser vedado/preenchido na estrutura de construção e deixar a mistura formar hidrogel (met)acrílico.
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