DE102015118134A1 - Aldimines and ketimines as initiators in hardener systems and corresponding resin compositions, among others for fastening technology - Google Patents
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Abstract
Härtersystem für eine Kunstharzzusammensetzung mit radikalisch polymerisierbaren Verbindungen, welche die folgenden Bestandteile beinhaltet: a) mindestens einen Aktivator in Form eines Metallsalzes und als Radikalstarter b1) (i) mindestens ein Aldehyd und/oder Keton und mindestens ein primäres Amin, und/oder b2) (ii) mindestens ein Aldimin oder (iii) mindestens ein Ketimin, oder eine Mischung von zwei oder mehr der Bestandteile (i) bis (iii), sowie Kunstharzzusammensetzungen mit einem solchen Härtersystem zur Anwendung vor allem in der Befestigungstechnik, sowie damit in Bezug stehende Erfindungsgegenstände.A hardener system for a synthetic resin composition comprising free-radically polymerizable compounds which comprises the following constituents: a) at least one activator in the form of a metal salt and as radical initiator b1) (i) at least one aldehyde and / or ketone and at least one primary amine, and / or b2) (ii) at least one aldimine or (iii) at least one ketimine, or a mixture of two or more of components (i) to (iii), and resin compositions having such a hardener system for use primarily in fastening technology, and related art subjects of the invention.
Description
Die Erfindung betrifft ein Härtersystem, umfassend (i) mindestens ein Aldehyd und/oder Keton und mindestens ein primäres Amin, (ii) mindestens ein Aldimin oder (iii) mindestens ein Ketimin, oder eine Mischung von zwei oder mehr der Bestandteile (i) bis (iii), und mindestens einen Aktivator (Beschleuniger) in Form eines Metallsalzes als Initiatorsystem für eine radikalisch polymerisierbare Verbindungen beinhaltende Kunstharzzusammensetzung, vorzugsweise geeignet oder eingerichtet für eine Verwendung oder für Verfahren in der chemischen Befestigungstechnik; eine Kunstharzzusammensetzung, die ein derartiges Härtersystem beinhaltet, die Verwendung des Härtersystems bzw. der Kunstharzzusammensetzung, insbesondere im Befestigungsbereich, und damit verbundene weitere Erfindungsgegenstände, wie Verfahren, Methoden und Verwendungen. The invention relates to a hardener system comprising (i) at least one aldehyde and / or ketone and at least one primary amine, (ii) at least one aldimine or (iii) at least one ketimine, or a mixture of two or more of components (i) to (iii) and at least one activator (accelerator) in the form of a metal salt as an initiator system for a radically polymerizable compound-containing resin composition, preferably suitable or adapted for use or for methods in chemical fastening technology; a synthetic resin composition containing such a hardener system, the use of the hardener system or the synthetic resin composition, in particular in the attachment area, and related further subject matter of the invention, such as methods, methods and uses.
Kunstharzzusammensetzungen auf Basis radikalisch polymerisierbarer (härtbarer) Verbindungen, wie ungesättigten Polyesterharzen und Vinylesterharzen, sind als Klebe- und Haftmittel bekannt. Häufig sind dies Zweikomponentensysteme, in denen die Kunstharzmischung und das Härtungsmittel in jeweils getrennten Komponenten enthalten sind. Um derartige (insbesondere bei Umgebungstemperatur härtbare) Kunstharzzusammensetzungen zu härten, werden sogenannte Radikalstarter (Initiatoren) benötigt. In der chemischen Befestigungstechnik haben sich aufgrund ihrer Eigenschaften zwei Initiatorsysteme etabliert. Die
Nachteilig an diesen bekannten Initiatorsystemen ist jedoch die Verwendung von Peroxiden als Radikalstarter. Diese sind thermisch sensibel und reagieren empfindlich auf Verunreinigungen, was zu erheblichen Einschränkungen bei der Formulierung von pastösen Härterzusammensetzungen hinsichtlich Lagertemperatur, Lagerstabilitäten und der Auswahl geeigneter Bestandteile führt. Zur Stabilisierung von Peroxiden sind Phlegmatisierungsmittel, wie Phthalate oder Wasser, zu zugegeben. Als Weichmacher wirkend, beeinträchtigen diese signifikant die mechanische Festigkeit der Kunstharzzusammensetzungen. However, a disadvantage of these known initiator systems is the use of peroxides as radical initiators. These are thermally sensitive and sensitive to contamination, resulting in significant limitations in the formulation of pasty curing agent compositions in terms of storage temperature, storage stabilities and the selection of suitable ingredients. To stabilize peroxides, phlegmatizers, such as phthalates or water, are added. Acting as a plasticizer, these significantly affect the mechanical strength of the resin compositions.
Auch aus ökologischen Gründen und weil Peroxide in vielen Ländern ab einer bestimmten Konzentration als sensibilisierend gekennzeichnet werden müssen (z.B. bei Dibenzoylperoxid ab 1 %), ist anzustreben, derartige Initiatoren zu meiden. Ähnliches gilt auch für aminische Beschleuniger, die zum Teil ebenfalls kennzeichnungspflichtig sind. Also for ecological reasons and because peroxides must be labeled as sensitizing in many countries above a certain concentration (for example with dibenzoyl peroxide from 1%), it is desirable to avoid such initiators. The same applies to Aminic accelerators, some of which are also subject to labeling.
Aldimine bzw. Ketimine (nachfolgend auch summarisch als Imine bezeichnet, was „Ketimin oder vorzugsweise Aldimin“ bedeutet) sind Kondensationsprodukte aus primären Aminen und Aldehyden bzw. Ketonen. Bei Kontakt mit Wasser können derartige Imine zu den entsprechenden Aminen und Aldehyden bzw. Ketonen hydrolysieren. Darum können sie als geschützte Form von Aminen, bzw. von Aldehyden oder Ketonen, verwendet werden. So werden Aldimine oft in der Polyurethanchemie oder Epoxidchemie eingesetzt, wo sie als durch Feuchtigkeit aktivierbare Vernetzer („blockierte Amine“ oder „latente Härter“) für Isocyanatgruppen bzw. Epoxygruppen aufweisende Zusammensetzungen dienen und so eine Aushärtung nach dem Prinzip der Polyaddition bewirken. Beispiele für derartige Anwendungen finden sich in
Imine in radikalisch härtbaren Kunstharzzusammensetzungen werden in
Die
Somit bestand die Aufgabe, neue Härter- bzw. Harzzusammensetzungen bereit zu stellen, welche die im Stand der Technik beschriebenen Nachteile überwinden, jedoch soweit vorhanden dessen Vorteile (z.B. Tieftemperaturhärtung, Robustheit der Mischungsverhältnisse zwischen Harz und Härter) behalten oder übertreffen und gegebenenfalls weitere Vorteile aufweisen; und geeignete Festigkeiten und die Verwendbarkeit für die eingangs genannten Zwecke ermöglichen, ohne dass sie auf Peroxide als Initiatoren angewiesen sind. Thus, the object was to provide new hardener or resin compositions which overcome the disadvantages described in the prior art, but where available its advantages (eg, low-temperature curing, robustness of the mixing ratios between resin and hardener) maintain or exceed and optionally have other advantages; and allow suitable strengths and usability for the purposes mentioned above, without relying on peroxides as initiators.
Es wurde nun überraschend gefunden, dass (i) Aldehyde und/oder Ketone gemeinsam mit primären Aminen, (ii) Aldimine und (iii) Ketimine in Kombination mit Metallsalzen als Initiatorsysteme für radikalisch polymerisierbare (härtbare) Verbindungen beinhaltende Kunstharzzusammensetzungen genutzt werden können. It has now surprisingly been found that (i) aldehydes and / or ketones can be used together with primary amines, (ii) aldimines and (iii) ketimines in combination with metal salts as initiator systems for free-radically polymerizable (curable) compounds containing resin compositions.
Weiterhin wurde gefunden, dass die erfindungsgemäß verwendbaren Imine, welche – im Unterschied zu den Stickstoff-enthaltenden Liganden der
Die Erfindung betrifft vor diesem Hintergrund in einer ersten Erfindungsverkörperung ein Härtersystem für eine Kunstharzzusammensetzung mit radikalisch polymerisierbaren Verbindungen, welches die folgenden Bestandteile beinhaltet:
- a) mindestens einen Aktivator in Form eines Metallsalzes und als Radikalstarter
- b1) mindestens ein Aldehyd und/oder Keton und mindestens ein primäres Amin, und/oder
- b2) mindestens ein Imin, welches ein oder mehrere Imin-Strukturinkremente der Formel (I) beinhaltet: worin unabhängig voneinander: die gewellte Linie den organischen Rest des (jeweils) verwendeten Amins darstellt, oder für Wasserstoff steht; und R2 und R3 unabhängig voneinander Wasserstoff und/oder einen unsubstituierten oder substituierten, gegebenenfalls Doppelbindungen und/oder Heteroatome aufweisenden, ein- oder mehrfach verzweigten oder geradkettigen organischen Rest, welcher mindestens eine aliphatische, heteroaliphatische, alicyclische oder heterocyclische Molekülstruktur, oder eine Kombination von zwei oder mehr der vorgenannten Molekülstrukturen beinhaltet, bedeutet; und/oder Salze davon.
- a) at least one activator in the form of a metal salt and as a radical initiator
- b1) at least one aldehyde and / or ketone and at least one primary amine, and / or
- b2) at least one imine which contains one or more imine structural units of the formula (I): wherein, independently of one another, the corrugated line represents the organic radical of the (respectively) used amine, or represents hydrogen; and R 2 and R 3 independently of one another are hydrogen and / or an unsubstituted or substituted, optionally double bonds and / or heteroatoms, mono- or polysubstituted or straight-chain organic radical which has at least one aliphatic, heteroaliphatic, alicyclic or heterocyclic molecular structure, or a combination of two or more of the aforementioned molecular structures, means; and / or salts thereof.
Vorzugsweise liegt das Molekulargewicht der Imin-Strukturinkremente der Formel I beinhaltenden Imine bei 2000 Dalton (g/mol) oder niedriger, beispielsweise bei 1000 Dalton oder niedriger. Auch die Aldehyde und/oder Ketone haben jeweils vorzugsweise Molekulargewichte in diesen Bereichen. Preferably, the molecular weight of the imine structural units of the formula I-containing imines is 2000 daltons (g / mol) or lower, for example 1000 daltons or lower. The aldehydes and / or ketones each preferably have molecular weights in these ranges.
Das genannte Härtersystem kann als fertige Härterzusammensetzung (beispielsweise mit mikroverkapselten Bestandteilen a) und b)) vorliegen oder vorzugsweise erst bei der Mischung mit weiteren Bestandteilen einer Kunstharzzusammensetzung (gewissermaßen als Zusammensetzung (Mischung)) ausgeformt werden, beispielsweise bei der Verwendung. Said hardener system can be present as a finished hardener composition (for example with microencapsulated components a) and b)) or preferably only when mixed with further constituents of a synthetic resin composition (as a kind of composition (mixture)), for example when used.
Eine weitere und besonders hervorzuhebende Ausführungsform der Erfindung betrifft die Verwendung eines derartigen Härtersystems als Initiatorsystem für eine radikalisch polymerisierbare Verbindungen beinhaltende Kunstharzzusammensetzung, die weiter als Bestandteil
- c) mindestens eine radikalisch polymerisierbare Verbindung
- c) at least one free-radically polymerizable compound
Die radikalisch polymerisierbare Verbindungen beinhaltende Kunstharzzusammensetzung wird dabei insbesondere als Klebstoff, Beschichtungsstoff oder Formmasse, insbesondere zur Befestigung von Verankerungsmitteln in Substraten, wie Mauerwerk oder Beton, oder ferner zur Befestigung von Fasern, Gelegen, Geweben oder Composites zur Verstärkung von Bauwerken, verwendet, so dass insbesondere die (Weiter-)Verwendung des Härtersystems vorzugsweise als Bestandteil einer solchen Kunstharzzusammensetzung wie nachfolgend genannt für die erwähnten Zwecke erfolgt. The synthetic resin composition containing free-radically polymerizable compounds is used in particular as an adhesive, coating material or molding compound, in particular for fixing anchoring agents in substrates, such as masonry or concrete, or for fastening fibers, layers, fabrics or composites for reinforcing structures, so that in particular the (further) use of the hardener system is preferably carried out as part of such a synthetic resin composition as mentioned below for the purposes mentioned.
Eine weitere Ausführungsform betrifft eine Kunstharzzusammensetzung, beinhaltend die Bestandteile
- a) mindestens einen Aktivator in Form eines Metallsalzes und als Radikalstarter
- b1) mindestens ein Aldehyd und/oder Keton und mindestens ein primäres Amin, und/oder
- b2) mindestens ein Imin, welches mindestens ein Imin-Strukturinkrement der oben gezeigten Formel (I) beinhaltet; und
- c) mindestens eine radikalisch polymerisierbare Verbindung.
- a) at least one activator in the form of a metal salt and as a radical initiator
- b1) at least one aldehyde and / or ketone and at least one primary amine, and / or
- b2) at least one imine, which contains at least one imine structure increment of the formula (I) shown above; and
- c) at least one free-radically polymerizable compound.
Vorzugsweise liegt in erfindungsgemäßen Kunstharzzusammensetzungen das Verhältnis der Molmengen (n) von Doppelbindungen zu Carbonyl-(Aldehyd- bzw. Ketogruppen) oder Iminogruppen (n (C=C):n (N=C) oder n (O=C)) bei 4000:1 bis 1:10, insbesondere bei 3000:1 bis 1:2. The ratio of the molar amounts (n) of double bonds to carbonyl (aldehyde or keto groups) or imino groups (n (C = C): n (N = C) or n (O = C)) is preferably 4000 in synthetic resin compositions according to the invention : 1 to 1:10, especially at 3000: 1 to 1: 2.
Das Verhältnis der Molmengen (n) von Carbonyl-(Aldehyd- bzw. Ketogruppen) oder Iminogruppen zu Metall liegt vorzugsweise bei n (N=C) oder n (O=C):n (Me) = 1000:1 bis 1:50, insbesondere von 500:1 bis 1:10. The ratio of the molar amounts (n) of carbonyl (aldehyde or keto groups) or imino groups to metal is preferably at n (N = C) or n (O = C): n (Me) = 1000: 1 to 1:50 , especially from 500: 1 to 1:10.
In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung auch die Verwendung einer wie eben oder nachfolgend beschrieben zusammengesetzten Kunstharzzusammensetzung als Klebstoff, Beschichtungsstoff oder Formmasse, insbesondere im Befestigungsbereich oder -wesen, hier in erster Linie zur Befestigung von Verankerungsmitteln in (Bau-)Substraten, wie Mauerwerk oder Beton, oder zur Befestigung von Fasern, Gelegen, Geweben oder Composites zur Verstärkung von Bauwerken. Die Verwendung erfolgt insbesondere in Form eines Mehr-, wie Zwei-Komponentenkits, wodurch die reaktiven Bestandteile erst am Ort der Verwendung miteinander in Kontakt treten und reagieren können. In a further embodiment, the invention also relates to the use of a synthetic resin composition as described above or below as an adhesive, coating material or molding compound, in particular in the fastening area or system, here primarily for fastening anchoring means in (construction) substrates, such as masonry or Concrete, or for fixing fibers, mats, fabrics or composites for reinforcing structures. The use takes place in particular in the form of a multi-component, such as two-component kit, whereby the reactive components can only come into contact and react with one another at the point of use.
Auch entsprechende Verfahren oder Methoden insbesondere zum Befestigen von Verankerungselementen (Verankerungsmitteln) in Löchern oder Spalten, bei denen eine erfindungsgemäße ein- oder mehrkomponentige Kunstharzzusammensetzung zum Einmörteln (Einkleben) von Verankerungsmitteln verwendet wird, wobei die Kunstharzzusammensetzung und ein Verankerungsmittel nacheinander, insbesondere zuerst die Kunstharzzusammensetzung, dann das Verankerungsmittel, oder (mindestens im wesentlichen) gleichzeitig, in ein Loch oder einen Spalt in einem Substrat (auch in einem gerissenen Substrat, wie in gerissenem Beton) eingebracht werden, oder Mischformen dieser beiden Varianten mit jeweils teilweisem Einbringen, bilden eine Ausführungsform der Erfindung. Also corresponding methods or methods, in particular for fastening anchoring elements (anchoring means) in holes or columns, in which a one-component or multi-component synthetic resin composition according to the invention is used for mortaring (gluing) anchoring agents, wherein the synthetic resin composition and an anchoring agent successively, in particular first the synthetic resin composition, then the anchoring means, or (at least substantially) at the same time, into a hole or a gap in a substrate (also in a cracked substrate, such as cracked concrete) are introduced, or mixed forms of these two variants each with partial introduction, form an embodiment of Invention.
Auch entsprechende Verfahren oder Methoden zur Befestigung von Fasern, Gelegen, Geweben oder Composites zur Verstärkung von Bauwerken, bei denen die erfindungsgemäßen ein- oder mehrkomponentigen Kunstharzzusammensetzungen als Befestigungsmittel (Kleber) verwendet werden, sind eine Ausführungsform der Erfindung. Also, corresponding methods or methods for fixing fibers, layers, fabrics or composites for reinforcing structures, in which the one- or multi-component synthetic resin compositions according to the invention are used as fastening means (adhesive), are an embodiment of the invention.
Ausführungsformen der Erfindung finden sich auch in den Ansprüchen, die hier durch Bezugnahme aufgenommen werden, wobei die Unteransprüche bevorzugte Erfindungsverkörperungen bedeuten. Auch die Beispiele betreffen bevorzugte Ausführungsformen. Embodiments of the invention can also be found in the claims, which are incorporated herein by reference, the dependent claims being preferred embodiments of the invention. The examples also relate to preferred embodiments.
Vor- und nachstehend können allgemeinere Begriffe oder Merkmale durch jeweils spezifischer (insbesondere nachfolgend) genannte Definitionen einzeln, zu mehreren oder alle ersetzt werden, was zu spezifischen, bevorzugten, Ausführungsformen der Erfindung führt. Above and below, more general terms or features may be replaced by specific definitions (in particular below) individually, in several or all, resulting in specific preferred embodiments of the invention.
Wo „ein“ oder „eine“ verwendet wird, ist dies (sofern nicht anders, beispielsweise durch Voranstellen von „mindestens“, ersichtlich) in erster Linie als der unbestimmte Artikel zu verstehen und beinhaltet „ein (in Zahlen: 1) oder mehrere“ wie auch nur ein(e) (in Zahlen: 1). Anders ausgedrückt, bedeutet „ein“ oder „eine“ „ein(e) oder mehr, z.B. zwei oder drei oder vier“. „Mindestens ein“ steht für ein oder mehrere. Wo der Plural verwendet wird (z.B. „Doppelbindungen“, „Heteroatome“ etc.), schließt dies auch den Singular („Doppelbindung“, „Heteroatom“ etc.) ein. Where "a" or "an" is used, this is (unless otherwise indicated, for example, by prefixing "at least") primarily to be understood as the indefinite article and includes "one (in numbers: 1) or more" as well as only one (in numbers: 1). In other words, "a" or "an" means one or more, e.g. two or three or four ". "At least one" means one or more. Where the plural is used (e.g., "double bonds", "heteroatoms", etc.), this also includes the singular ("double bond", "heteroatom", etc.).
Vor- und nachstehend bedeuten Anteils- oder Gehaltsangaben in Prozent jeweils Gewichtsprozent („Gew.-%“) oder den relativen Gewichtsanteil, soweit nicht anders angegeben, bezogen auf alle Inhaltsstoffe einer erfindungsgemäßen Harzzusammensetzung (ohne Verpackungsmaterial), wenn nicht anders angegeben oder ersichtlich. Above and below, percentages or percentages by weight mean in each case percent by weight ("% by weight") or the relative weight fraction, unless stated otherwise, based on all the constituents of a resin composition according to the invention (without packaging material), unless stated otherwise or apparent.
"Beinhalten“ oder „umfassen“ bedeutet, dass neben den genannten Bestandteilen oder Komponenten oder Merkmalen noch andere vorhanden sein können, steht also für eine nicht abschließende Aufzählung, im Gegensatz zu „bestehen aus“, das eine abschließende Aufzählung der bei seiner Verwendung aufgezählten Bestandteile/Komponenten/Merkmale bedeutet. Vorzugsweise kann anstelle von „beinhalten“ „“bestehen aus“ eingesetzt werden, insbesondere im Zusammenhang mit dem Begriff „Molekülstruktur(en)“. "To include" or "to embrace" means that other than the named constituents or components or features may be present, so an incomplete enumeration, as opposed to "persist", is a final enumeration of those enumerated in its use Components / components / features means. Preferably, instead of "include" it is possible to use "consist of", in particular in connection with the term "molecular structure (s)".
Wo das Attribut „ferner“ erwähnt wird, bedeutet dies, dass Merkmale ohne dieses Attribut stärker bevorzugt sind. Where the attribute "further" is mentioned, it means that features without this attribute are more preferable.
„Und/oder“ bedeutet, dass die genannten Merkmale/Substanzen jeweils alleine oder in Kombination von zwei oder mehr der jeweils genannten Merkmale/Substanzen vorliegen können. "And / or" means that said features / substances may each be present alone or in combination of two or more of the specified features / substances.
Unter „Harzzusammensetzung“ ist eine Kunstharzzusammensetzung zu verstehen, der Kürze halber wird der Ausdruck „Harzzusammensetzung“ weitgehend verwendet. By "resin composition" is meant a synthetic resin composition, for the sake of brevity the term "resin composition" will be widely used.
Wo „(Meth)acrylate“ oder -„(meth)acrylate“ erwähnt werden, bedeutet dies Acrylate, Methacrylate oder Mischungen davon. Where "(meth) acrylates" or "(meth) acrylates" are mentioned, this means acrylates, methacrylates or mixtures thereof.
Alkyl (auch in Alkylen oder Alkyloxy) und/oder aliphatisch bedeutet vorzugsweise eine unverzweigte oder ein- oder mehrfach verzweigte – gegebenenfalls ungesättigte – Kohlenwasserstoffkette mit beispielsweise 12 Kohlenstoffatomen. Alkyl (also in alkylene or alkyloxy) and / or aliphatic preferably denotes an unbranched or mono- or polysubstituted - optionally unsaturated - hydrocarbon chain with, for example, 12 carbon atoms.
Cycloalkyl (auch in Cycloalkylen) und/oder (ali)cyclisch bedeutet vorzugsweise einen cycloaliphatischen Rest mit 3 bis 18, beispielsweise mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen im Ring. Cycloalkyl (also in cycloalkylene) and / or (ali) cyclic means preferably a cycloaliphatic radical having 3 to 18, for example having 3 to 8 carbon atoms in the ring.
Aryl (auch in Arylen) und/oder aromatisch bedeutet insbesondere Aryl mit 6 bis 22, z.B. mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, insbesondere Phenyl (oder Phenylen). Aryl (also in arylene) and / or aromatic means in particular aryl of 6 to 22, e.g. having 6 to 10 carbon atoms, especially phenyl (or phenylene).
Das Präfix „Hetero-“ bedeutet vorzugsweise, dass ein oder mehrere Kohlenstoffatome unabhängig voneinander durch Heteroatome, z.B. durch 1 bis 3 Heteroatome (beispielsweise ausgewählt aus O, N, wie NH oder N-Alkyl, S und Si), ersetzt sind. The prefix "hetero" preferably means that one or more carbon atoms are independently represented by heteroatoms, e.g. by 1 to 3 heteroatoms (for example, selected from O, N, such as NH or N-alkyl, S and Si) are replaced.
Aliphatisch-aromatisch bedeutet insbesondere einen Arylalkyl, Arylalkylen, Arylenalkyl oder Alkyl-Arylen-Alkylrest mit Aryl, Alkyl, Alkylen und Arylen wie gerade definiert. Aliphatic-aromatic means in particular an arylalkyl, arylalkylene, arylenealkyl or alkyl-arylene-alkyl radical with aryl, alkyl, alkylene and arylene as just defined.
Wo von „substituiert“ oder von „Substituent“ die Rede ist, bezeichnet dies ein Atom oder eine Atomgruppe (beispielsweise Hydroxy), welche(s) in einem Molekül ein Wasserstoffatom ersetzt. Der und/oder die Substituenten (im Falle von „substituiert) können sich entlang der Hauptkette und/oder bei Verzweigungen entlang der Seitenkette befinden. Entsprechend gekennzeichnete Reste, Inkremente oder Molekülstrukturen können vorzugsweise gesättigt oder unsubstituiert sein. Where "substituted" or "substituent" is used, this refers to an atom or atomic group (for example, hydroxy) which replaces a hydrogen atom in a molecule. The and / or the substituents (in the case of "substituted") may be along the main chain and / or branched along the side chain. Correspondingly characterized radicals, increments or molecular structures may preferably be saturated or unsubstituted.
In allen Ausführungsformen der Erfindung ist vorzugsweise auf jeglichen Zusatz (Beimischen) von Initiatoren aus dem Stand der Technik, insbesondere Peroxiden als solchen, Aziden, Azoverbindungen und Photoinitiatoren als Radikalstarter verzichtet, d.h. die Erfindungsgegenstände kommen ohne solche Verbindungen aus (sie sind frei davon). Dabei ist nicht ausgeschlossen, dass vereinzelt Peroxide während der Lagerung oder der Reaktion beiläufig entstehen (beispielsweise auch durch Umsetzung mit Luftsauerstoff), doch erfolgt kein aktiver Zusatz „von außen“. In all embodiments of the invention, it is preferred to dispense with any addition (admixing) of prior art initiators, especially peroxides as such, of azides, azo compounds and photoinitiators as radical initiators, i. the subjects of the invention do without such compounds (they are free). It is not excluded that occasionally occur peroxide during storage or the reaction incidentally (for example, by reaction with atmospheric oxygen), but there is no active addition "from the outside".
„Initiatoren“ aus dem Stand der Technik sind dabei Radikalstarter, wie erwähnt. Beispiele solcher Peroxide sind Alkylhydroperoxide, Dialkylperoxide, Peracetale, Perketale, Persäuren, Aldehydperoxide und Ketonperoxide; Peroxycarbonate, Peroxyester, Diacylperoxide, und dergleichen mehr, z.B wie in
Die erfindungsgemäß beinhalteten bzw. verwendeten Aldehyde, Ketone, Amine, Aldimine oder Ketimine sind bekannt oder nach an sich bekannten Verfahren herstellbar/erhältlich bzw. werden vorzugsweise danach erhalten. Die Imine können vor der Anwendung (z.B. zur Befestigung von Verankerungselementen) oder auch erst „in situ“ synthetisiert bzw. erhalten werden. Mögliche erfindungsgemäße Verfahren sind also (t) die separate vorherige Herstellung und/oder (tt) die „in situ“ Herstellung, bei der der Aldehyd/Keton und das primäre Amin auf unterschiedliche Komponenten des Befestigungssystems aufgeteilt werden und beispielsweise am Ort der Anwendung vermischt werden und/oder (ttt) die „in situ“ Herstellung in einer Komponente des Befestigungssystems, bei der der Aldehyd/Keton und das primäre Amin bei der Zubereitung der jeweiligen Komponente gemeinsam vermischt werden. Insbesondere die Imine gemäß (t) werden durch Kondensation unter Abspaltung von Wasser aus ein oder mehreren Aminen mit einem oder mehreren Aldehyden bzw. Ketonen erhalten. Entsprechende Reaktionsbedingungen für die separate vorherige Umsetzung (t) sind dem Fachmann bekannt. The aldehydes, ketones, amines, aldimines or ketimines which are contained or used according to the invention are known or can be prepared / obtained according to processes known per se or are preferably obtained therefrom. The imines can be synthesized or obtained before use (eg for attachment of anchoring elements) or even "in situ". Possible processes according to the invention are therefore (t) the separate previous preparation and / or (tt) the "in situ" preparation, in which the aldehyde / ketone and the primary amine are divided into different components of the fastening system and mixed, for example, at the site of use and / or (ttt) the "in situ" preparation in a component of the attachment system in which the aldehyde / ketone and the primary amine are mixed together in the preparation of the particular component. In particular, the imines according to (t) are by condensation under Removal of water from one or more amines with one or more aldehydes or ketones obtained. Corresponding reaction conditions for the separate previous reaction (t) are known to the person skilled in the art.
Beispiele für geeignete Amine und Aldehyde oder Ketone finden sich insbesondere in der
Die als solche zugesetzten oder zur Synthese der Imine geeigneten primären Amine umfassen beispielsweise Mono-, Di- oder Polyamine, oder Mischungen von zwei oder mehr davon. Die einsetzbaren Mono-, Di- und/oder Polyamine können sowohl linear als auch verzweigt sein. Das Molekülgerüst der Mono- und/oder Di- und/oder Polyamine kann aliphatische, heteroaliphatische, alicyclische, heterocyclische, aromatische, aliphatisch-aromatische und Silan/Siloxan-Molekülstrukturen oder zwei oder mehr unabhängig ausgewählte davon enthalten. Im Molekül können primäre und/oder sekundäre und tertiäre Aminogruppen vorhanden sein, jedoch muss mindestens eine primäre Aminogruppe (-NH2), zur Ausbildung des Aldimins bzw. Ketimins, enthalten sein. The primary amines added as such or suitable for the synthesis of the imines include, for example, mono-, di- or polyamines, or mixtures of two or more thereof. The usable mono-, di- and / or polyamines can be both linear and branched. The molecular skeleton of the mono- and / or di- and / or polyamines may contain aliphatic, heteroaliphatic, alicyclic, heterocyclic, aromatic, aliphatic-aromatic and silane / siloxane molecular structures or two or more independently selected thereof. Primary and / or secondary and tertiary amino groups may be present in the molecule, but at least one primary amino group (-NH 2 ) must be present to form the aldimine or ketimine.
Die Mono-, Di- oder Polyamine sind bevorzugt aus der Gruppe der Alkyl- oder Alkylen(mono oder di)amine (wie z.B.: 2-Methylpentandiamin, oder 2,2,4- oder 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin), der Heteroalkyl- oder Heteroalkylen(mono oder di)amine (wie beispielsweise 1,13-Diamino-4,7,10-trioxatridecan, kommerziell erhältliche aminfunktionalisierte Polyoxyalkylene [Jeffamine] der Firma Huntsman Corp, oder z.B.: Triethylentetramin und/oder höhere Homologe), der Cycloalkyl- oder Cycloalkylen(mono oder di)amine (wie z.B.: Isophorondiamin, 1,3-Bisaminomethylcyclohexan, TCD-Diamin), der Heterocyloalkyl- oder Heterocycloalkylen(mono oder di)amine (wie z.B.: Aminoethylpiperazin), der Aminole bzw. Aminoalkohole (wie z.B. 1,3-Diaminopropan-2-ol), und der aliphatisch-aromatischen(mono oder di)amine (wie 1,3- oder 1,4-Benzoldimethanamin), ausgewählt und/oder aus der Gruppe der aminosilanisierten Füllstoffe. The mono-, di- or polyamines are preferably from the group of alkyl or alkylene (mono or di) amines (such as: 2-methylpentanediamine, or 2,2,4- or 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine), the Heteroalkyl or heteroalkylene (mono or di) amines (for example 1,13-diamino-4,7,10-trioxatridecane, commercially available amine-functionalized polyoxyalkylenes [Jeffamine] from Huntsman Corp. or, for example: triethylenetetramine and / or higher homologs), the cycloalkyl or cycloalkylene (mono or di) amines (such as: isophorone diamine, 1,3-bisaminomethylcyclohexane, TCD-diamine), the heterocycloalkyl or heterocycloalkylene (mono or di) amines (such as: aminoethylpiperazine), the aminole or Amino alcohols (such as 1,3-diaminopropan-2-ol), and the aliphatic-aromatic (mono or di) amine (such as 1,3- or 1,4-benzenedimethanamine), selected and / or from the group of amino silanated fillers ,
Weiterhin bevorzugt können die Mono-, Di- oder Polyamine aus der Gruppe der Aminoamide, Polyaminoamide, Mannich-Basen und der Aminaddukte (Epoxid-Amin-Addukte wie beispielsweise in
Als Amine besonders interessant sind auch Aminoalkylsilane, die mindestens eine hydrolysierbare Gruppe, wie Alkoxy, z.B. Methoxy oder Ethoxy – am Silicium gebunden – beinhalten. Diese können (durch entstehendes Reaktionswasser oder zugeführtes Wasser) hydrolysieren und kondensieren und so Oligomere bilden, die mehrere Aminogruppen tragen und die REACH-Definition für Polymere erfüllen. Imine aus derartigen Aminoalkylsilanen bilden daher die Grundlage für besonders bevorzugte Verkörperungen der Erfindung. Bevorzugte derartige Aminoalkylsilane sind beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe, die ein oder mehrere der folgenden Verbindungen umfasst: Aminoalkyltri- oder -dialkoxysilane, wie 3-Aminopropyl-trimethoxysilan oder 3-Aminopropyltriethoxysilan, und N-(Aminoalkyl)amino-alkyltri- oder -dialkoxysilane, wie N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan oder N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilan, ferner Ureidoalkyltrimethoxysilane, wie 3-Ureidopropyltrimethoxysilan. Also of particular interest as amines are aminoalkyl silanes which contain at least one hydrolyzable group, such as alkoxy, e.g. Methoxy or ethoxy - bound to the silicon - include. These can hydrolyze and condense (due to the water of reaction or water supplied) to form oligomers that carry multiple amino groups and meet the REACH definition for polymers. Imines of such aminoalkylsilanes therefore form the basis for particularly preferred embodiments of the invention. Preferred such aminoalkylsilanes are, for example, selected from the group comprising one or more of the following compounds: aminoalkyltri- or -dialkoxysilanes, such as 3-aminopropyltrimethoxysilane or 3-aminopropyltriethoxysilane, and N- (aminoalkyl) amino-alkyltri- or -dialkoxysilanes, such as N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane or N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, further ureidoalkyltrimethoxysilanes such as 3-ureidopropyltrimethoxysilane.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindungsgegenstände können als Polyamine aminosilanisierte Füllstoffe, die primäre Aminogruppen tragen, wie aminosilanbehandeltes Quarzmehl (z.B Silbond AST® der Fa. Quarzwerke GmbH), aminosilanbehandelte Kieselerde (z.B. Aktisil AM® von Hoffmann Mineral), oder aminosilan-behandelte pyrogene Kieselsäuren, vorgesehen und beinhaltet sein. In a further particular embodiment of the subject invention may aminosilanized as polyamines fillers carrying primary amino groups, such as aminosilanbehandeltes quartz powder (eg Silbond AST ® Fa. Quarzwerke GmbH), aminosilanbehandelte silica (eg Aktisil AM ® Hoffmann Mineral), or aminosilane-treated pyrogens Silica, provided and includes.
Bei den als solche zugesetzten oder zur Synthese der Aldimine und/oder Ketimine verwendbaren bzw. geeigneten Aldehyden und Ketonen handelt es sich insbesondere um solche der Formel (II): worin:
R2, R3 unabhängig voneinander Wasserstoff und/oder einen unsubstituierten oder substituierten und/oder einen gegebenenfalls Doppelbindungen und/oder Heteroatome aufweisenden ein- oder mehrfach verzweigten oder geradkettigen organischen Rest, welcher aliphatische, heteroaliphatische, alicyclische, heterocyclische Molekülstrukturen und/oder Kombinationen aus den vorgenannten Molekülstrukturen umfassen kann, bedeutet. The aldehydes and ketones used as such or suitable or suitable for the synthesis of the aldimines and / or ketimines are, in particular, those of the formula (II): wherein:
R 2 , R 3 are independently hydrogen and / or an unsubstituted or substituted and / or one or more double bonds and / or heteroatoms having mono- or polysubstituted or straight-chain organic radical which aliphatic, heteroaliphatic, alicyclic, heterocyclic molecular structures and / or combinations of may include the aforementioned molecular structures means.
Bevorzugt handelt es sich bei den Aldehyden und/oder Ketonen um Verbindungen, welche mindestens ein oder mehrere (primäre und/oder sekundäre) Wasserstoffatome am zur Carbonylgruppe stehenden α-Kohlenstoffatom aufweisen. Beispiele derartiger Aldehyde sind Propanal, Valeraldehyd, Isovaleraldehyd, oder Methoxyacetaldehyd, oder 3,7-Dimethyl-6-octenal (Citronellal) oder 3,7-Dimethyl-7-hydroxyoctanal (Hydroxycitronellal). Als derartige Ketone seien hier beispielhaft auch Methylisobutylketon, Aceton, oder Methylethylketon oder 6-Methyl-5-hepten-2-on erwähnt. The aldehydes and / or ketones are preferably compounds which have at least one or more (primary and / or secondary) hydrogen atoms on the α-carbon atom to the carbonyl group. Examples of such aldehydes are propanal, valeraldehyde, isovaleraldehyde, or methoxyacetaldehyde, or 3,7-dimethyl-6-octenal (citronellal) or 3,7-dimethyl-7-hydroxyoctanal (hydroxycitronellal). As such ketones may be mentioned here by way of example also methyl isobutyl ketone, acetone, or methyl ethyl ketone or 6-methyl-5-hepten-2-one.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Aldehyden und/oder Ketonen um Verbindungen, welche am zur Carbonylgruppe stehenden α-Kohlenstoffatom eine Doppelbindung und/oder Verzweigung aufweisen. Hierdurch weisen die besonders bevorzugten Aldehyde und/oder Ketone nur noch ein (tertiäres) Wasserstoffatom am zur Carbonylgruppe stehenden α-Kohlenstoffatom auf. Beispiele besonders bevorzugter Aldehyde sind Isobutyraldehyd, 2-Ethylhexanal, 2-Methylbutanal, 2-Ethylbutanal, 2-Methylvaleraldehyd, 2,3-Dimethylvaleraldehyd, Cyclohexylcarboxaldehyd, oder 3,7-Dimethyl-2,6-octadienal (Citral), 3-(4-tert-Butylphenyl)-2-methylpropanal (Lilial, Lysmeral), Tetrahydrofuran-3-carboxaldehyd, Tetrahydro-2-furancarboxaldehyd, 4-Formyltetrahydropyran, Tetrahydro-2H-pyran-2-carbaldehyd oder Tetrahydro-pyran-3-carbaldehyd. Als besonders bevorzugte Ketone seien hier beispielhaft Diisopropylketon, 3-Methyl-2-pentanon, 2-Methylcyclohexanon oder β-Ionone genannt. The aldehydes and / or ketones are particularly preferably compounds which have a double bond and / or branching on the α-carbon atom to the carbonyl group. As a result, the particularly preferred aldehydes and / or ketones have only one (tertiary) hydrogen atom on the α-carbon atom to the carbonyl group. Examples of particularly preferred aldehydes are isobutyraldehyde, 2-ethylhexanal, 2-methylbutanal, 2-ethylbutanal, 2-methylvaleraldehyde, 2,3-dimethylvaleraldehyde, cyclohexylcarboxaldehyde, or 3,7-dimethyl-2,6-octadienal (citral), 3- ( 4-tert-butylphenyl) -2-methylpropanal (Lilial, Lysmeral), tetrahydrofuran-3-carboxaldehyde, tetrahydro-2-furancarboxaldehyde, 4-formyltetrahydropyran, tetrahydro-2H-pyran-2-carbaldehyde or tetrahydropyran-3-carbaldehyde. As particularly preferred ketones may be mentioned here by way of example diisopropyl ketone, 3-methyl-2-pentanone, 2-methylcyclohexanone or β-ionones.
Die vorgenannten Beispiele für geeignete Amine, bevorzugte und besonders bevorzugte Aldehyde und/oder Ketone sollen den Umfang geeigneter Amine, Aldehyde und/oder Ketone nicht limitieren, sondern lediglich einige Beispielverbindungen mit den oben genannten, als geeignet, bevorzugt und als besonders bevorzugt definierten, Strukturmerkmalen zur Veranschaulichung aufzeigen. The abovementioned examples of suitable amines, preferred and particularly preferred aldehydes and / or ketones are not intended to limit the scope of suitable amines, aldehydes and / or ketones, but merely some example compounds with the above-mentioned, as preferred, preferred and as particularly preferred defined, structural features to illustrate.
Insbesondere bevorzugt sind auch die in den Beispielen genannten Aldehyde, Ketone bzw. synthetisierten Aldimine und/oder Ketimine und die als solche zugesetzten und/oder zur Synthese der Aldimine und/oder Ketimine verwendeten, spezifischen Amine, Ketone und Aldehyde, oder Gemische von zwei oder mehr davon. Particular preference is also given to the aldehydes, ketones or synthesized aldimines and / or ketimines mentioned in the examples and the specific amines, ketones and aldehydes added as such and / or for the synthesis of the aldimines and / or ketimines, or mixtures of two or more more of that.
Bei der mindestens einen radikalisch polymerisierbaren Verbindung handelt es sich um eine nichtaromatische ungesättigte Gruppen beinhaltende Verbindung, vorzugsweise um ein radikalisch härtendes ungesättigtes Reaktionsharz mit bevorzugt mindestens 2 oder mehr reaktiven nichtaromatischen ungesättigten Bindungen, oder eine Mischung von zwei oder mehr Reaktionsharzen. The at least one radically polymerizable compound is a non-aromatic unsaturated group-containing compound, preferably a radical-curing unsaturated reaction resin preferably having at least 2 or more reactive non-aromatic unsaturated bonds, or a mixture of two or more reactive resins.
Als radikalisch härtendes Reaktions- oder Kunstharz sind erfindungsgemäß ethylenisch ungesättigte Verbindungen und Verbindungen mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindungen geeignet. As free-radically curing reaction or synthetic resin, ethylenically unsaturated compounds and compounds having carbon-carbon triple bonds are suitable according to the invention.
Besonders geeignet ist die Gruppe der ethylenisch ungesättigten Verbindungen, die Styrol und Derivate; Vinylester, wie (Meth)Acrylate, Urethan(meth)acrylate oder Itaconate, oder Epoxy(meth)acrylate; ferner ungesättigte Polyester, Vinylether, Allylether, Dicyclopentadien-Verbindungen und ungesättigte Fette, umfasst. Particularly suitable is the group of ethylenically unsaturated compounds containing styrene and derivatives; Vinyl esters, such as (meth) acrylates, urethane (meth) acrylates or itaconates, or epoxy (meth) acrylates; also unsaturated polyesters, vinyl ethers, allyl ethers, dicyclopentadiene compounds and unsaturated fats.
Besonders bevorzugt sind vor allem ein oder mehrere solche Reaktivharze, die (radikalisch) härtbare Ester mit ein oder mehreren ungesättigten Carbonsäureresten (wie beispielsweise in
Der Gewichtsanteil dieses oder dieser Reaktivharze liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 90 Gew.-%, z.B. zwischen 0,5 und 75 Gew.-% oder zwischen 1 und 40 Gew.-% oder insbesondere von 15 bis 60, beispielsweise 20 bis 50 Gew.-%. The proportion by weight of this or these reactive resins is preferably in the range from 0.1 to 90% by weight, for example between 0.5 and 75% by weight or between 1 and 40% by weight or in particular from 15 to 60, for example 20 to 50% by weight.
Wichtige Beispiele für weitere (insbesondere im Befestigungsbereich übliche) Inhaltsstoffe sind Co-Beschleuniger, Inhibitoren, reaktive Verdünner, Thixotropiermittel, Füllstoffe und/oder weitere Additive. Important examples of other (in particular in the attachment area usual) ingredients are co-accelerators, inhibitors, reactive thinners, thixotropic agents, fillers and / or other additives.
Als Co-Beschleuniger können aminische Co-Beschleuniger in Frage kommen, wie insbesondere (vorzugsweise tertiäre, insbesondere hydroxyalkylaminogruppensubstituierte) aromatische Amine ausgewählt aus der Gruppe, die epoxyalkylierte Aniline, Toluidine oder Xylidine, wie z.B. ethoxyliertes Toluidin, Anilin oder Xylidin, wie N,N-Bis(hydroxyethyl)-p-toluidin und ganz besonders auch entsprechend höher alkoxylierte technische Produkte, umfasst. Mischungen von zwei oder mehr Co-Beschleunigern, insbesondere der genannten, sind möglich. Der oder die Co-Beschleuniger haben, vorzugsweise einen Anteil (Konzentration) von 0,005 bis 10, insbesondere von 0,1 bis 5 Gew.-%. Suitable co-promoters may be amino co-promoters such as, in particular (preferably tertiary, especially hydroxyalkylamino) substituted aromatic amines selected from the group consisting of epoxyalkylated anilines, toluidines or xylidines, e.g. ethoxylated toluidine, aniline or xylidine, such as N, N-bis (hydroxyethyl) -p-toluidine and especially also correspondingly higher alkoxylated technical products includes. Mixtures of two or more co-promoters, in particular those mentioned, are possible. The co-accelerator (s) preferably has a content (concentration) of 0.005 to 10, in particular of 0.1 to 5,% by weight.
Als Inhibitoren können beispielsweise nichtphenolische (anaerobe) und/oder phenolische Inhibitoren zugesetzt werden. Non-phenolic (anaerobic) and / or phenolic inhibitors, for example, can be added as inhibitors.
Als phenolische Inhibitoren (die als bereits zugemischter Bestandteil käuflicher radikalisch härtender Reaktionsharze vorgesehen sein, aber ferner auch fehlen können) kommen (ggf. alkylierte) Hydrochinone, wie Hydrochinon, Mono-, Di- oder Trimethylhydrochinon, (ggf alkylierte) Phenole, wie 4,4´-Methylen-bis(2,6-di-tert-butylphenol), 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-benzol, oder 4-Methoxyphenol, (ggf. alkylierte) Brenzcatechine wie tert.-Butylbrenzcatechin oder 3,5-Di-tert-butyl-1,2-benzoldiol, oder Gemische von zwei oder mehr davon, in Frage. Ihr Anteil liegt vorzugsweise bei bis zu 1 Gew.-%, insbesondere zwischen 0,0001 und 0,5 Gew.-%, z.B. zwischen 0,01 und 0,1 Gew.-%. As phenolic inhibitors (which may be provided as an already admixed constituent of commercial free-radically curing reaction resins but may also be absent) come (optionally alkylated) hydroquinones, such as hydroquinone, mono-, di- or trimethylhydroquinone, (optionally alkylated) phenols, such as 4, 4'-methylene bis (2,6-di-tert-butylphenol), 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene , or 4-methoxyphenol, (optionally alkylated) catechols such as tert-butyl catechol or 3,5-di-tert-butyl-1,2-benzenediol, or mixtures of two or more thereof in question. Their proportion is preferably up to 1% by weight, in particular between 0.0001 and 0.5% by weight, e.g. between 0.01 and 0.1 wt .-%.
Als nicht phenolische oder anaerobe Inhibitoren kommen vorzugsweise Phenothiazine oder andere stabile organische Radikale, wie Galvinoxyl- und N-oxyl-Radikale, in Betracht. Als organische Nitroxylradikale (insbesondere „HALS“) können beispielsweise solche aus der
Als Thixotropiermittel können übliche thixotropieverursachende Rheologiehilfsmittel verwendet werden, wie pyrogene Kieselsäure, Bentonite, Alkyl- und Methylcellulosen, Rizinusölderivate oder dergleichen, z.B. in einem Gewichtsanteil von 0,01 bis 50 Gew.-%, beispielsweise von 0,1 bis 5 Gew.-%. As the thixotropic agent, usual thixotropy-causing rheological aids such as fumed silica, bentonites, alkyl and methylcelluloses, castor oil derivatives or the like, e.g. in a weight proportion of 0.01 to 50 wt .-%, for example from 0.1 to 5 wt .-%.
Auch weitere Additive können zugesetzt sein, wie Weichmacher, nicht reaktive Verdünnungsmittel, weitere Silane, Flexibilisatoren, Stabilisatoren, Antistatikmittel, Verdickungsmittel, Härtungskatalysatoren, Rheologiehilfsmittel, Netz- und Dispergiermittel, färbende Zusätze, wie Farbstoffe oder insbesondere Pigmente, beispielsweise zum unterschiedlichen Anfärben der Komponenten zur besseren Kontrolle von deren Durchmischung, oder dergleichen, oder Gemische von zwei oder mehr davon. Solche Additive können z.B. insgesamt in Gewichtsanteilen von insgesamt 0 bis 90 Gew.-%, beispielsweise von 0 bis 40 Gew.-%, zugesetzt sein. Sie können in einzelnen oder mehreren Komponenten bei Mehrkomponentensystemen in dem Fachmann ersichtlicher und bekannter Weise zugesetzt sein. Other additives may also be added, such as plasticizers, non-reactive diluents, other silanes, flexibilizers, stabilizers, antistatic agents, thickeners, curing catalysts, rheology aids, wetting and dispersing agents, coloring additives, such as dyes or in particular pigments, for example, for different staining of the components better control of their mixing, or the like, or mixtures of two or more thereof. Such additives may e.g. in total, in proportions by weight of from 0 to 90% by weight, for example from 0 to 40% by weight, may be added. They may be added in single or multiple components in multi-component systems in a manner which is obvious and known to the person skilled in the art.
Als Reaktivverdünner für radikalisch härtende Reaktions- oder Kunstharze können zusätzlich auch ein oder mehrere niedrigviskose radikalisch polymerisierbare Verbindungen zugesetzt sein, wie beispielsweise in
Bei den Aktivatoren in Form eines Metallsalzes, was auch Metallkomplexe und Metalloxide einschließt, verwendeten Bestandteile handelt es sich vorzugsweise um ein oder mehrere Metallsalze oder insbesondere um ein oder mehrere Salze von organischen und/oder anorganischen Säuren mit Metallen, z.B. ausgewählt aus Kupfer, Eisen, Vanadium, Mangan, Cer, Kobalt, Zirkonium, oder Wismut, oder Gemischen von zwei oder mehr davon. Insbesondere sind die Metallsalze aus der Gruppe ausgewählt, die aus Vanadium, Eisen, Mangan und Kupfer besteht, insbesondere in Form von Salzen oder Komplexen mit anorganischen Säureresten, wie Sulfat- und/oder Carbonat-Resten und/oder organischen Säureresten, beispielsweise Carboxylatresten, – wobei die organischen Säuren vorzugsweise gesättigt sind – wie Carboxylate mit CH3, C2-C20-Alkyl, einem C6-C24-Arylrest oder C7-C30-Aralkylrest, beispielsweise Oktoat, z.B. 2-Ethylhexanoat (Isooctanoat), Neodecanoat, oder Acetylacetonat. Besonders bevorzugt sind Mangancarboxylate, wie Mn-acetat oder Mn-octoat, Kupfercarboxylate, wie Kupferoctoat oder Kupfernaphthenat, Kupferchinolate, Eisencarboxylate, wie Eisenoctoat und/oder Vanadiumcarboxylate und/oder die Gruppe der Metallsalze mit anorganischen Säuren, welche beispielsweise Eisenchlorid, Eisensulfat, Kupfersulfat und Kupferchlorid umfasst. The activators in the form of a metal salt, which also includes metal complexes and metal oxides, used constituents are preferably one or more metal salts or in particular one or more salts of organic and / or inorganic acids with metals, for example selected from copper, iron, Vanadium, manganese, cerium, cobalt, zirconium, or bismuth, or mixtures of two or more thereof. In particular, the metal salts are selected from the group consisting of vanadium, iron, manganese and copper, in particular in the form of salts or complexes with inorganic acid radicals, such as sulfate and / or carbonate radicals and / or organic acid radicals, for example carboxylate radicals; the organic acids preferably being saturated - such as carboxylates with CH 3 , C 2 -C 20 -alkyl, a C 6 -C 24 -aryl radical or C 7 -C 30 -aralkyl radical, for example octoate, for example 2-ethylhexanoate (isooctanoate), Neodecanoate, or acetylacetonate. Particular preference is given to manganese carboxylates, such as Mn acetate or mn octoate, copper carboxylates, such as copper octoate or copper naphthenate, copper quinolates, iron carboxylates, such as iron octoate and / or vanadium carboxylates and / or the group of metal salts with inorganic acids, which include, for example, iron chloride, iron sulfate, copper sulfate and Includes copper chloride.
Solche Aktivatoren sind bekannt oder nach an sich bekannten Verfahren herstellbar und liegen vorzugsweise in einem Anteil von 0,01 bis 20, z.B. 0,1 bis 5 Gew.-%, vor. Such activators are known or can be prepared by methods known per se and are preferably present in a proportion of from 0.01 to 20, e.g. 0.1 to 5 wt .-%, before.
Füllstoffe können in einer oder bei Mehrkomponentenzusammensetzungen in mehreren Komponenten einer erfindungsgemäßen Kunstharzzusammensetzung, beispielsweise in Form eines Mehrkomponentenkits, enthalten sein. Ihr Anteil beträgt vorzugsweise 0 bis 80 Gew.-%, beispielsweise 5 bis 80, z.B. 40 bis 70 Gew.-%. Fillers may be contained in one or more multi-component compositions in a plurality of components of a synthetic resin composition of the present invention, for example, in the form of a multicomponent kit. Their content is preferably 0 to 80% by weight, for example 5 to 80, e.g. 40 to 70 wt .-%.
Als Füllstoffe finden übliche Füllstoffe, z.B. hydraulisch härtbare Füllstoffe, wie Gips, Branntkalk, Wassergläser oder insbesondere Zemente, wie Portlandzement oder Tonerdeschmelzzemente; mineralische oder mineralähnliche Füllstoffe, wie Kreiden, Sand, Gesteinsmehle, Quarz, Glas, Porzellan, Korund, Keramik, Silikate, Tone, Schwerspat, Aluminiumhydroxid, oder dergleichen, die als Pulver, in körniger Form oder in Form von Formkörpern zugesetzt sein können, Verwendung, oder andere, wie beispielsweise in
Als weitere Silane kommen sämtliche monomere Silane und/oder oligomere Siloxane in Betracht, die ein oder mehrere hydrolysierbare Gruppen – am Siliciumatom gebunden – enthalten. Beispielsweise sind dies (Meth)acryloxyalkyltri- oder -dialkoxysilane wie Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Vinyltri- oder -dialkoxysilane, wie z.B. Vinyltrimethoxysilan oder Vinyltriethoxysilan, (Cyclo)Alkyltri- oder -dialkoxysilane, wie Methyltrimethoxysilan, (Cyclohexyl)methyldimethoxysilan, Tetraalkoxysilane, wie Tetraethoxysilan, Tetramethoxysilan oder Tetrapropoxysilan oder Alkoxypolysilikate (Ester der (Poly)kieselsäure), wie Ethyl- oder Propylpolysilikat, um nur einige zu nennen. Die weiteren Silane können auch bei der Synthese der Iminosilane (Aldimin und/oder Ketimin aus Aminoalkylsilan und Aldehyd bzw. Keton) zugegen sein, wobei durch das entstehende Reaktionswasser gegebenenfalls Co-Kondensate entstehen. Further silanes are all monomeric silanes and / or oligomeric siloxanes which contain one or more hydrolyzable groups bonded to the silicon atom. For example, these are (meth) acryloxyalkyltri- or -dialkoxysilanes such as methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltri- or dialkoxysilanes, e.g. Vinyltrimethoxysilane or vinyltriethoxysilane, (cyclo) alkyltri- or -dialkoxysilanes, such as methyltrimethoxysilane, (cyclohexyl) methyldimethoxysilane, tetraalkoxysilanes, such as tetraethoxysilane, tetramethoxysilane or tetrapropoxysilane or alkoxypolysilicates (esters of (poly) silicic acid), such as ethyl or propyl polysilicate, to name but a few call. The other silanes can also be present in the synthesis of the iminosilanes (aldimine and / or ketimine from aminoalkylsilane and aldehyde or ketone), with co-condensates possibly being formed by the resulting water of reaction.
Wie erwähnt, betrifft eine Ausführungsform der Erfindung die Verwendung eines nach- und vorstehend beschriebenen Härtersystems (mit gegebenenfalls bei Lagerung räumlich getrennten Bestandteilen a) und b1) und/oder b2)) zur Herstellung einer Kunstharzzusammensetzung, insbesondere als Härtersystem eines die erfindungsgemäßen Kunstharzzusammensetzung beinhaltenden Mehrkomponentenkits, bzw. ein entsprechendes Herstellungsverfahren eines solchen Härtersystems, welche das Mischen der Bestandteile a) und b1) und/oder b2) vor Ort, gegebenenfalls in Gegenwart weiterer Inhaltsstoffe und des Bestandteils c), beinhaltet. As mentioned above, one embodiment of the invention relates to the use of a hardening system described above and below (optionally with storage components a) and b1) and / or b2)) for producing a synthetic resin composition, in particular as a hardener system of a multi-component kit containing the synthetic resin composition according to the invention , or a corresponding production method of such a hardener system, which includes the mixing of the components a) and b1) and / or b2) on site, optionally in the presence of further ingredients and the component c).
Unter einem Mehrkomponentenkit (oder -set) ist insbesondere ein Zweikomponentenkit (vorzugsweise eine Zwei- oder ferner Mehrkammervorrichtung) zu verstehen, worin die miteinander reaktionsfähigen Bestandteile a), b1) und/oder b2) und c) so beinhaltet sind, dass sie während der Lagerung nicht zu unerwünschten Reaktionen führen können, also in räumlich voneinander getrennten Komponenten vorliegen. Möglich sind Patronen. Besonders geeignet sind Kartuschen mit zwei Komponenten, bei denen der Inhalt nach oder unter Vermischen auf die Anwendungsstelle (insbesondere mittels eines Statikmischers) in eine Aussparung, vorzugsweise ein Bohrloch, verbracht wird. Entsprechende Verwendungen sind bevorzugt. A multicomponent kit (or set) is to be understood in particular as a two-component kit (preferably a two-chamber or further multichamber device) in which the mutually reactive constituents a), b1) and / or b2) and c) are included during the Storage can not lead to undesirable reactions, ie present in spatially separated components. Possible are cartridges. Particularly suitable are cartridges with two components, in which the content is transferred to or mixed with the application site (in particular by means of a static mixer) in a recess, preferably a borehole. Corresponding uses are preferred.
In einer möglichen bevorzugten Variante eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentenkits sind die Bestandteile a) und c) in einer Komponente (K1) beinhaltet, während Bestandteil b) (b1 und/oder b2) in einer anderen (im Lagerzustand nicht mischbaren, d.h. separierten) Komponente (K2) beinhaltet ist, wobei jeweils optional ein oder mehrere weitere zusätzliche Inhaltsstoffe vorliegen können. In a possible preferred variant of a multicomponent kit according to the invention, constituents a) and c) are contained in one component (K1), while constituent b) (b1 and / or b2) is contained in another (immiscible, ie separated) component (K2 ), wherein in each case optionally one or more further additional ingredients may be present.
Im Falle der Verwendung von Radikalstartern b1) (mindestens einem Aldehyd und/oder Keton (Carbonylverbindung) und andererseits mindestens einem primärem Amin) können die Bestandteile Carbonylverbindung und primäres Amin auch in separaten Komponenten (K1) und (K2) vorgesehen sein und so erst beim Mischen bei Verwendung in situ miteinander in Berührung und ggf. zur Reaktion kommen. Bevorzugt ist hierbei die Carbonylverbindung und der Bestandteil c) in einer Komponente (K1) beinhaltet, und das primäre Amin der Radikalstarter b1) zusammen mit dem Bestandteil a) in einer anderen Komponente (K2) enthalten. Ein oder mehrere weitere zusätzliche Inhaltsstoffe können optional vorliegen. In the case of using radical initiators b1) (at least one aldehyde and / or ketone (carbonyl compound) and on the other hand at least one primary amine), the constituents carbonyl compound and primary amine can also be provided in separate components (K1) and (K2) and thus only in the Mixing when used in situ with each other in contact and possibly come to a reaction. Preference is given in this case to the carbonyl compound and the constituent c) in one component (K1), and the primary amine of the radical initiator b1) together with the constituent a) in another component (K2). One or more additional ingredients may optionally be present.
Bestandteil b1) und/oder b2) kann ebenfalls mit Bestandteil c) oder Bestandteil a) in einer Komponente beinhaltet sein, jedoch führt dies nicht zu besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung; wobei jeweils optional ein oder mehrere weitere zusätzliche Inhaltsstoffe vorliegen können und/oder notwendig sind. Component b1) and / or b2) may also be included with component c) or component a) in one component, but this does not lead to particularly preferred embodiments of the invention; wherein in each case optionally one or more further additional ingredients may be present and / or necessary.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann der Bestandteil c) in beiden Komponenten (K1) und (K2) vorliegen, während dann die Bestandteile a) und b1) und/oder b2) getrennt voneinander (im Lagerzustand nicht mischbar separiert) jeweils zu Bestandteil c) in die einzelnen Komponenten (K1) bzw. (K2) gegeben werden. In one embodiment of the invention, component c) may be present in both components (K1) and (K2), while components a) and b1) and / or b2) are then separated from one another (immiscible in the storage state) in each case as component c) into the individual components (K1) or (K2).
Eine Variante der erfindungsgemäßen Verwendung sieht vor, dass die Bestandteile b1) und/oder b2) und c) in ein Bohrloch eingebracht werden, während die Ankerstange oder ferner ein anderes zu verklebendes Material in Bestandteil a) (beispielsweise eine Aktivator-Metallsalzlösung) eingetaucht wird und dann in das mit b1) und/oder b2) und c) versehene Bohrloch eingebracht wird. A variant of the use according to the invention provides that the components b1) and / or b2) and c) are introduced into a borehole while the anchor rod or further another material to be bonded is immersed in component a) (for example an activator metal salt solution) and then introduced into the wellbore provided with b1) and / or b2) and c).
Unter Substrat (z.B. für Bohrlöcher) sind z.B. Materialien für Wände, Decken oder Böden im Baubereich zu verstehen, z.B. Mauerwerk, Beton, Holz, Metall oder ferner Kunststoff. Substrate (e.g., for boreholes) are e.g. Materials for walls, ceilings or floors in the construction sector, e.g. Masonry, concrete, wood, metal or plastic.
Die nachfolgenden Beispiele illustrieren die Erfindung, ohne ihren Umfang einzuschränken. In den nachfolgenden Beispielen werden die jeweiligen nicht markierten Bestandteile der Modellformulierungen vorab gemischt. Durch Zugabe und Einmischen des mit „X“ markierten Bestandteils wird die Polymerisation ausgelöst. The following examples illustrate the invention without limiting its scope. In the following examples, the respective unlabelled components of the model formulations are mixed in advance. Addition and mixing in of the component marked " X " initiates the polymerization.
Die Bestimmungsmethoden für die Ermittlung von Parametern sind auch für den allgemeinen Teil der Beschreibung gültig: The determination methods for the determination of parameters are also valid for the general part of the description:
Bestimmung der Gelzeit Determination of the gel time
Die Bestimmung der Gelzeit erfolgt manuell mit einer handelsüblichen Stoppuhr und einem handelsüblichen Thermometer bei Raumtemperatur (ca. 23 °C). Hierzu werden alle Bestandteile gemischt und unmittelbar nach dem Mischen die Temperatur der Probe gemessen. Die Probe selbst befindet sich dabei in einem Kunststoffbecher. Die Auswertung erfolgt in Anlehnung an
Bestimmung der Verarbeitungszeit Determination of processing time
Die Bestimmung der Verarbeitungszeit erfolgt in einem Kunststoffbecher bei Raumtemperatur mittels manuellen Umrührens. Beim Erreichen des Gelierpunktes wird die zuvor flüssige Probe hochviskos und gelartig, was sich u.a. durch Klumpenbildung bemerkbar macht. Zu diesem Zeitpunkt wird die nach dem Beginn der Prüfung gestartete Uhr gestoppt. Die Verarbeitungszeit kann direkt abgelesen werden. The determination of the processing time takes place in a plastic cup at room temperature by means of manual stirring. Upon reaching the gelling point, the previously liquid sample is highly viscous and gel-like, which is u.a. makes noticeable by clumping. At this time, the clock started after the start of the test is stopped. The processing time can be read directly.
Auszugsversuche aus Beton Pull-out tests made of concrete
Für Auszugsversuche mit Gewindestangen M12 wird, gemäß ETAG 001 PART 5, wie folgt vorgegangen:
Zunächst werden Bohrlöcher (Durchmesser 14 mm; Tiefe 95 mm) in einen horizontal liegenden Betonprüfkörper (Betontyp C20/25) mit einem Bohrhammer eingebracht. Die Bohrlöcher werden mit einem Handausbläser und einer Handbürste gereinigt. Anschließend werden die Bohrlöcher mit der jeweiligen zu prüfenden härtbaren Masse für Befestigungszwecke zu zwei Dritteln befüllt. Je Bohrloch wird eine Gewindestange von Hand eingedrückt. Der Mörtelüberschuss wird mittels eines Spachtels entfernt. Nach 24 Stunden bei Raumtemperatur wird die Gewindestange gezogen bis zum Versagen unter Messung der Versagenslast. For pull-out tests with threaded rods M12, proceed as follows, according to ETAG 001 PART 5:
First, drill holes (diameter 14 mm, depth 95 mm) are placed in a horizontal concrete test specimen (concrete type C20 / 25) with a hammer drill. The holes are cleaned with a hand blower and a hand brush. The holes are then filled with the respective hardenable mass to be tested for fixing purposes for two-thirds. Each hole is a threaded rod by hand pressed. The mortar excess is removed by means of a spatula. After 24 hours at room temperature, the threaded rod is pulled to failure, measuring the failure load.
Zur Herstellung der nachfolgenden Beispielformulierungen werden folgende Bestandteile und Abkürzungen verwendet. Tabelle 1: Verwendete Bestandteile und Abkürzungen
Beispiel 1: Allgemeine Arbeitsvorschrift I: Alternative Synthese von Aldiminen Example 1: General Procedure I: Alternative Synthesis of Aldimines
In einem Rundkolben wird das entsprechende Amin vorgelegt. Unter kräftigem Rühren wird aus einem Eintropftrichter der Aldehyd langsam zugegeben, wobei sich die Mischung erwärmt. Nach beendeter Zugabe werden die flüchtigen Bestandteile nicht entfernt. Das entstehende Reaktionswasser separiert sich je nach verwendetem Amin („hydrophobe“ Amine) vom Aldimin. Das im Aldimin vorliegende Restwasser stört die Verwendung als Initiator nicht. Unter Verwendung von „hydrophilen“ Aminen findet keine Phasenseparation statt. Wahlweise kann auch der Aldehyd vorgelegt und das Amin zugetropft werden. Die Umsetzung (Freiheit von durch IR-Spektroskopie nachweisbaren Imingruppen) wird mittels FT-IR überprüft. In a round bottom flask, the corresponding amine is presented. With vigorous stirring, the aldehyde is added slowly from a dropping funnel, whereby the mixture heats up. After completion of the addition, the volatiles are not removed. The resulting water of reaction separates depending on the amine used ("hydrophobic" amines) from aldimine. The residual water present in the aldimine does not interfere with the use as an initiator. Using "hydrophilic" amines, no phase separation occurs. Optionally, the aldehyde may be initially charged and the amine may be added dropwise. The reaction (freedom from imine groups detectable by IR spectroscopy) is checked by means of FT-IR.
Beispiel 2: Beispielrezeptur für ein Aldimin aus Isobutyraldehyd und Jeffamin D230 Example 2: Example recipe for an aldimine of isobutyraldehyde and Jeffamin D230
Die Rezeptur für ein nach Beispiel 1 (Allgemeine Arbeitsvorschrift I) herstellbares bzw. hergestelltes Aldimin lautet: Tabelle 2: Rezept Aldimin aus Isobutyraldehyd und Jeffamin D230
Das entstehende Reaktionswasser separiert sich langsam vom Aldimin und sammelt sich am Kolbenboden. The resulting water of reaction separates slowly from the aldimine and collects at the bottom of the piston.
Die nachfolgend verwendeten Aldimine werden analog der allgemeinen Arbeitsvorschrift I hergestellt, oder sind kommerziell verfügbar. The aldimines used below are prepared analogously to general procedure I, or are commercially available.
Beispiel 3: Vereinfachte Harzrezepturen Example 3: Simplified resin formulations
Folgende Rohstoffe werden für die vereinfachten Harzrezepturen vermischt: Tabelle 3: vereinfachte Harzrezeptur I (HRI)
Die Herstellung des UM-Harzes erfolgt in dem Fachmann bekannter Art und Weise. Es sei hier beispielhaft auf das Patent
Die vereinfachte Harzrezeptur III ist vor allem interessant zur Herstellung kennzeichnungsfreier Reaktionsharze bzw. Befestigungssysteme und stellen besonders bevorzugte Ausführungen der Erfindung dar. The simplified resin formulation III is of particular interest for the production of label-free reaction resins or fastening systems and represent particularly preferred embodiments of the invention.
Beispiel 4: Bestimmung der Gelzeiten mit VPLS2142 als Radikalstarter b2) Example 4 Determination of the Gel Times with VPLS2142 as radical initiator b2)
Um die Anwendbarkeit des Härtersystems Imin-Metallsalz auf kalthärtende Vinylesterharze zu beurteilen, werden Beispielformulierungen mit der oben beschriebenen Harzrezeptur I und verschiedenen Metallsalzen erstellt. Als Radikalstarter wird ein Imin aus Isobutyraldehyd und Isophorondiamin eingesetzt (CSTICO®phen VP LS 2142). In der folgenden Tabelle 6 sind die Gelzeiten und die maximal erreichten Temperaturen während den Polymerisationen aufgelistet: Tabelle 6: Gelzeiten der Initiatorsysteme aus VPLS2142 und variierenden Metallsalzen
Anhand Tabelle 6 wird ersichtlich, dass mit den Beispielformulierungen exotherme und teilweise schnelle Polymerisationen von Vinylesterharzen bei Raumtemperatur erreicht werden. Außerdem zeigt die Tabelle 6, dass das Härtersystem Imin-Metallsalz mit sämtlichen Metallen funktioniert. Die nicht erfindungsgemäßen Vergleichs-Beispiele Vgl-Bsp-01 und Vgl-Bsp-02 zeigen, dass ohne das Vorhandensein des Bestandteils a) bzw. b2) keine effektiven Polymerisationen ausgelöst werden. It can be seen from Table 6 that the example formulations achieve exothermic and partially rapid polymerizations of vinyl ester resins at room temperature. In addition, Table 6 shows that the hardener system imine metal salt works with all metals. The comparative examples Vgl-Bsp-01 and Vgl-Bsp-02, which are not according to the invention, show that no effective polymerizations are triggered without the presence of constituent a) or b2).
Beispiel 5: Bestimmung der Verarbeitungszeiten mit VPLS2142 als Initiator b2) Example 5 Determination of Processing Times with VPLS2142 as Initiator b2)
Die Tabelle 7 zeigt die Verarbeitungszeiten des Initiatorsystems bestehend aus CSTICO®phen VP LS 2142 in Kombination mit Octa Soligen Manganese 6 bei unterschiedlichen Initiator- und Metallsalzgehalten: Tabelle 7: Verarbeitungszeiten der Initiatorsysteme aus VPLS2142 und Mn6.
*1 zusätzlich 0,1 g t-BBC 10%ig in BDDMA eingewogen.
*2 0,25 g einer 1%igen Lösung von VPLS2142 in BDDMA eingewogen. Table 7 shows the processing times of the initiator system consisting of CSTICO phen ® VP LS 2142 in combination with Octa Soligen Manganese 6 at different initiator and metal salt contents: Table 7: Processing times of the initiator systems of VPLS2142 and Mn6.
* 1 additional 0.1 g t-BBC weighed 10% in BDDMA.
* Weigh 2 0.25 g of a 1% solution of VPLS2142 in BDDMA.
Die Modellmischungen aus Tabelle 7 zeigen, dass sowohl der Initiator b2) als auch das Metallsalz in weiten Bereichen variiert werden können (siehe hierzu auch die molaren Verhältnisse n (C=C):n (N=C) (Imin-Inkrement) und n (N=C):n (Metall). Der Einsatz eines aeroben Inhibitors und dessen verzögernde Wirkung wird anhand der Modellmischung VPLS2142-021 gezeigt. The model mixtures from Table 7 show that both the initiator b2) and the metal salt can be varied within wide limits (see also the molar ratios n (C = C): n (N = C) (imine increment) and n (N = C): n (metal) The use of an aerobic inhibitor and its retarding effect are shown by model mixture VPLS2142-021.
Beispiel 6: Bestimmung der Gelzeiten mit SolCop8 bzw. SolMn6 und variierenden Aldiminen als Radikalstarter b2) – Variation der Amine und der Aldehyde Example 6: Determination of the gel times with SolCop8 or SolMn6 and varying aldimines as free radical initiators b2) - Variation of the amines and the aldehydes
Die nachfolgenden Tabellen 8a und 8b illustrieren die Gelzeiten und die maximal erreichten Temperaturen während den Polymerisationen der Härtersysteme bestehend aus Soligen Copper 8 bzw. Soligen Manganese 6 und unterschiedlichen Iminen: Tabelle 8a: Gelzeiten der Initiatorsysteme aus SolCop8 und verschiedenen Aldiminen (hergestellt jeweils aus Isobutyraldehyd und variierenden Aminen)
* am nächsten Tag durchgehärtet The following Tables 8a and 8b illustrate the gel times and the maximum temperatures reached during the polymerizations of the hardener systems consisting of Soligen Copper 8 or Soligen Manganese 6 and different imines: Table 8a: Gel times of the initiator systems of SolCop8 and various aldimines (prepared in each case from isobutyraldehyde and varying amines)
* hardened the next day
Die Tabellen 8a und 8b zeigen deutlich, dass sich die Vinylesterharzformulierung mit den unterschiedlichsten Radikalstartern b2) sehr gut polymerisieren lässt. Außerdem soll die Tabelle 8a unterstreichen, dass für die Herstellung der Imine alle Arten an primären Aminen verwendet werden können, ohne einen Verlust bzw. eine Verschlechterung der polymerisationsauslösenden Wirkung zu erleiden. Aus Tabelle 8b wird ersichtlich, dass die – zur Iminsynthese – besonders bevorzugten Aldehyde deutlich schneller und mit größerer Exothermie polymerisieren. Die Tabelle 8a verdeutlicht weiterhin, dass evtl. vorhandenes (Rest-)Reaktionswasser (z.B. Isob-DCH) oder sogar homogen verteiltes Reaktionswasser (z.B. Isob-EDR148) keinen Einfluss auf die Polymerisation ausübt. Tables 8a and 8b clearly show that the vinyl ester resin formulation can be polymerized very well with a wide variety of radical initiators b2). In addition, Table 8a should emphasize that all types of primary amines can be used for the production of the imines without suffering any loss or deterioration of the polymerization-inducing effect. From Table 8b it can be seen that the - for imine synthesis - particularly preferred aldehydes polymerize much faster and with greater exotherm. Table 8a further illustrates that any residual (residual) water of reaction (e.g., isob-DCH) or even homogeneously dispersed water of reaction (e.g., isob-EDR148) has no effect on the polymerization.
Beispiel 7: Bestimmung der Gelzeiten mit dem Aldimin Isob-AM als Initiator b2) Das Aldimin Isob-AM wird aus den beiden Edukten Isobutyraldehyd und 3-Aminopropyltrimethoxysilan hergestellt. Silane sind reaktiv gegenüber Wasser und reagieren damit unter Hydrolyse und Kondensation. Aufgrund dieser Tatsache erfolgt bei der Aldiminsynthese durch das Reaktionswasser in situ eine Oligomerisierung der Silaneinheiten. Hierdurch ist es möglich, REACH-polymere Initiatoren zu generieren. Die Tabelle 9 weist die Gelzeiten und die zugehörigen maximal erreichten Temperaturen der Härtersysteme Isob-AM mit variierenden Metallsalzen auf. Tabelle 9: Gelzeiten der Initiatorsysteme aus Isob-AM und variierenden Metallsalzen
Auch aus den Modellformulierungen der Tabelle 9 wird ersichtlich, dass eine exotherme und teilweise schnelle Polymerisation von Methacrylaten bei Raumtemperatur mit unterschiedlichen Metallsalzen erreicht werden kann. Des Weiteren soll die Tabelle 9 hervorheben, dass nicht nur monomere Initiatoren, sondern auch oligomere bis hin zu polymere (REACH-Polymere) Initiatoren verwendet werden können. Die Modellmischung Isob-AM-029 ist besonders interessant für Lackanwendungen, da der hier verwendete Aktivator im Harz keine Eigenfarbe aufweist, also farblos erscheint. It can also be seen from the model formulations of Table 9 that an exothermic and partially rapid polymerization of methacrylates at room temperature can be achieved with different metal salts. Furthermore, Table 9 should emphasize that not only monomeric initiators but also oligomeric to polymeric (REACH polymers) initiators can be used. The model mixture Isob-AM-029 is of particular interest for coating applications, since the activator used here does not have any inherent color in the resin, ie it appears colorless.
Beispiel 8: Auszugsversuche aus Beton mit Radikalstartern b2) Example 8: Pull-out Tests of Concrete with Free-Radical Starters b2)
Gemäß den vorgenannten Parametern für „Auszugsversuche aus Beton“ werden Setzversuche durchgeführt. Tabelle 10: Rezepturen zur Durchführung von Setzversuchen und ermittelte Verbundspannungen mit Radikalstartern b2)
Die Edukte der Aldimine können anhand der verwendeten Abkürzungen in den Bezeichnungen und der oben aufgeführten Tabelle 1 für Abkürzungen entsprechend zugeordnet werden. Die Tabelle 10 belegt, dass das erfindungsgemäße Härtersystem sehr leistungsfähig ist, und zeigt außerdem das enorme Potential derartiger Initiatorsysteme auf. The educts of the aldimines can be assigned according to the abbreviations used in the designations and Table 1 above for abbreviations accordingly. Table 10 shows that the hardener system according to the invention is very efficient, and also shows the enormous potential of such initiator systems.
Beispiel 9: Bestimmung der Gelzeiten mit Radikalstartern b1) und variierenden Metallsalzen Example 9: Determination of gel times with radical initiators b1) and varying metal salts
Um die Anwendbarkeit von Radikalstartern b1) in Kombination mit Metallsalzen zu demonstrieren, werden Beispielformulierungen mit der oben beschriebenen Harzrezeptur I (HRI) und unterschiedlichen Metallsalzen hergestellt Die nachfolgende Tabelle 11 zeigt die Gelzeiten und die maximal erreichten Temperaturen während den Aushärtereaktionen. Tabelle 11: Gelzeiten der Härtersysteme bestehend aus Isob und D230 in Kombination mit unterschiedlichen Metallsalzen.
Die Tabelle 11 verdeutlicht, dass auch die erfindungsgemäßen Radikalstarter b1) in Kombination mit Metallsalzen Polymerisationen von ungesättigten Reaktionsharzen bei Raumtemperatur auslösen. Weiterhin wird aus den Modellformulierungen ersichtlich, dass hierfür sämtliche Metallsalze eingesetzt werden können. Der mögliche Einsatz und die Funktionsfähigkeit von Metallsalzen anorganischer bzw. organischer Säuren wird in den Formulierungen Verf-Metalle-001 (Metallsalz organischer Säuren) bzw. Verf-Metalle-015 und Verf-Metalle-016 (Metallsalz anorganischer Säuren) gezeigt. Table 11 illustrates that the free-radical initiators b1) according to the invention in combination with metal salts also trigger polymerizations of unsaturated reaction resins at room temperature. Furthermore, it can be seen from the model formulations that all metal salts can be used for this purpose. The possible use and the functionality of metal salts of inorganic or organic acids is shown in the formulations Verf-Metals-001 (metal salt of organic acids) or Verf-Metals-015 and Verf-Metals-016 (metal salt of inorganic acids).
Beispiel 10: Bestimmung der Gelzeiten mit Radikalstartern b1) und SolMn6/SolCop8 als Metallsalze Example 10: Determination of the gel times with radical initiators b1) and SolMn6 / SolCop8 as metal salts
Die nachfolgende Tabelle 12 illustriert die Gelzeiten und die maximal erreichten Temperaturen der erfindungsgemäßen Radikalstarter b1) unter Verwendung unterschiedlicher Amine und Aldehyde. Tabelle 12: Gelzeiten der Radikalstarter b1) mit variierenden Aminen und Aldehyden
Die Tabelle 12 zeigt, dass als erfindungsgemäße Radikalstarter b1) nicht nur diverse primäre Amine, sondern auch diverse Aldehyde eingesetzt werden können. Belegt wird dies durch die schnellen und exothermen Polymerisationen. Die nicht erfindungsgemäßen Vergleichs-Beispiele Vgl-Bsp-03 bis Vgl-Bsp-05 verdeutlichen, dass bei Fehlen eines Bestandteils der erfindungsgemäßen Härtersysteme keine effizienten Polymerisationen stattfinden. Table 12 shows that not only various primary amines but also various aldehydes can be used as radical initiator b1) according to the invention. This is evidenced by the rapid and exothermic polymerizations. The non-inventive comparative examples Vgl-Bsp-03 to Vgl-Bsp-05 illustrate that take place in the absence of a constituent of the hardener systems according to the invention no efficient polymerizations.
Beispiel 11: Bestimmung der Gelzeiten mit Radikalstartern b1) unter Verwendung von aminfunktionalisierten Füllstoffen Example 11: Determination of Gel Times with Free-radical Initiators b1) using amine-functionalized fillers
Die mögliche Verwendung von aminfunktionalisierten bzw. aminsilanisierten Füllstoffen als Polyamine in Radikalstartern b1) soll die nachfolgende Tabelle 13 verdeutlichen. Tabelle 13: Gelzeiten der Radikalstarter b1) mit aminfunktionalisierten Füllstoffen als Polyamine
Die verwendete aminfunktionalisierte Kieselsäure hat einen ungefähren Stickstoffgehalt von 0,5%. Die Tabelle 13 belegt, dass auch aminfunktionalisierte Füllstoffe als Polyamine für Radikalstarter b1) verwendet werden können und sich das Reaktionsharz damit sehr gut polymerisieren lässt. The amine-functionalized silica used has an approximate nitrogen content of 0.5%. Table 13 demonstrates that amine-functionalized fillers can also be used as polyamines for free radical initiators b1) and the reaction resin can thus be polymerized very well.
Beispiel 12: Auszugsversuche aus Beton mit Radikalstartern b1) Example 12: Pull-out Tests of Concrete with Free-Radical Starters b1)
Um auch das Leistungspotential der Radikalstarter b1) möglichst anwendungsnah zu zeigen, werden gemäß den vorgenannten Parametern für „Auszugsversuche aus Beton“ Setzversuche durchgeführt. Tabelle 14: Rezepturen zur Durchführung von Setzversuchen und ermittelte Verbundspannungen mit Radikalstartern b1).
In den Rezepturen SV-Verf-02 und SV-Verf-04 wird anstatt der vereinfachten Harzrezeptur I (HRI), die Harzrezeptur II (HRII) auf Urethanmethacrylatbasis gemäß Beispiel 3 verwendet. In der Formulierung SV-Verf-06 wird 2-Methylvaleraldehyd anstatt Isobutyraldehyd eingesetzt. Das Metallsalz SolCop8 und das Amin D230 wird in der Formulierung SV-Verf-08 durch OxyC und AM getauscht. Die Tabelle 14 belegt, dass auch die Radikalstarter b1) in Kombination mit Metallsalzen leistungsfähige Härtersysteme für ungesättigte Reaktionsharze bilden und geeignete Verbundspannungen erzielen. Die Rezepturen SV-Verf-01 und SV-Verf-02 zeigen, dass auch unterschiedliche Basisharze mit dem erfindungsgemäßen Initiatorsystem gehärtet werden können. Des Weiteren wird in den Rezepturen SV-Verf-01, SV-Verf-03 und SV-Verf-05 ersichtlich, dass die Bestandteile der Radikalstarter b1) bzw. der erfindungsgemäßen Härtersysteme jeweils als Härter bzw. Härterformulierungen genutzt werden können und so diverse Aufteilungen auf unterschiedliche Komponenten möglich sind. In the formulations SV-Verf-02 and SV-Verf-04, instead of the simplified resin formulation I (HRI), the urethane methacrylate-based resin formulation II (HRII) according to Example 3 is used. In the formulation SV-Verf-06 2-methylvaleraldehyde is used instead of isobutyraldehyde. The metal salt SolCop8 and the amine D230 in the formulation SV-Verf-08 is replaced by OxyC and AM. Table 14 shows that the radical initiators b1) in combination with metal salts also form powerful hardener systems for unsaturated reaction resins and achieve suitable bond stresses. The formulations SV-Verf-01 and SV-Verf-02 show that also different base resins can be cured with the initiator system according to the invention. Furthermore, it can be seen in the formulations SV-Verf-01, SV-Verf-03 and SV-Verf-05 that the constituents of the radical initiator b1) or of the hardener systems according to the invention can each be used as hardeners or hardener formulations and thus various partitions to different components are possible.
Beispiel 13: Gelzeiten der Radikalstarter b1) und b2) unter Verwendung kennzeichnungsfreier Reaktionsharze Example 13: Gel times of radical initiators b1) and b2) using label-free reaction resins
Kennzeichnungsfreie Reaktionsharze bzw. Befestigungssysteme spielen eine zunehmende Rolle im Bereich der chemischen Befestigungstechnik. Hier zeigen die erfindungsgemäßen Initiatorsysteme große Vorteile gegenüber dem bisherigen Stand der Technik und ermöglichen erst die Formulierung von kennzeichnungsfreien mehrkomponentigen Reaktionsharzsystemen. Die Tabelle 15 zeigt die Gelzeiten und die maximal erreichten Temperaturen während der durch die erfindungsgemäßen Radikalstarter b1) und b2) ausgelösten Polymerisationen von kennzeichnungsfreien Reaktionsharzformulierungen. Tabelle 15: Gelzeiten der Radikalstarter b1) und b2) in kennzeichnungsfreien Reaktionsharzen
In der Beispielformulierung KFR-01 wird anstatt der vereinfachten Harzrezeptur HRIII ein Reaktionsharz basierend auf einem Epoxymethacrylat (CN159) und einem Reaktivverdünner (SR210) – Verhältnis 50:50 – verwendet. Außerdem wird in der Formulierung KFR-06 der Reaktivverdünner (SR210) der vereinfachten Harzrezeptur III durch einen biobasierten Reaktivverdünner (Sarbio6105) ersetzt. Die Tabelle 15 veranschaulicht, dass die erfindungsgemäßen Härtersysteme auch zu einer exothermen und effektiven Polymerisation von kennzeichnungsfreien und teilweise biobasierten Reaktionsharzen führen. In the example formulation KFR-01, a reaction resin based on an epoxy methacrylate (CN159) and a reactive diluent (SR210) - ratio 50:50 - is used instead of the simplified resin formulation HRIII. In addition, in formulation KFR-06, the reactive diluent (SR210) of the simplified resin formulation III is replaced by a bio-based reactive diluent (Sarbio6105). Table 15 illustrates that the hardener systems according to the invention also lead to an exothermic and effective polymerization of label-free and partially bio-based reaction resins.
Beispiel 14: Referenzierungsversuche gegenüber der EP 2 824 117 A1Example 14: Referencing experiments with respect to EP 2 824 117 A1
Um zu belegen, dass die erfindungsgemäß verwendbaren Imine (Radikalstarter b1) und/oder b2)) in Kombination mit Metallsalzen zu deutlich leistungsfähigeren Initiatorsystemen und zu höheren Verbundspannungen gegenüber den in der
RefV-1: Beurteilung auf Aushärtung mit PMDETA als Initiator und variierenden Metallsalzen RefV-1: Evaluation on curing with PMDETA as initiator and varying metal salts
Um die Anwendbarkeit des Initiatorsystems PMDETA-Metallsalz auf kalthärtende Vinylesterharze zu beurteilen, werden Beispielformulierungen mit der oben beschriebenen Harzrezeptur I und verschiedenen Metallsalzen – analog Beispiel 4 – erstellt. Tabelle 16a: PMDETA als Initiator mit variierenden Metallsalzen
* nach 24 h In order to assess the applicability of the initiator system PMDETA metal salt to cold-curing vinyl ester resins, example formulations with the resin formulation I described above and various metal salts are prepared analogously to Example 4. Table 16a: PMDETA as initiator with varying metal salts
* after 24 h
Aus Tabelle 16a wird deutlich, dass die Konzentrationen analog des Beispiels 4 bei den Härtersystemen PMDETA – Metallsalzen zu keiner Polymerisation des Vinylesterharzes führen. Erst durch eine Erhöhung der Initiatorkonzentration (PMDETA-009) konnte eine Gelierung festgestellt werden. From Table 16a it is clear that the concentrations analogous to Example 4 in the hardener systems PMDETA - metal salts lead to any polymerization of the vinyl ester resin. Only by increasing the initiator concentration (PMDETA-009) was it possible to detect gelation.
RefV-2: Auszugsversuche aus Beton mit PMDETA als Initiator RefV-2: Pull-out tests made of concrete with PMDETA as initiator
Das Beispiel 1 und das Beispiel 4a der
Da in den Beispielen 1 und 4a aus
Schlussfolgernd lässt sich festhalten, dass das erfindungsgemäße Initiatorsystem Imin – Metallsalz zu deutlich leistungsfähigeren und variableren Härtersystemen, als die in der
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