DE69633519T2

DE69633519T2 - Bindemittel für baustrukture

Info

Publication number: DE69633519T2
Application number: DE69633519T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Yonetani; Seiji Nishida
Original assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Kasei Chemicals Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Kasei Chemicals Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1996-11-07
Filing date: 1996-11-07
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2016-11-08
Also published as: KR19990076782A; ATE277984T1; HK1017704A1; DE69633519D1; KR100278222B1; DE69633519T3

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bindemittel für den Bau, das zur Befestigung von Befestigungsteilen wie einer Ankerschraube in einem Loch, das in einen Träger wie aus Beton, Gestein und Stein gebohrt ist, verwendet wird. Insbesondere betrifft sie ein Bindemittel vom Nicht-Styrol-Monomertyp, das sogar unter Bedingungen einer hohen oder tiefen Temperatur eine hohe Festigkeit und eine hervorragende Stabilität aufweist.
Stand der Technik
Herkömmlicherweise werden Bindemittel vom Kapsel- oder Befülltyp zur Befestigung von Befestigungsteilen wie Ankerschrauben an einem Trägermaterial verwendet.
Wenn ein Bindemittel vom Kapseltyp verwendet wird, werden Befestigungsteile durch die Einführung einer ein Bindemittel enthaltenden Kapsel in ein Bohrloch, das Zerbrechen der Kapsel durch drehendes Einschlagen einer Ankerschraube zum Vermischen des Hauptelements des Bindemittels mit einem Härtungsmittel in der Kapsel fixiert. Als Bindemittel, die bei diesem Verfahren anwendbar sind, ist ein Bindemittel vom Kapseltyp bekannt, das ein Epoxyacrylatharz als Hauptkomponente des Hauptbestandteils enthält, wie in der Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 37076/1987 offenbart ist, ein Klebstoff, der ein Harz vom Epoxyacrylattyp enthält, wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 243876/1986 offenbart ist, und ein Bindemittel, das eine Mischung aus einem Ester einer hohen Fettsäure mit einem Epoxyacrylatharz umfasst, wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 254681/1986 offenbart ist. Aus JP-A-08-134426 ist auch ein Bindemittel bekannt, dass ein Epoxyacrylatharz vom Acryltyp als Hauptbestandteil und N,N-Dihydroxypropyl-p-toluidin als Beschleuniger enthält.
Das Bindemittel vom letzteren Befülltyp umfasst eines, das an der Baustelle gemischt wird, und eines, das in einer Patrone enthalten ist. Wenn das erstere Bindemittel vom Befülltyp verwendet wird, werden Befestigungsteile befestigt, indem der Hauptbestandteil und das Härtungsharz an der Baustelle vermischt und dann in ein Bohrloch gefüllt werden. Wenn Letzteres verwendet wird, werden die Befestigungsteile befestigt, indem der Hauptbestandteil und das Härtungsmittel zweckmäßigerweise mittels einer Auspresspistole oder Öldruck aus der Patrone portionsweise herausgepresst werden und dann ein Bindemittel, das mittels einer Mischvorrichtung wie einem statischen Mischer zugemischt wird, in ein Bohrloch gefüllt wird. Als letzteres Bindemittel ist eines bekannt, das in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 24714/1984 offenbart ist. Dieses Bindemittel umfasst ein ungesättigtes Polyesterharz, ein reaktives Verdünnungsmittel, einen Füllstoff, ein Thixotropiermittel und ein radikalisches Härtungsmittel.
Der für diese Bindemittel zu verwendende Hauptbestandteil enthält ein reaktives Monomer und wird zu einer ausreichenden Viskosität verdünnt. Als reaktives Monomer wird weithin ein Styrolmonomer verwendet. Beim Styrolmonomer handelt es sich jedoch um ein gefährliches Material (zweite Gruppe eines quaternären Öls), und es handelt sich auch um eine Substanz, die von der Industrial Safety Hygienic Rule als organisches Lösungsmittel eingestuft ist. Daher ist ein Hauptbestandteil vom Nicht-Styroltyp, d. h. ein Hauptbestandteil, der frei von einem Styrolmonomer ist, hochgradig erwünscht, und eine "Kapsel für Befestigungsschrauben", die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 27528/1992 offenbart ist, ist als Bindemittel vom Kapseltyp bekannt, bei der dieser Typ Hauptbestandteil, d. h. ein Hauptbestandteil vom Nicht-Styroltyp, verwendet wird.
Herkömmliche Hauptbestandteile vom Nicht-Styroltyp haben jedoch dahingehend einen Nachteil, dass die Bestandteile nicht auf eine geeignete Härte eingestellt werden können. Folglich ist es sehr schwierig, sie unter Umständen zu verwenden, in denen Befestigungsteile nicht sicher befestigt werden können, wenn ein Bindemittel nicht innerhalb eines bestimmten Zeitraums, aushärtet, z. B. unter Bedingungen einer hohen Temperatur (niedrige Breitengrade und Sommer), unter Bedingungen einer niedrigen Temperatur (hohe Breitengrade und Winter), und in Wasser (Regen, Fluss und Meer). Weiterhin ist eine Stabilität des Harzes bis zur Verwendung der Bindemittel ebenfalls erforderlich.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die obigen Probleme zu vermeiden und ein Bindemittel für den Bau verfügbar zu machen, das unter verschiedenen Bedingungen eine stabile Klebekraft aufweist und eine hervorragende Harzstabilität hat.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bindemittel für den Bau, umfassend einen Hauptbestandteil, ein Härtungsmittel und einen Beschleuniger für den Hauptbestandteil, wobei es sich beim Hauptbestandteil um ein Epoxyacrylatharz handelt, das mit einem reaktiven Monomer verdünnt ist, das einen multifunktionellen Ester aus einer Carbonsäure und einem Alkohol umfasst, von denen wenigstens einer eine reaktive Doppelbindung enthält, das Härtungsmittel ein organisches Peroxid ist und der Beschleuniger des Hauptbestandteils tertiäre, aromatische Amine ist, die eine Hydroxylgruppe in einem Stickstoffsubstituenten enthalten.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendbare Epoxyacrylatharz ist ein Produkt einer Additionsreaktion eines Epoxyharzes und einer ungesättigten einbasigen Säure. Das Produkt kann ein ungesättigtes Polyesterharz und ein Epoxyharz in einer Menge, die seine Wirkungen nicht verschlechtert, enthalten.
Das Epoxyharz kann zum Beispiel einen Diglycidylether vom Bisphenol-A-Typ, Bisphenol-AD-Typ, Bisphenol-S-Typ, Bisphenol-F-Typ, Novolak-Typ, Biphenyltyp, Naphthalintyp, Phthalsäuretyp, Hexahydrophthalsäuretyp und Benzoesäuretyp und einen Diglycidylether vom Glycoltyp einschließen. Im Allgemeinen wird ein Diglycidylether vom Bisphenol-A-Typ verwendet.
Die ungesättigte einbasige Säure kann zum Beispiel Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Zimtsäure, Sorbinsäure, Hydroxyethylmethacrylatmaleat, Hydroxyethylacrylatmaleat, Hydroxypropylmethacrlyatmaleat und Hydroxypropylacrylatmaleat einschließen. Gewöhnlich ist das bevorzugte Epoxyacrylatharz ein Epoxyacrylatharz vom Methacryltyp, das Methacrylsäure, Hydroxymethacrylatmaleat, Hydroxypropylmethacrylatmaleat und dergleichen, die eine hervorragende Alkalibeständigkeit aufweisen, enthält.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendbaren reaktiven Monomere sind Ester einer Carbonsäure und eines Alkohols. Die Carbonsäure oder der Alkohol oder beide sind eine multifunktionelle, eine reaktive Doppelbindung enthaltende Komponente. Zum Beispiel kann es sich beim reaktiven Monomer um A aus Anspruch 4 oder B aus Anspruch 5 handeln. Solche Ester umfassen zum Beispiel Ethylenglycolmethacrylat, Diethylenglycoldimethacrylat, Triethylenglycoldimethacrylat, 1,3-Butandioldimethacrylat, 1,6-Hexandioldimethacrylat, Neopentylglycoldimethacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat, Diallylphthalat, Triallyltrimellitat und eine Verbindung vom Dicyclopentandientyp, die durch die folgende Formel (1) oder (2) veranschaulicht ist.
wobei R₁ ein Wasserstoffatom und eine Methylgruppe darstellt, R₂ und R₃ Ethylen, Butylen und dergleichen darstellen, n und m eine ganze Zahl, 0 bis 5, sind.
Von diesen sind Ester, die Methacrylsäure und Methacrylalkohol umfassen, aufgrund ihrer hervorragenden Alkalibeständigkeit bevorzugt. Diese reaktiven Monomere können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Weiterhin können monofunktionelle Ester zugemischt werden, solange sie in einer kleinen Menge zugemischt werden.
Das Mischverhältnis des reaktiven Monomers zum Epoxyacrylatharz ist nicht besonders eingeschränkt, beträgt aber vorzugsweise 10 bis 70 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 30 bis 70 Gew.-%, am meisten bevorzugt 40 bis 60 Gew.-%. Weiterhin ist es bevorzugt, diese so zu vermischen, dass die Harzviskosität 0,1 bis 200 Poise (Viskosimeter vom E-Typ bei 25°C) beträgt.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendbaren Härtungsmittel sind organische Peroxide wie Diacrylperoxide, Ketonperoxide, Hydroperoxide, Dialkylperoxide, Peroxyketale, Alkylperester und Peroxycarbonat. Zum Beispiel können sie Benzoylperoxide, Methylethylketonperoxid, Laurylperoxid, Dicumylperoxid und Cumolhydroperoxid einschließen. Am Üblichsten wird Benzoylperoxid verwendet.
Das Härtungsmittel wird zur Verwendung gewöhnlich mit einem Verdünnungsmittel verdünnt. Als Verdünnungsmittel für das Härtungsmittel können zum Beispiel ein anorganischer Stoff wie Calciumsulfat und Calciumcarbonat, Dimethylphthalat, Dibutylphthalat, Dicyclohexylphthalat, Dioctylphthalat, ein aliphatischer Kohlenwasserstoff, ein aromatischer Kohlenwasserstoff, Siliconöl, ein flüssiges, polymerisierbares Paraffinmonomer und Wasser verwendet werden.
Der in der vorliegenden Erfindung brauchbare Beschleuniger kann ein tertiäres aromatisches Amin sein, das eine Hydroxylgruppe in einem Stick stoffsubstituenten enthält, wie zum Beispiel N,N-Dihydroxypropyl-p-toluidin, N-Phenyldiethanolamin, N-p-Tolyldiethanolamin und N,N-Bishydroxybutyl-p-toluidin. N,N-Bishydroxypropyl-p-toluidin ist bevorzugt, weil es in kleiner Menge eine Wirkung aufweist. Solange der Beschleuniger nicht direkt in Kontakt mit dem Härtungsmittel gerät, kann er entweder bei der Verwendung mit dem Hauptbestandteil oder zuvor mit dem Harz vermischt werden. Die Zugabemenge des Beschleunigers beträgt etwa 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Harzmenge, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 Gew.-%. Diese Beschleuniger können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Weiterhin können sie mit herkömmlichen, üblicherweise verwendeten Beschleunigern wie N,N-Dimethylanilin und Kobaltnaphtenat verwendet werden.
Weiterhin kann der Hauptbestandteil bei Bedarf zum Beispiel mit einem Polymerisationsinhibitor, einem farbgebenden Mittel, einem Pigment, einem Ultraviolett-Absorptionsmittel, einem Tensid, einem Zuschlagstoff, einem Füllstoff und einem Thixotropiermittel vermischt werden. Das Härtungsmittel kann bei Bedarf zum Beispiel auch mit einem Zuschlagmittel, einem Füllstoff, einem Thixotropiermittel, einem Verdünnungsmittel und einem Weichmacher vermischt werden.
Der in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Polymerisationsinhibitor umfasst zum Beispiel Chinone, Hydrochinone und Phenole. Insbesondere umfasst er zum Beispiel Benzochinon, p-Benzochinon, p-Toluchinon, p-Xylochinon, Naphthochinon, 2,6-Dichlorchinon, Hydrochinon, p-t-Butylbrenzcatechin, 2,5-Di-t-butylhydrochinon, Monomethylhydrochinon, p-Methoxyphenol, 2,6-Di-t-butyl-p-cresol und Hydrochinonmonomethylether. Diese Polymerisationsinhibitoren können in einer erforderlichen Menge auf geeignete Weise zugegeben werden. Hydrochinone und Phenole sind bevorzugt, weil sie beim Vermischen mit Aminen nicht durch eine Verfärbung verschlechtert werden. Am wirksamsten als Polymerisationsinhibitoren sind Cresole.
Das farbgebende Mittel, das Pigment und das Ultraviolett-Absorptionsmittel werden bei Bedarf als lichtbeständiger Stabilisator zugegeben, der die Gelierung von Harzen zum Beispiel durch Sonnenstrahlung hemmt. Diese Additive umfassen ein Lackpigment, ein Azopigment, ein Phthalocyanin-Pigment, ein hoch organisches Pigment, ein anorganisches Pigment und eine Mischung davon. Zum Beispiel können "Toner Yellow", "Toner Brown" und "Toner Green" (hergestellt von Takeda Chemical Industries, Ltd.), "Color Tex Brown", "Color Tex Orange" und "Color Tex maroon" (hergestellt von Sanyo Color Works, Ltd.) und "OPLAS YELLOW" (hergestellt von Orient Chemical Industries Ltd.) zugegeben werden. Die Zugabemenge kann nicht leicht bestimmt werden, weil die im Hauptbestandteil enthaltenen Harztypen, der Monomertyp und die Wirkung der Additive verschieden sind.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendbare Tensid umfasst anionische, kationische, nichtionische und ampholytische Tenside. Von diesen ist ein anionisches Tensid bevorzugt, weil es zur Stabilisierung der Zugfestigkeit in Wasser wirksam ist. Das anionische Tensid umfasst zum Beispiel ein Alkylethercarboxylat ("VIEW LIGHT EAC", hergestellt von Sanyo Chemical Industries, Ltd.) als Carboxylat, ein Dialkylsulfosuccinat ("SANSEPARA 100", hergestellt von Sanyo Chemical Industries, Ltd.), ein Alkylallylsulfosuccinat, ein Alkylsulfoacetat und ein α-Olefinsulfonat als Sulfonat, ein Alkylallylsulfat und ein Alkylethersulfat als Sulfatsalz, ein Alkyletherphosphorat als Phosphorestersalz. Noch mehr bevorzugt wird ein Dialkylsulfosuccinat oder ein Alkylallylsulfosuccinat verwendet, weil es nicht die Gelierung des Harzes beschleunigt, wenn ein Tensid zum Harz gegeben wird. Das anionische Tensid ist vorzugsweise ein einwertiges oder zweiwertiges Metallsalz oder Ammoniumsalz, noch mehr bevorzugt ein Natriumsalz.
Obwohl das Tensid mit jeder im Bindemittel enthaltenen Komponente vermischt oder in einem reaktiven Monomer oder einem Lösungsmittel aufgelöst werden kann, ist es bevorzugt, es mit einem Harz zu vermischen. Die Menge des zu verwendenden Tensids ist nicht besonders eingeschränkt, sondern beträgt mit Hinsicht auf die Bindungsstärke vorzugsweise weniger als 30 Gew.-%.
Der in der vorliegenden Erfindung brauchbare Zuschlagstoff umfasst künstliche Zuschlagstoffe wie Magnesiaklinker, Glaskügelchen, Keramik und starre Kunststoffe und natürliche Zuschlagstoffe wie Kieselstein, Marmor, Granit, Kieselsand und Quarzsand. Weiterhin können Fasern wie Glasfasern, Kohlenstofffasern und Stahlfasern verwendet werden.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendbare Füllstoff umfasst zum Beispiel Quarzsand, Kieselsand, Kieselsäurepulver, Calciumcarbonat, Gips, Glasflocke, Glimmer, vulkanische Asche, SIRASU (weiße Asche), Silas-Mikrohohlkügelchen, Betonpulver, Blähbetonpulver, Glasmikrohohlkügelchen, Hohlglas, Flugasche, Ruß, Aluminiumoxid, Eisen, Aluminium und Siliciumdioxid.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendbare Thixotropiermittel umfasst zum Beispiel feines Pulver-Siliciumdioxid (Handelsbezeichnung AEROSIL), Nicht-Pulver-Aluminiumoxid, Talk, Asbest, kolloidales nasses Aluminiumsilicat/organischer Verbundstoff (Handelsbezeichnung ORVEN), Bentonit und Castorölderivate.
Wenn das Verdünnungsmittel, der Zuschlagstoff, der Füllstoff oder das Thixotropiermittel, die oben aufgeführt sind, mit einem Bindemittel vermischt werden, müssen sie unter Berücksichtigung der Tatsache, dass das organische Oxid die Stabilität verschlechtert, zugegeben werden.
Das Bindemittel der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden, indem es in einen Behälter gegeben wird. Bei einem solchen Behälter kann es sich um einen handeln, der während des Transports oder der Lagerung nicht bricht und so verschlossen werden kann, dass das Bindemittel nicht austritt. Er kann aus Glas, Tonwaren, synthetischem Harz, Papier und Metall bestehen und in Form einer Kapsel, Patrone, Dose, eines Pakets vorliegen. In diesem Fall können Form und Material des Behälters auf geeignete Weise gemäß der Verwendung, d. h. für den Kapseltyp oder den Befülltyp, ausgewählt werden. Der Behälter für ein Härtungsmittel wird vorzugsweise gemäß der Eigenschaft des zu verwendenden Härtungsmittels hinsichtlich der Sicherheit ausgewählt.
Bester Modus zur Durchführung der Erfindung
Hiernach wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele ausführlicher veranschaulicht.
Beispiel 1
5 g N,N-Dihydroxypropyl-p-toluidin als Beschleuniger, 0,5 g 2,6-Di-t-butyl-p-cresol (BHT) als Polymerisationsinhibitor und 5 g Dioctylsulfosuccinatnatrium als Tensid wurden zu 500 g eines Harzes gegeben, das 55 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 45 Gew.-% Diethylenglycoldimethacrylat als reaktives Monomer umfasste. Das so erhaltene Harz wurde einem Test der Härtungsmerkmale und einem Heiztest unterzogen. Auf dieselbe Weise wie bei der Messung der Härtungsmerkmale bei Raumtemperatur gemäß JIS K 6901 wurden die Härtungsmerkmale bei 5°C, 15°C und 30°C unter Zugabe eines Härtungsmittels zum Harz gemessen, sodass das Gewichtsverhältnis des Harzes zum Härtungsmittel 100 : 5 betragen konnte. Der Heiztest wurde durchgeführt, indem ein Harz in einem Glasbehälter (mit einem Außendurchmesser von 17 mm und einer Länge von 120 mm) verschlossen und der Behälter in ein Bad mit konstanter Temperatur bei 60°C eingetaucht und die Tage gezählt wurden, bis das Harz geliert war.
Als Nächstes wurden 50 g Kieselsand Nr. 8 und 1 g AEROSIL zu 50 g des oben erhaltenen Harzes gegeben, wodurch ein Hauptbestandteil erzeugt wurde. Weiterhin wurden 5 g Kieselsand Nr. 8 und 0,01 g AEROSIL zu 10 g Benzoylperoxid-Paste (Konzentration 40%) gegeben, wodurch ein Härtungsmittel erzeugt wurde. Unter Verwendung des so erhaltenen Hauptbestandteils und eines Härtungsmittels wurde die Zugbelastung gemessen.
In einen Betonblock mit einer Größe von 500 × 500 × 1000 mm³ und einer Druckfestigkeit von 210 kg/cm² wurde mit einem elektrischen Bohrhammer ein Loch mit einer Größe von 18 mm × 100 mm (Durchmesser × Länge) gebohrt. Bohrklein wurde mit einem Ausbläser aus dem Loch entfernt, und das Bohrklein an den Lochwandungen wurde mit einer Nylonbürste entfernt. Nochmals wurde Bohrklein mittels eines Ausbläsers entfernt, um das Innere des Lochs zu reinigen. Dann wurden 3 g des Härtungsmittels mit 30 g der zuvor hergestellten Hauptkomponente unter Rühren vermischt und in das Loch gefüllt. Danach wurde eine M16-Schraube (Material SNB 7) in das Loch eingeführt, und es wurde für einen Tag härten gelassen, wonach die Zugbelastung gemessen wurde. Zuvor wurden der Betonblock, der Hauptbestandteil, das Härtungsmittel und die Schraube mittels eines großen Bades mit konstanter Temperatur auf eine in Tabelle 1 aufgeführte Messtemperatur eingestellt. Dann wurde die Schraube in ein Bad mit konstanter Temperatur eingebettet, es wurde härten gelassen und dann eine Messung durchgeführt. Die Messung wurde unter Verwendung einer Zugprüfmaschine für Ankerschrauben ANSER-5-III (hergestellt von der Asahi Chemical Industry Co., Ltd.) durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Beispiel 2
5 g N,N-Dihydroxypropyl-p-toluidin als Beschleuniger, 0,5 g 2,6-Di-t-butyl-p-cresol (BHT) als Polymerisationsinhibitor und 5 g Dioctylsulfosuccinatnatrium als Tensid wurden zu 500 g eines Harzes gegeben, das 65 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 35 Gew.-% Diethylenglycoldimethacrylat als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurden der Test der Härtungseigenschaft und der Heiztest bei 60°C durchgeführt, und die Zugbelastung wurde gemäß Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Die Zugbelastung wurde nicht gemessen, weil die Schraube bei einer hohen Temperatur nicht eingeführt werden konnte und das Harz bei einer niedrigen Temperatur aufgrund einer zu kurzen Mindest-Härtungszeit (CT) und einer zu niedrigen maximalen exothermen Temperatur (Tmax) nicht aushärtete.
Beispiel 3
5 g N-p-Tolyldiethanolamin als Beschleuniger, 0,5 g 2,6-Di-t-butyl-p-cresol (BHT) als Polymerisationsinhibitor und 5 g Dioctylsulfosuccinatnatrium als Tensid wurden zu 500 g eines Harzes gegeben, das 55 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 45 Gew.-% Diethylenglycoldimethacrylat als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurden der Test der Härtungseigenschaft und der Heiztest bei 60°C durchgeführt, und die Zugbelastung wurde gemäß Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Beispiel 4
1 g N-p-Tolyldiethanolamin als Beschleuniger und 0,05 g 2,6-Di-t-butyl-p-cresol (BHT) als Polymerisationsinhibitor wurden zu 100 g eines Harzes gegeben, das 55 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 45 Gew.-% Diethylenglycoldimethacrylat als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurde der Heiztest bei 60°C durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 5
1 g N-p-Tolyldiethanolamin als Beschleuniger und 0,05 g Hydrochinon als Polymerisationsinhibitor wurden zu 100 g eines Harzes gegeben, das 55 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 45 Gew.-% Diethylenglycoldimethacrylat als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurde der Heiztest bei 60°C durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 6
1 g N-p-Tolyldiethanolamin als Beschleuniger und 0,05 g p-Benzochinon als Polymerisationsinhibitor wurden zu 100 g eines Harzes gegeben, das 55 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 45 Gew.-% Diethylenglycoldimethacrylat als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurde der Heiztest bei 60°C durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 7
1 g N,N-Dihydroxypropyl-p-toluidin als Beschleuniger und 0,05 g 2,6-Di-t-butyl-p-cresol als Polymerisationsinhibitor wurden zu 100 g eines Harzes gegeben, das 55 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 45 Gew.-% Diethylenglycoldimethacrylat als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurde der Heiztest bei 60°C durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 8
1 g N,N-Dihydroxypropyl-p-toluidin als Beschleuniger und 0,05 g Hydrochinon als Polymerisationsinhibitor wurden zu 100 g eines Harzes gegeben, das 55 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 45 Gew.-% Diethylenglycoldimethacrylat als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurde der Heiztest bei 60°C durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 9
1 g N,N-Dihydroxypropyl-p-toluidin als Beschleuniger und 0,05 g p-Benzochinon als Polymerisationsinhibitor wurden zu 100 g eines Harzes gegeben, das 55 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 45 Gew.-% Diethylenglycoldimethacrylat als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurde der Heiztest bei 60°C durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 10
1 g N,N-Dihydroxypropyl-p-toluidin als Beschleuniger und 0,05 g 2,6-Di-t-butyl-p-cresol als Polymerisationsinhibitor wurden zu 100 g eines Harzes gegeben, das 55 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 45 Gew.-% Diethylenglycoldimethacrylat als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurde der Heiztest bei 60°C durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 11
1 g N,N-Dihydroxypropyl-p-toluidin als Beschleuniger und 0,05 g 2,6-Di-t-butyl-p-cresol als Polymerisationsinhibitor wurden zu 100 g eines Harzes gegeben, das 40 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 60 Gew.-% des durch Formel (1) veranschaulichten Monomers A vom Dicyclopentadien-Typ (wobei R₁ Methyl ist, R₂ Ethyl ist und n 1 ist) als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurde der Heiztest bei 60°C durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 12
1 g N,N-Dihydroxypropyl-p-toluidin als Beschleuniger und 0,05 g Hydrochinon als Polymerisationsinhibitor wurden zu 100 g eines Harzes gegeben, das 40 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 60 Gew.-% des durch Formel (1) veranschaulichten Monomers A vom Dicyclopentadien-Typ (wobei R₁ Methyl ist, R₂ Ethyl ist und n 1 ist) als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurde der Heiztest bei 60°C durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 13
1 g N,N-Dihydroxypropyl-p-toluidin als Beschleuniger und 0,05 g p-Benzochinon als Polymerisationsinhibitor wurden zu 100 g eines Harzes gegeben, das 40 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 60 Gew.-% des durch Formel (1) veranschaulichten Monomers A vom Dicyclopentadien-Typ (wobei R₁ Methyl ist, R₂ Ethyl ist und n 1 ist) als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurde der Heiztest bei 60°C durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 14
1 g N,N-Dihydroxypropyl-p-toluidin als Beschleuniger und 0,05 g 2,6-Di-t-butyl-p-cresol als Polymerisationsinhibitor wurden zu 100 g eines Harzes gegeben, das 40 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 70 Gew.-% Trimethylolpropantrimethacrylat als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurde der Heiztest bei 60°C durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 15
1 g N,N-Dihydroxypropyl-p-toluidin als Beschleuniger und 0,05 g Hydrochinon als Polymerisationsinhibitor wurden zu 100 g eines Harzes gegeben, das 40 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 70 Gew.-% Trimethylolpropantrimethacrylat als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurde der Heiztest bei 60°C durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 16
1 g N,N-Dihydroxypropyl-p-toluidin als Beschleuniger und 0,05 g p-Benzochinon als Polymerisationsinhibitor wurden zu 100 g eines Harzes gegeben, das 40 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 70 Gew.-% Trimethylolpropantrimethacrylat als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurde der Heiztest bei 60°C durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 17
1 g N,N-Dihydroxypropyl-p-toluidin als Beschleuniger und 0,05 g 2,6-Di-t-butyl-p-cresol als Polymerisationsinhibitor wurden zu 100 g eines Harzes gegeben, das 40 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 60 Gew.-% Triallyltrimellithsäure als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurde der Heiztest bei 60°C durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 18
1 g N,N-Dihydroxypropyl-p-toluidin als Beschleuniger und 0,05 g Hydrochinon als Polymerisationsinhibitor wurden zu 100 g eines Harzes gegeben, das 40 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 60 Gew.-% Triallyltrimellithsäure als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurde der Heiztest bei 60°C durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 19
1 g N,N-Dihydroxypropyl-p-toluidin als Beschleuniger und 0,05 g p-Benzochinon als Polymerisationsinhibitor wurden zu 100 g eines Harzes gegeben, das 40 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 60 Gew.-% Triallyltrimellithsäure als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurde der Heiztest bei 60°C durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 1
5 g N,N-Dimethylanilin, das keine Hydroxylgruppe an einem Stickstoffsubstituenten enthält, als Beschleuniger, 0,25 g p-Benzochinon als Polymerisationsinhibitor und 5 g Dioctylsulfosuccinatnatrium als Tensid wurden zu 500 g eines Harzes gegeben, das 55 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 45 Gew.-% Diethylenglycoldimethacrylat als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurden der Test auf Härtungsmerkmale und der Heiztest bei 60°C durchgeführt, und die Zugbelastung wurde gemäß Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 2
5 g N,N-Dimethylanilin, das keine Hydroxylgruppe an einem Stickstoffsubstituenten enthält, als Beschleuniger, 0,25 g Hydrochinon als Polymerisationsinhibitor und 5 g Dioctylsulfosuccinatnatrium als Tensid wurden zu 500 g eines Harzes gegeben, das 55 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Eisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 45 Gew.-% Diethylenglycoldimethacrylat als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurden der Test auf Härtungsmerkmale und der Heiztest bei 60°C gemäß Beispiel 1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Die Zugbelastung wurde nicht gemessen, weil bei hoher Temperatur eine Schraube nicht eingeführt werden konnte und das Harz bei einer niedrigen Temperatur aufgrund einer zu kurzen Mindest-Aushärtezeit (CT) und einer zu niedrigen exothermen Temperatur (Tmax) nicht härtete.
Vergleichsbeispiel 3
5 g N,N-Dimethylanilin, das keine Hydroxylgruppe an einem Stickstoffsubstituenten enthält, als Beschleuniger, 5 g Dioctylsulfosuccinatnatrium als Tensid und 0,5 g Cresole, 2,6-Di-t-butyl-p-cresol, als Polymerisationsinhibitor wurden zu 500 g eines Harzes gegeben, das 55 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 45 Gew.-% Diethylenglycoldimethacrylat als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurden der Test auf Härtungsmerkmale und der Heiztest bei 60°C gemäß Beispiel 1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Die Zugbelastung wurde nicht gemessen, weil bei hoher Temperatur eine Schraube nicht eingeführt werden konnte und das Harz bei einer niedrigen Temperatur aufgrund einer zu kurzen Mindest-Aushärtezeit (CT) und einer zu niedrigen exothermen Temperatur (Tmax) nicht härtete.
Vergleichsbeispiel 4
3 g N,N-Dimethyl-p-toluidin, das keine Hydroxylgruppe an einem Stickstoffsubstituenten enthält, als Beschleuniger, 0,5 g p-Benzochinon als Polymerisationsinhibitor und 5 g Dioctylsulfosuccinatnatrium als Tensid wurden zu 500 g eines Harzes gegeben, das 55 Gew.-% eines Epoxyacrylatharzes, das durch die Zugabe von Methacrylsäure zu einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ erhalten wurde, und 45 Gew.-% Diethylenglycoldimethacrylat als reaktives Monomer umfasste. Unter Verwendung des so erhaltenen Harzes wurden der Test auf Härtungsmerkmale und der Heiztest bei 60°C gemäß Beispiel 1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Die Zugbelastung wurde nicht gemessen, weil bei hoher Temperatur eine Schraube nicht eingeführt werden konnte und das Harz bei einer niedrigen Temperatur aufgrund einer zu kurzen Mindest-Aushärtezeit (CT) und einer zu niedrigen exothermen Temperatur (Tmax) nicht härtete.
Die Tabellen 1 und 2 zeigen, dass die Härtungsgeschwindigkeit mit Polymerisationsinhibitoren wie in den Vergleichsbeispielen 2 bis 4, wie einem tertiären Amin oder Polymerisationsinhibitoren vom Cresoltyp, die keine Hydroxylgruppe an einem Stickstoffsubstituenten enthalten, nicht geregelt werden kann. Wenn die Härtungsgeschwindigkeit nicht geregelt werden kann, wird die Härtungsdauer eines Bindemittels unter den Bedingungen einer hohen Temperatur – wie im Sommer – kurz. Als Folge kann eine Schraube nicht eingeführt werden, weil das Bindemittel während des Mischens oder Einfüllens härtet. Weil die in den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 erhaltenen Harze eine niedrige maximale exotherme Temperatur beim Härten aufweisen, weist das diese Harze enthaltende Bindemittel unter Bedingungen einer tiefen Temperatur, wie im Winter, schlechte Härtungseigenschaften auf und weist keine Zugfestigkeit auf. Andererseits ist die Härtungsgeschwindigkeit der in den Beispielen erhaltenen Bindemitteln regelbar, sodass die oben erwähnten Probleme nicht auftreten. Weiterhin dauert es 28 Tage oder länger, bis die in den Beispielen verwendeten Harze gelieren, wie aus dem Heiztest bei 60°C hervorgeht. Dies bedeutet, dass die Harze eine hervorragende Beständigkeit und eine lange Gebrauchsfähigkeitsdauer aufweisen.
Industrielle Anwendbarkeit
Das Bindemittel der vorliegenden Erfindung ist bei der Befestigung von Befestigungsteilen wie einer Ankerschraube in einem Loch, das in einen Träger wie Beton und Gestein oder Stein gebohrt wird, vorteilhaft.
Das Bindemittel der vorliegenden Erfindung ist weniger schädlich, weil es kein Styrolmonomer enthält. Weiterhin weist es im Vergleich zu herkömmlichen Bindemitteln eine höhere Befestigungsfestigkeit und eine hervorragende Stabilität unter harten Bedingungen auf.

Claims

Bindemittel für den Bau, umfassend einen Hauptbestandteil, ein Härtungsmittel und einen Beschleuniger für den Hauptbestandteil, wobei es sich beim Hauptbestandteil um ein Epoxyacrylatharz handelt, das mit einem reaktiven Monomer verdünnt ist, das einen multifunktionellen Ester aus einer Carbonsäure und einem Alkohol umfasst, von denen wenigstens einer eine reaktive Doppelbindung enthält, das Härtungsmittel ein organisches Peroxid ist und der Beschleuniger des Hauptbestandteils tertiäre, aromatische Amine ist, die eine Hydroxylgruppe in einem Stickstoffsubstituenten enthalten.
Bindemittel für den Bau nach Anspruch 1, wobei das Epoxyacrylatharz ein Epoxyacrylatharz vom Methacryltyp ist.
Bindemittel für den Bau nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Beschleuniger N,N-Dihydroxypropyl-p-toluidin ist.
Bindemittel für den Bau nach Anspruch 1 oder 2, wobei das reaktive Monomer ein Ester ist, der Methacrylsäure und/oder Acrylsäure und einen zweiwertigen und/oder dreiwertigen Alkohol umfasst.
Bindemittel für den Bau nach Anspruch 1 oder 2, wobei das reaktive Monomer ein Ester ist, der Allylalkohol und/oder Methacrylalkohol und eine zweiwertige und/oder dreiwertige Carbonsäure umfasst.
Bindemittel für den Bau nach Anspruch 1 oder 2, wobei das reaktive Monomer in einer Menge von 30 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Epoxyacrylatharz, enthalten ist.