ES2247705T3

ES2247705T3 - Agente de revestimiento de dos componentes a base de resina epoxidica para suelos de cemento.

Info

Publication number: ES2247705T3
Application number: ES98934971T
Authority: ES
Inventors: Werner Temme; Thorsten Pretz; Christian Krausche
Original assignee: Degussa Construction Chemicals Europe AG; Degussa Construction Chemicals GmbH
Current assignee: BASF Construction Chemicals Europe AG; Master Builders Solutions Deutschland GmbH
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1998-06-18
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2018-06-18
Also published as: DE59813103D1; WO1998058981A1; DE19726263C2; US6316529B1; DE19726263A1; ATE306509T1; EP0991688B1; JP2002504951A; EP0991688A1

Abstract

La invención se refiere a un agente de recubrimiento de dos componentes con base de resina epoxi que comprende un componente de resina A y un componente endurecedor B, caracterizado porque el componente de resina A consiste entre 15 y 18% en peso respecto del componente A de una resina epoxi y al menos de un componente adicional elegido entre un diluyente reactivo, un relleno, y otros ingredientes tales como pigmentos, aditivos y extendedores, y que el componente endurecedor B consiste en aproximadamente 20 y 50% en peso, en relación al componente B de M-xililendiamina y al menos otro componente, elegido entre una resina de adición, un extendedor y un acelerador, y en el que los componentes A y B están presentes en una relación molar de 1:0,8 a 1,2. El agente de recubrimiento, que además de los dos componentes, puede también contener hasta 15 veces su peso en agregados que tiene un tamaño de partícula de hasta 3,0 mm, y que se emplea principalmente para recubrimiento de superficies de bases sometidas a fuertes tensiones químicas o mecánicas y para relleno de grietas. El recubrimiento puede ser de hasta 50 mm de grueso.

Description

Agente de revestimiento de dos componentes a base de resina epoxídica para suelos de cemento.

Campo técnico

Objeto de la presente invención es un agente de revestimiento de dos componentes, basado en resina epoxídica, especialmente adecuado para suelos de cemento.

Estado de la técnica

En el pasado, se ha acreditado la adecuación de los materiales de revestimiento autoaplicables, dotados de carga y/o pigmentos, basados en resina epoxídica, para el tratamiento de suelos de cemento tales como, por ejemplo, suelos de zonas industriales, superficies de almacenamiento y tráfico, sometidos a un intenso tránsito de personas o vehículos, y de paredes expuestas a influencias climáticas y/o químicas. Con estos revestimientos es posible aumentar claramente sobre todo la estabilidad mecánica y química.

De manera particular, cabe citar, en primer lugar, el incremento de la resistencia química contra medios gaseosos o líquidos agresivos, pero también la mejora de las propiedades de puenteo de fisuras que, principalmente, deben evitar las fugas causadas por grietas del suelo.

Los sistemas de revestimiento basados en resinas epoxídicas están sometidos a requisitos especiales en campos particulares de aplicación, en los que se deben tener en consideración normas técnicas de regulación tales como, por ejemplo, los principios de construcción e inspección (BPG) del Instituto Alemán de Ingeniería Civil. De esta forma, las normas vigentes para sistemas de revestimiento que se vayan a aplicar en instalaciones en las que se almacenen líquidos que supongan un riesgo para el agua, exigen, entre otros requisitos, una capacidad de puenteo de fisuras estáticas de al menos 0,2 mm, junto con una resistencia química lo más alta posible. La resistencia total de los revestimientos se analiza con líquidos de ensayo especiales durante un período de tiempo de 42 días, y bajo una presión de 1 bar. Los líquidos de ensayo regulados representan determinados grupos de posibles productos químicos de almacenamiento tales como, por ejemplo, lejías o ácidos inorgánicos, ácidos orgánicos, ésteres, cetonas, alcoholes o hidrocarburos aromáticos.

Para satisfacer las exigencias impuestas, se han desarrollado diversos sistemas de revestimiento basados en resinas epoxídicas, formados por múltiples capas individuales:

El sistema de revestimiento más sencillo consiste en una capa de fondo y una capa de recubrimiento elastificada; este sistema exhibe, sin embargo, una muy limitada resistencia.

En consecuencia, se han desarrollado sistemas que poseen una capa intermedia entre la capa de fondo y la capa de recubrimiento rígida y altamente reticulada, que debe garantizar la resistencia. Para el puenteo de fisuras, esta capa intermedia puede ser elástica o estar compuesta por una capa laminada con suplementos de tejido o material no tejido.

Hasta la fecha, sólo resulta posible combinar mediante sistemas multicapa la capacidad de puenteo de fisuras con las resistencias frente a determinados grupos de ensayo de productos químicos, exigidas por las regulaciones técnicas, si bien la calidad sigue siendo insatisfactoria. Adicionalmente, el elevado precio y los considerables costes de colocación afectan negativamente a estos sistemas.

En la actualidad, se utilizan con frecuencia sistemas de revestimiento basados en resinas epoxídicas, que contienen habitualmente como componentes resinas epoxídicas con un peso molecular < 700 g/mol, tales como bisfenol A y/o F, diluyentes reactivos y formulaciones de endurecimiento basadas en poliamina. En este caso, los endurecedores se pueden agregar previamente hasta en un grado determinado, y contienen aminas tales como 3-aminometil-3,5,5-trimetil-ciclohexilamina (IPDA), diamino-difenilmetano (DDM), bis-para-amino-ciclohexil-metano (PACM), 1,3-bis-(aminometil)-ciclohexano (BAC) o trietilen-tetraamina (TETA).

Con agentes de revestimiento que contienen estas aminas de manera aislada o mezcladas entre sí, resulta posible el puenteo de fisuras < 0,2 mm con el revestimiento simultáneo de un elevado número de grupos de ensayo (incluidos los disolventes), o fisuras \geq 0,2 mm, en cuyo caso, y en general, sólo se reviste un número reducido de grupos de ensayo (sin disolventes) (Tipo B). En este último caso, se agregan a los agentes de revestimiento extensores habituales (cargas líquidas) y/o resinas o endurecedores con estructuras de cadena larga, para proporcionarles elasticidad.

En general, los sistemas de revestimiento que satisfacen los requisitos de los grupos de ensayo 3, 8, 10 hasta 12, y 14 del DIBT (Instituto Alemán de Ingeniería Civil), exhiben una reducida resistencia; los sistemas que satisfacen los grupos de ensayo 1, 2 y 9 muestran resistencias medias, y los que cumplen los requisitos de los grupos de ensayo 4 hasta 7, y 13, exhiben altas resistencias.

Para mejorar el perfil de cumplimentación de requisitos de los sistemas de revestimiento, se han agregado a las mezclas de resinas epoxídicas, además de los componentes citados, aceleradores o aminas altamente reactivas, en particular la m-xililendiamina (MXDA). El documento US 4.751.278 describe, por ejemplo, aductos de monoepóxidos y aminas seleccionadas, en especial m-xililendiamina, que se utilizan como endurecedores de la resina epoxídica a temperaturas muy bajas, de entre -4 y 10ºC. Los mencionados aductos se preparan mediante el calentamiento durante 2 a 4 horas de los dos componentes, monoepóxido y diamina, a 60 hasta 80ºC, alcanzándose, de este modo, una aducción completa; los componentes que no han reaccionado, o libres, sobre todo el exceso de MXDA, no se encuentran presentes en los aductos. También se conoce el uso de MXDA como componente endurecedor, en mezcla con aminas terciarias; en estos casos, relativamente escasos y limitados a aplicaciones especiales, se han obtenido siempre materiales de revestimiento rígidos, con un elevado módulo de elasticidad (E), así como, adicionalmente, fuertes manifestaciones de fragilidad en el agente de revestimiento endurecido, con lo que no resultaba posible un puenteo elástico de fisuras con estas mezclas de endurecedores que contienen MXDA.

Sobre la base de las mencionadas deficiencias del estado de la técnica ha surgido, por lo tanto, la misión de desarrollar un agente de revestimiento de dos componentes, basado en resinas epoxídicas, capaz de garantizar un puenteo elástico de fisuras, sin manifestaciones de fragilidad, y de exhibir, simultáneamente, una muy elevada resistencia a los productos químicos, en el cual sea posible renunciar al uso de capas intermedias laminares para simplificar la mecanizabilidad.

Descripción de la invención

Esta tarea se resuelve con un agente de revestimiento de dos componentes, basado en resina epoxídica, con un componente de resina A y un componente endurecedor B, que se distingue porque el componente de resina A está compuesto por 15 hasta 80% en peso, referido al componente A, de una resina epoxídica y al menos un componente adicional, seleccionado de un diluyente reactivo, una carga sólida, otros aditivos tales como pigmentos, aditivos y cargas líquidas, y porque el componente endurecedor B está compuesto por 20 hasta 50% en peso, referido al componente B, de m-xililendiamina y al menos un componente adicional, seleccionado de una resina de aducción, que es un producto de la reacción previa de una resina epoxídica y un endurecedor, una carga líquida, así como un acelerador, y porque los componentes A y B están presentes en una relación molar de 1:0,8 hasta 1,2.

De forma completamente sorprendente, se encontró que con el mantenimiento de las relaciones cuantitativas anteriormente citadas, y con el uso exclusivo de m-xililendiamina como componente endurecedor, o con un gran exceso de MXDA, referido al contenido total en aminas en el endurecedor, es posible combinar de manera óptima las propiedades de puenteo de fisuras con una resistencia extraordinariamente alta a los productos químicos. Adicionalmente, se ha demostrado también, de manera inesperada, que con los revestimientos según la invención se pueden producir grosores de capa de varios centímetros, de forma duradera, lo cual es posible sin la costosa introducción de capas flotantes o laminadas.

Mejor vía para la realización de la invención

Para lograr los efectos que se pretenden con la presente invención, se ha demostrado conveniente la utilización para el componente de resina A, preferentemente resina epoxídica del tipo bisfenol A y/o F. La cantidad de resina epoxídica puede ascender a 15 hasta 80% en peso, preferentemente a 20 hasta 60% en peso.

Como se ha mencionado anteriormente, además de los componentes principales, esenciales para la invención, es decir, resina epoxídica y m-xililendiamina, pueden encontrarse presentes en los componentes A y B del agente de revestimiento según la invención otros componentes adicionales, en cantidades variables.

De este modo, y para determinados casos de aplicación, se ha demostrado conveniente agregar a los agentes de revestimiento un diluyente reactivo, proceso mediante el cual es posible ajustar, especialmente en el componente A, la viscosidad y regular la resistencia global a los productos químicos del agente de revestimiento. El uso de diluyentes reactivos para la preparación del componente B influye positivamente sobre la viscosidad de los componentes endurecedores totales. Diluyentes reactivos típicos según la invención son éteres mono-, di- o polifuncionales que contienen grupos epóxido, preferentemente del tipo de hexanodiol-, neopentildiglicol- y trimetilolpropano-triglicidiléter. No obstante, se pueden considerar otros compuestos, por ejemplo, cresil-glicidiléter, n-dodecil- o n-tetradecil-glicidiléter, polipropilenglicol-diglicidiléter, 1,4-butanodiol-diglicidiléter, o ciclohexano-dimetano-diglicidiléter. Cuando el componente A contiene un diluyente reactivo, la cantidad de éste asciende, preferentemente hasta 30% en peso, por ejemplo, 3 hasta 20% en peso.

Como también se ha mencionado anteriormente, con el presente agente de revestimiento se pueden obtener grandes espesores de capa. Para poder llevar a cabo esta acción de la forma más económicamente rentable, la presente invención prevé enriquecer el componente A con cargas procedentes, preferentemente, de la serie de sulfato de bario, harina de cuarzo, arena de sílice y carburo de silicio, u otras sustancias no reactivas adecuadas. Evidentemente, éstas se pueden utilizar en todas las mezclas posibles entre sí para incrementar el volumen. Cuando se utilizan cargas, éstas se aplican en el componente A preferentemente en una cantidad de hasta 70% en peso y, de forma especialmente preferida, de 50 hasta 70% en peso.

Adicionalmente, la invención prevé que el componente de resina A puede contener otros aditivos tales como pigmentos, aditivos y extensores que amplían, adicionalmente, las posibilidades de aplicación del agente de revestimiento. Al contrario que en el caso de las cargas que, por definición, se utilizan como elementos sólidos, los llamados extensores son cargas líquidas, por ejemplo, en forma de un alcohol tal como alcohol bencílico, o coadyuvantes que contribuyen a la formación de la película. Sin embargo, se consideran también como coadyuvantes fibras o tejidos de carbono, que se deben agregar a los agentes de revestimiento en forma de los llamados divertores, cuando se almacenan, por ejemplo, líquidos inflamables de las clases de riesgo A1, A2 y B. La cantidad total de aditivos de este tipo asciende, preferentemente, hasta 20% en peso, por ejemplo, 12 hasta 18% en peso, siempre que se utilicen estos aditivos.

Para las propiedades especiales y cualitativamente destacadas del agente de revestimiento según la invención, resulta decisiva la presencia inevitable de m- xililendiamina como acelerador del endurecimiento, que se encuentra en el componente B hasta en un 50% en peso, preferentemente 20 hasta 40% en peso.

Al igual que el componente A, también el componente B según la presente invención puede contener componentes secundarios adicionales. En este caso, cabe citar, preferentemente, las resinas de aducción, para lo que los compuestos que contienen epóxidos son especialmente apropiados, que, del mismo modo que los diluyentes reactivos, dan lugar a una reacción previa. Se han demostrado convenientes, en particular, bisfenol A y/o F, pero incluso del diluyentes reactivos conocidos se pueden utilizar con este fin. En relación con esta reacción previa, los compuestos amínicos en el componente B pueden exhibir, según la invención, un grado de aducción de 35% como máximo. El grado de aducción es una medida de la reacción previa entre la resina epoxídica y el acelerador del endurecimiento. Se prefiere el uso de resinas de aducción en una cantidad de hasta 40% en peso, por ejemplo, 10 hasta 40% en peso.

No obstante, el componente B puede contener también cargas líquidas en forma de extensores, para lo que resulta especialmente adecuado el alcohol bencílico, al igual que en el componente A; también se toman en consideración para los componentes A y B los productos de condensación de xileno-formaldehído y las resinas de cumarona-indeno, en general, así como diisopropil-naftalina. Cuando se utilizan estos extensores, se encuentran, preferentemente, en una cantidad de 20 hasta 50% en peso y, de forma especialmente preferida, de 30 hasta 45% en peso.

Para la formación lo más rápida posible de las propiedades deseadas, se puede agregar al componente B, adicionalmente, un acelerador, preferentemente en forma de amina terciaria; el 2,4,6-trimetil-aminometil-fenol ha demostrado ser especialmente adecuado para este fin. Con ayuda de las aminas terciarias es posible ajustar las propiedades mecánicas y la reactividad de la masa total dentro de unos márgenes extensos, sin que resulten limitadas, por ello, las excelentes propiedades del agente de revestimiento en lo que respecta al puenteo de fisuras y resistencia. Evidentemente, la cantidad que se debe adicionar depende de la correspondiente amina terciaria agregada; en general, y de acuerdo con la invención, no se debe superar la cantidad de 10% en peso. Se obtienen resultados idóneos, por ejemplo, con cantidades de aceleradores de 2 hasta 6% en peso.

Además de las aminas terciarias y de la MXDA anteriormente mencionada, el componente B puede contener también hasta 50% en peso, preferentemente hasta 30% en peso y, de forma especialmente preferida, hasta 15% en peso, referido al contenido total en aminas, de otras aminas. La invención considera, preferentemente, la 3-aminometil-3,5,5-trimetil-ciclohexilamina, 1,3-bis-(aminometil)-ciclohexano, 2,5- o 2,6-bis-(aminometil)-biciclo(2.2.1)-heptano, y 1,2-diamino-ciclohexano, así como bis-para-amino-ciclohexil-metano, trietilen-tetraamina, y diamino-difenilmetano, o mezclas de los mismos.

En el uso diario de los agentes de revestimiento según la invención, se ha demostrado especialmente favorable el uso de los componentes A y B en una relación molar de 1:1, en donde los componentes tienen diferentes composiciones en función de su aplicación.

En este caso, a la mezcla de agentes de revestimientos propiamente dichas, formada por los componentes A y B, se pueden agregar, igualmente, suplementos minerales, con un tamaño de grano de hasta 3,0 mm, en una cantidad que puede representar hasta 15 veces la suma total de los componentes A + B.

Se toman en consideración, en especial, la arena de sílice secada previamente, así como también todos los suplementos granulados y no reactivos capaces de formar arena y gravilla para ampliar la superficie interna del agente de revestimiento, y mejorar el "engranaje" del agente de revestimiento con el suelo de base.

Debido a las excelentes propiedades del producto, la presente invención prevé un uso del agente de revestimiento reivindicado, en especial para mejorar la superficie del asfalto colado, así como de suelos con base de cemento sometidos a un intenso desgaste mecánico y/o químico. De acuerdo con la invención, el correspondiente grosor de capa puede ascender hasta a 50 mm, si bien se prefieren grosores entre 2 y 4 mm.

Los presentes agentes de revestimiento basados en resinas epoxídicas son también apropiados para la producción de un sistema según el \NAK 19 de la ley alemana del régimen hidráulico, sobre todo como componente de sistemas correspondientes a los requisitos de los campos de LAU (siglas alemanas de Almacenamiento - Envasado - Cambio) y HBV (siglas alemanas de Fabricación - Tratamiento - Uso).

Con los agentes de revestimiento según la invención es posible puentear sin problemas, de forma duradera y elástica fisuras con anchos de hasta 2 mm, dado que la capacidad estática de puenteo de fisuras deseada se puede ajustar, de modo variable, por la selección de los grosores de capa adecuados, o mediante la adición de suplementos de grano grueso. También es posible el puenteo de fisuras más anchas gracias a la gran variabilidad del agente de revestimiento según la invención.

Los siguientes ejemplos ilustran, de manera comparativa, las ventajas del agente de revestimiento según la
invención:

Ejemplos

Para los siguientes ejemplos, se seleccionaron agentes de revestimiento cuyo componente A tuvo la siguiente composición estándar:

Componente A	% en peso

Resina epoxídica líquida	30,0
(bisfenol A)
Diluyente reactivo	3,0
(neopentilglicol-diglicidiléter)
Carga sólida	55,0
(sulfato de bario, harina de cuarzo)
Pigmento	5,0
(óxido de hierro, dióxido de titanio)
Aditivo	1,0
(aireador y antiespumante a base de poliacrilato)
Carga líquida	6,0
(alcohol bencílico)

El componente B contuvo los elementos descritos en la tabla siguiente. Los componentes A y B se mezclaron homogéneamente, en una relación molar de 1:1 a temperatura de 20ºC con ayuda de dispositivos mezcladores habituales, tales como un disolvedor y agitador de laboratorio, y el agente de revestimiento se analizó, de acuerdo con las normas de construcción e inspección del Instituto Alemán de Ingeniería Civil ("normas de regulación"), entre otros parámetros, en el puenteo estático de fisuras y la resistencia a productos químicos.

Los Ejemplos 1 hasta 6 son ejemplos comparativos; los Ejemplos 7 hasta 9, con MXDA como único componente de amina (acelerador del endurecimiento), son ejemplos según la invención.

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(Tabla pasa a página siguiente)

1

Claims

1. Agente de revestimiento de dos componentes, basado en resina epoxídica, con un componente de resina A y un componente endurecedor B, caracterizado porque el componente de resina A está compuesto por 15 hasta 80% en peso, referido al componente A, de una resina epoxídica, y al menos un componente adicional, seleccionado de un diluyente reactivo, una carga sólida, otros aditivos tales como pigmentos, aditivos y cargas líquidas, y el componente endurecedor B está compuesto por 20 hasta 50% en peso, referido al componente B, de m-xililendiamina, y al menos un componente adicional, seleccionado de una resina de aducción, que es un producto de la reacción previa de una resina epoxídica y un endurecedor, una carga líquida, así como un acelerador, y porque los componentes A y B se encuentran presentes en una relación molar de 1:0,8 hasta 1,2.

2. Agente de revestimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque contiene en el componente A una resina epoxídica del tipo bisfenol A y/o F.

3. Agente de revestimiento según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el diluyente reactivo del componente A es un éter mono-, di- o polifuncional que contiene grupos epóxido, preferentemente del tipo de hexanodiol-, neopentildiglicol- y trimetilolpropano-triglicidiléter, y se encuentra presente en una cantidad de hasta 30% en peso.

4. Agente de revestimiento según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque contiene en el componente A, como carga, un elemento de la serie sulfato de bario, harina de cuarzo, arena de silicio, carburo de silicio o mezclas de los mismos, que se encuentra presente en una cantidad de hasta 70% en peso.

5. Agente de revestimiento según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el componente B contiene 25 hasta 40% en peso de m-xililendiamina.

6. Agente de revestimiento según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque para la preparación del componente B se utiliza, en una cantidad de hasta 40% en peso, una resina de aducción en forma de un compuesto epoxídico, en especial bisfenol A y/o F, o un diluyente reactivo.

7. Agente de revestimiento según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el extensor de los componentes A y/o B es uno de la serie compuesta por alcohol bencílico, productos de condensación de xileno-formaldehído, resinas de cumarona-indeno, y diisopropil-naftalina.

8. Agente de revestimiento según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el componente B contiene, como acelerador, aminas terciarias en una cantidad de hasta 10% en peso, en especial 2,4,6-trimetil-aminometil-fenol.

9. Agente de revestimiento según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el componente B contiene, como componentes amínicos adicionales, hasta 50% en peso, referido al contenido total en aminas, de una amina de la serie formada por bis-para-amino-ciclohexilamina, 3-aminometil-3,5,5-trimetil-ciclohexilamina, trietilen-tetraamina, diamino-difenil-metano, 1,3-bis-(aminometil)-ciclohexano, 2,5- o 2,6-bis-(aminometil)-biciclo(2.2.1)-heptano, y 1,2-diamino-ciclohexano, o mezclas de las mismas.

10. Agente de revestimiento según las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque contiene los componentes A y B en una relación molar de 1:1.

11. Agente de revestimiento según las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque contiene hasta 15 veces más que la suma ponderal de los componentes A y B de suplementos minerales, con un tamaño de grano de hasta 3,0 mm, en especial arena de silicio previamente desecada.

12. Uso del agente de revestimiento según las reivindicaciones 1 a 11, para el recubrimiento de superficies de asfaltos colados, así como de suelos de cemento sometidos a sobrecargas mecánicas y/o químicas intensas.

13. Uso del agente de revestimiento según la reivindicación 12, en grosores de capa de hasta 50 mm, en especial 2 hasta 4 mm, para el recubrimiento de suelos de cemento.

14. Uso de un agente de revestimiento según las reivindicaciones 1 a 11, para el puenteo elástico de fisuras.