JP2013527261A - シラン添加剤を有するエポキシベースの固定用モルタル - Google Patents

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Abstract

本発明は、エポキシベースの1種以上の硬化型反応性樹脂をベースとする合成樹脂との重合に関与することができる反応性基を有するか又は有さず、かつ、いずれの場合にもSi結合した加水分解可能な基を有するシランを含むことを特徴とする、孔又は隙間にアンカー手段をモルタルで接合するためのエポキシベースの1種以上の硬化型反応性樹脂をベースとする固定用モルタル系、並びにそれと関連した本発明の対象、例えば方法、キット及び使用に関する。

Description

本発明は、孔又は隙間にアンカー手段をモルタルで接合するためのエポキシベースの(開始後及び硬化剤との反応下で)硬化する反応性樹脂をベースとする固定用モルタル系、及び孔又は隙間でアンカー手段をモルタルで接合するための該固定用モルタル系の使用に関する。
非常に様々のポリマー形成成分をベースとする一連の(例えば注入式)固定用モルタル系が公知であり、これらは、1成分系として形成されたり、2成分系又は多成分系として形成されたりして、孔、例えばドリル孔、又は隙間で、そのつど固い基盤、例えば石積み又はコンクリートにアンカー手段、例えばボルト等をモルタルで接合するのに用いられる。次いで、アンカー手段に更なる建築構成材が取り付けられることができる。その際、アンカー手段のモルタル接合は、一方では、合成モルタルとアンカー部材及び/又は濡れ面との素材結合の意味での接着効果に基づき、他方では、形状結合、例えば、アンカー部材及び/又は孔若しくは隙間の突出部分又は窪んだ部分を、合成モルタルを使って取り囲むことによるアンダーカットの形成に基づく。
特に良く適した系の例は、エポキシド、例えば、殊にグリシジル化合物と、適した硬化剤をベースとする系である。
FIS EM 390 S(R)(fischerwerke GmbH & Co.KG,Waldachtal,Germany)は、成分Aにおける係るエポキシ樹脂と成分Bにおける係る硬化剤としてのアミン、そのうえ、それぞれ各成分中での更なる構成要素をベースとする、アンカー部材をモルタルで接合するための2成分型注入式モルタル系の市場で確立された非常に成功を収めた例である。
この種の注入式モルタル系は、湿った、かつ汚れのある孔内でも非常に良好な固定特性を示すが、それでも、殊に新しい規則は、例えばEuropean Organisation for Technical Approvals(欧州技術認証機構)(EOTA)(2001)のガイドライン:ETAG.No.001,November 2006 edition,Guideline for European Technical Approval of Metal Anchors for Use in Concrete,Part 5:Bonded Anchors,February 2008、5.1.2.1(b)に記載された条件と同じように、比較的多い湿り気及び残留汚れがある条件下でも要求を高めている:そこでは、なかでも電気ハンマードリルを用いた、ひび割れのないコンクリートC20/25での局限された支えによる試験が記載される。湿った基盤におけるドリル孔清掃技法の影響は、この場合、(後記した本発明について)以下の通りに試験され、その際、アンカー部の領域のコンクリートは、穴が開けられ、清掃され、かつアンカー部材が設置される時に、水で飽和されていなければならない。
1.0.5×d0(d0=試験されるべきドリル孔径)の直径を有する穴を、試験されるべきアンカー深さでコンクリート基盤に開ける
2.孔を水で充填し、かつ水がドリル孔軸から1.5d〜2dの距離間隔でコンクリート中に入り込むまで8日間のあいだ充填し続ける。
3.水をドリル孔から取り除く。
4.最終的な穴を、試験されるべき直径d0で開ける。
次いで、ドリル孔を、製造元より供給されたハンドポンプとブラシで洗浄し、その際、以下のやり方を選択する:ハンドブロワーで1回吹き付ける/ハンドブラシで1回ブラシをかける/ハンドブロワーで1回吹き付ける。引き続き、(例えばスタティックミキサーを有する2液型カートリッジを用いた、後記した本発明の例における試験で)固定用モルタル及びアンカー部材M12を導入する。
温度に依存する規定の最小硬化時間後、次いで、European Technical Approval of Metal Anchors for Use in Concrete,Part 5のガイドライン:Bonded Anchors,February 2008 editionの5.0 図2に記されているような接着破壊試験を、例えば、後記した例の説明の枠内で又は一般的に下記に記載した発明において、モルタルで接合されたアンカー部材の接着破壊強度を調べるために実施する。
エポキシベースの公知の反応系は、この際、すでに非常に良好な接着破壊荷重を示すが、それでも、新しい試験システムと方法は更なる要件を課すことから、これらの−実際の環境においてすでに相当見慣れていない−条件下でも、一層良好な特性、例えば、殊にさらに高められた接着破壊荷重を達成するという課題が存在する。
ところで意想外にも、例えばエポキシベースの反応性樹脂をベースとする合成樹脂との重合に関与することができる反応性基を有するか又は有さず、かつ、いずれの場合にもSi結合した加水分解可能な基を有する特定のシランの添加が、この種の公知のエポキシ樹脂に好ましくは影響を及ぼし、殊により高い接着破壊荷重を可能にすることが見出された。
それゆえ本発明は、第一の態様では、孔又は隙間にアンカー手段をモルタルで接合するためのエポキシベースの1種以上の硬化型(本開示内容では硬化可能と同じ意味で使用される)反応性樹脂をベースとする固定用モルタル系に関し、該固定用モルタル系は、それが、エポキシベースの1種以上の硬化型反応性樹脂をベースとする合成樹脂との重合に関与することができる反応性基を有するか又は有さず(すなわち、係る反応性基を有さない)、かつ、いずれの場合にもSi結合した加水分解可能な基を有するシランを含むことを特徴とする;殊に、該固定用モルタル系は、それが1種以上の成分(その際、本発明の全実施形態におけるこれらの各変形例はそれ自体で有利であり得る;例えば成分A(考えられ得る有利な1つの変形例)中、成分B中又は成分A及びB中、例として下記で言及している)中で(すでに硬化反応の開始前に)、エポキシベースの1種以上の硬化可能な反応性樹脂、並びに、例えば(ポリ)アミン及び/又は(ポリ)チオールをベースとする相応する硬化剤に加えて、それぞれアミノ基、第二級アミノ基、メルカプト基、イソシアナト基、アルケニル基、(メタ)アクリロイル基、無水物基及び/又は(殊に)エポキシ基を含まないか又は少なくとも1個の前出の基を含み、かつ常に少なくとも1個のSi結合した加水分解可能な基を含む1種以上のシランを含み、それに加えて更なる慣用の添加剤を含むことを特徴とする。
更なる態様(=実施形態)では、本発明は、アンカー手段をモルタルで接合するための固定用モルタル系の使用に関し、その際、固定用モルタル系は、エポキシベースの硬化型反応性合成樹脂をベースとし、かつ1種以上の成分中で(すでに硬化反応の開始前に)、エポキシベースの1種以上の硬化型反応性樹脂、並びに、例えば(ポリ)アミン及び/又は(ポリ)チオールをベースとする1種以上の相応する硬化剤に加えて、アミノ基、第二級アミノ基、メルカプト基、エポキシ基、イソシアナト基、アルケニル基、(メタ)アクリロイル基、無水物基及び/又は(殊に)エポキシ基を含まないか又は少なくとも1個の前出の基を含み、かつ同時に少なくとも1個のSi結合した加水分解可能な基を含む1種以上のシランを含み、それに加えて更なる慣用の添加剤を、基材、例えば石積み、コンクリート等、殊にひび割れの入った基材、例えば本発明の特別な実施形態では、ひび割れの入ったコンクリート中の孔又は隙間をモルタルで接合するために含む。
固定用モルタル系がアンカー手段をモルタルで接合するために用いられる、アンカー部材を孔又は隙間にモルタルで接合するための相応するプロセス及び方法であって、その際、固定用モルタル系は、エポキシベースの硬化型反応性合成樹脂をベースとし、かつ1種又は好ましくは複数種の成分中で(すでに硬化反応の開始前に)、エポキシベースの1種以上の硬化型反応性樹脂、並びに、例えば(ポリ)アミン及び/又は(ポリ)チオールをベースとする1種以上の相応する硬化剤に加えて、アミノ基、第二級アミノ基、メルカプト基、イソシアナト基、アルケニル基、(メタ)アクリロイル基、無水物基及び/又は(殊に)エポキシ基を含まないか又は少なくとも1個の前出の基を含み、かつ同時に少なくとも1個のSi結合した加水分解可能な基を含む1種以上のシランを含み、その際、固定用モルタル系及びアンカー手段を順々に、殊にまず固定用モルタルを、次いでアンカー手段を、又は(少なくともほぼ)同時に、基材(殊にひび割れの入った基材、例えば本発明の特別な実施形態では、ひび割れの入ったコンクリート)中の孔又は隙間に導入する上記のプロセス及び方法も、本発明の実施形態を形作る。
シラン添加剤は、この説明での企図に確定的に束縛されるものではないが、形状結合及び/又は素材結合においてにしろ、孔又は隙間内で、湿った基材表面に対するより良好な接触を引き起こす。
驚くべきことは、殊に高い割合でも、系により良好に許容されるばかりでなく、それどころか特に効果的な注入式合成モルタル系をもたらし得ることである。改善された内的結合も、(アンカー系をモルタルで接合するのに際して、どちらかといえば厚膜の)結果生じる硬化された合成モルタルに備わっており、これは同様に接着破壊の高い値につながるものと考えられる。これは、本発明の特に意想外の側面である。
更なるプラスの効果は、多数のシランの非常に低い粘度から判明し得る。エポキシベースの注入式モルタル系においてこれらのシランが使用される場合、粘度を低下させる他の構成要素、例えば、脂肪族グリシジルエーテルをベースとする反応性希釈剤であって、効力に少なくとも悪影響を及ぼすものの含量を、その使用により大いに減らすことができるか、又はそれどころか完全に回避することができる。そのようにして、より性能の高い系が考案されることができる。第1表には、シランと反応性希釈剤の粘度(製造元データ、大部分はブルックフィールド粘度計を用いて測定)の幾つかの例をリストアップしている。
Figure 2013527261
第1表:シランとグリシジルエーテルとの粘度の比較
好ましくは、本発明の全実施形態において、シランの粘度は、10Pa・s以下、例えば1Pa・s以下である。極めて有利なのは、100mPa・sより小さい、殊に10mPa・sより小さい粘度を有する極めて低粘度及び低分子量のシランである。
粘度は、他に記載がない限り、DIN EN ISO 2555に従って、ブルックフィールドDV−III+型粘度計を用いてスピンドル3により、10回転/分(U/min)で23℃にて測定し、かつPa・s(下記ではPa・s又はPasとも記載)で示す。
意想外にも、標準的なスレッドロッドの使用下で、引張領域中、つまり、ひび割れの入ったコンクリート中での性能に関する本発明による固定用モルタル系の特に良好な特性も示される。他の機械特性、例えば破壊伸び率及びヤング率にも良い影響を及ぼすことができる。
硬化された組成物は、それに応じて有利には、高強度の、弾力性がほとんどない、>0.5GPa、有利には>1GPa又は>2GPaのヤング率、>1MPa、有利には>5MPa、殊に>8MPaの引張強度及び<10%、有利には<5%、殊に<2%又は<1%の破断伸び率(3つの全パラメーターは、DIN EN ISO 527に従って測定)及び>5MPa、有利には>10MPa、殊に>50MPa又は>80MPaの圧縮強度(DIN EN ISO 604に従って測定)及び>5MPa、殊に>10MPa又は>15MPaの曲げ引張強度(DIN EN ISO 178に従って測定)を有する固体である。
これらの強度及び要求度の高い機械特性を得られることができるように、好ましくは(殊にエポキシ基を有するシランが使用される場合)、エラストマーの構造単位の使用が、殊に硬化剤サイドで、実質的に又は好ましくは完全に省かれる。
破断伸び率は、より正確には、DIN EN ISO 527−1により、ダンベル形試験片1BA型(DIN EN ISO 527−2に従う)を用いて、室温にて24時間の貯蔵後に測定する。
最終的に、European Organisation for Technical Approvals(EOTA)(2001)のガイドライン:ETAG No.001,November 2006 edition,Guideline for Technical Approval of Metal Anchors for Use in Concrete,Part 5:Bonded Anchors,February 2008による方法に従っても、シランを添加していない相応する合成モルタルと比べて、ひび割れの入ったコンクリート中での高められた性能を見出すことができる。
すでに言及した通り、本発明に従った固定系は、それゆえ、ひび割れの入った基材、殊にひび割れの入ったコンクリート中でアンカー手段を固定するためのプロセス及び方法における使用に特に適しており、これらは、それぞれ本発明の有利な実施形態である。
下記の定義は、特定の用語又は記号を明確にするのと、本発明の特別な実施形態を説明するのに用いられ、その際、前述及び後述の本発明の実施形態において、個々の、種々の若しくは全ての用語又は記号は、より特定的な定義によって置き換えられることができ、これは本発明の特別な実施形態に結び付く。
パーセントで質量が表されている場合(質量%)、これらは、他に言及していなければ、固定用モルタル系の反応物質及び添加剤(つまり、混合後に硬化されるべき組成物中に存在するパッケージングされていない構成要素及び他の考えられ得る部分、例えばスタティックミキサー等)の全質量を基準とする。
アミノ基、第二級アミン基、メルカプト基、イソシアナト基、アルケニル基、(メタ)アクリロイル基、無水物基、及び/又は(殊に)エポキシ基を有さないか又は少なくとも1個の前出の基を有し、殊にアミノ基、チオール(メルカプト)基及び/又は(好ましくは)エポキシ基を含み、かつ少なくとも1個のSi結合した加水分解可能な基を含む1種以上のシランは、本発明の特別な実施形態では、式I
[R1−X−(CH2n−]p−Si(RBq(L)t (I)
[式中、
Xは、S(有利には)又はNR1 *(有利には)又はO又はNCO又は存在しないことを表す;その際、Xは、R1が無水物を表す場合、存在しない(無い);
1及びR1 *は、全て互いに無関係に、存在しないこと、水素、シクロアルキル、アルキル、アミノアルキル、(メタ)アクリロイル、アリール、アラルキル、アシル、ヘテロシクリル(殊に無水物)を表すか、又は式−[(CH2n*p*−Si(RB*3-t*(L*t*の基又は(殊に)エポキシアルキルを表し、その際、それぞれ他の基と無関係に、RB*は、RBについて下記で挙げた意味を有し、L*は、Lについて下記で挙げた意味を有し、かつn*、p*及びt*は、それぞれ下記で挙げた意味を有する;その際、R1は、XがSである場合、水素を表す;
その際、Xは、R1がエポキシアルキル又は(メタ)アクリロイルである場合、Oを表す;その際、R1は、XがNCO(=イソシアナト)である場合、存在しない;
Bは、互いに無関係に、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基又はアリール基を表し、好ましくはアルキル及び/又は(さらに)アルケニルを表し、
Lは、加水分解可能な基、殊にアルコキシを表し、
n及び、存在する場合、n*は、互いに無関係に、正の整数、殊に1〜10を表す;
pは0〜3を表し、かつ、存在する場合、p*は、独立して、1〜3を表す;
qは0〜2を表す;かつ
tは1〜4を表し、かつ、存在する場合、t*は、独立して、1〜3を表し、
ただし、p+q+t=4及び、存在する場合、p*+(3−t*)+t*=4が当てはまる]のシランである。
本発明の実施形態においては(また少なくとも)、α効果を示すシラン、つまり、例えば、上記式I中のn及び場合によりn*が1である(式I中、n=1及び場合によりn*=1)シラン、例えばN−シクロヘキシルアミノメチル−メチル−ジエトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチル−トリメトキシシラン、フェニルアミノメチル−トリメトキシシラン、フェニルアミノメチル−メチルジメトキシシラン、又は3−(メタ)アクリロイル−オキシメチルトリアルコキシ(例えばトリメトキシ)シランが使用されることができる。
加水分解可能な基を有する更なるシランが、例えば(すべてのシランの全質量を基準として)80質量%まで、70質量%まで、60質量%まで、50質量%まで、40質量%まで、30質量%まで、20質量%まで又は10質量%まで含まれていてよく−これは、例えばアルコキシシラン化合物又はシラン架橋剤、例えばビニルアルコキシシラン、例えばビニルトリメトキシシラン又はビニルトリエトキシシラン又は(さらに又は殊に)(ポリ)ケイ酸のエステル(例えばDynasilan(R)40(エチルポリシリケート)又はDynasilan(R)A,Evonik GmbH,Frankfurt am Main,Germany)(これらは架橋の度合いを制御することを可能にする)、又はそれらの2種以上の混合物を包含する。
ここに開示した本発明の対象の更なる特別な実施形態は、式III
Si(RB4-t(L)t (III)
のシラン又はそれらの使用
[式中、R8は、互いに無関係に、アルキル基、アルケニル基、アリールアルキル基又はアリール基を表し、好ましくはアルキル及び/又は(さらにアルケニル)を表し、
Lは、加水分解可能な基、殊にアルコキシを表し、
かつ
tは1〜4を表す]を含む。これらは、エポキシベースの1種以上の硬化型反応性合成樹脂をベースとする合成樹脂との重合に関与することができる反応性基を有さないシランである。
前述又は後述の段落で挙げた式I、II及び/又はIIIのシランの2種以上を有する混合物、又はそのつどそれらの使用も、本発明による実施形態の特別な変形例を形作る。
特に強調されるべき、(i)アミノ基及び/又はチオール基及び/又は(殊に)エポキシアルキル並びに(ii)少なくとも1個のSi結合した加水分解可能な基を含むシランは、好ましくは、上で示したような、式I
[式中、
Xは、NR1 *又はSを表すか、又は、殊にR1がエポキシアルキルを意味する場合、Oを表す;
1及びR1 *は、全て互いに無関係に、存在しないこと、水素、シクロアルキル、アルキル、アミノアルキル、アリール、アラルキル、アシル、式−[(CH2n]−Si(RB*3-t*(L*t**の基又は(好ましくは)エポキシアルキルを表し、その際、それぞれ他の基と無関係に、RB*は、RBについて下記で挙げた意味を有し、L*は、Lについて下記で挙げた意味を有し、かつn*、p*及びt*は、それぞれ下記で挙げた意味を有する;その際、R1は、XがSを表す場合、水素である;
Bは、互いに無関係に、アルキル基、アルケニル基、アリールアルキル基又はアリール基を表し、好ましくはアルキル及び/又は(さらに)アルケニルを表し、
Lは、加水分解可能な基、殊にアルコキシを表す;
n及び、存在する場合、n*は、互いに無関係に、正の整数、殊に1〜10を表す;
pは0〜4を表し、かつ、存在する場合、p*は、独立して1〜3を表す;
qは0〜2を表す;かつ
t及び、存在する場合、t*は、互いに無関係に1〜3を表す:
ただし、p+q+t=4及び、存在する場合、p*+(3−t*)+t*=4が当てはまる]のシランである。
エポキシ基、アミノ基及び/又はチオール基を含み、かつ少なくとも1個のSi結合した加水分解可能な基を含むシランは、殊に、R1 **−NH又はSH及び少なくとも1個のSi結合した加水分解可能な基から選択された1種以上の基を有するシラン、例えば式II
[Y−(CH2a−]−Si(RB3-t(L)t (II)
[式中、
Yは、エポキシアルコキシ(有利には)R1 **−NH又はSHを表し、その際、R1 **(上で式IIで述べた箇所でも)は、水素、アルキル又はアミノアルキルを表し、
Bは、互いに無関係に、アルキル基、アルケニル基、アリールアルキル基又はアリール基を表し、好ましくはアルキル及び/又は(さらに)アルケニルを表し、
Lは、加水分解可能な基、殊にアルコキシを表し、
aは、正の整数、殊に1〜10、なかでも1〜3を表し;かつ
tは、1〜3を表す]の相応する有利なシランである。
アリールは、この開示内容の中で、常に好ましくは置換されていない又は(例えばアルキル、アルコキシ(アルキルオキシ)、アルケニル、ヒドロキシ、又はさらにハロゲン、例えばフッ素、塩素又は臭素、又はシアノによって)モノ置換若しくは独立して多置換された、例えばモノ〜トリ置換された、環炭素原子6〜18を有する芳香族基、例えばフェニル、ナフチル又はトルイルである。
アラルキルは、この開示内容の中で、常に、先に定義したような、上で定義したようなアルキルに結合されているアリール、例えばベンジルであるが、しかし、この開示内容の中で列挙される場合は、好ましくは省かれることができる。
シクロアルキルは、殊に、一環、二環又は三環の、好ましくは一環の、炭素原子3〜20個、好ましくは炭素原子3〜10個を環中に有するシクロアルキル、殊にシクロペンチル又はシクロヘキシルである。
エポキシアルキルは、好ましくは、上で定義したような、エポキシ基によって環形成下で置換されているアルキルを表す。
エポキシアルキルは、殊にエポキシ−C1〜C7−アルコキシ、例えば、殊に式
Figure 2013527261
(破線は、分子の残部に対する結合の末端を標示する)の(2,3−エポキシ−プロパン−1−イル)である。
エポキシアルキルは、殊にエポキシ−C1〜C7−アルコキシ、例えば、殊に式
Figure 2013527261
(破線は、分子の残部に対する結合の末端を標示する)の基である。
アシルは、この開示内容の中で、常に、カルボン酸又はスルホン酸の基、例えばアリール基、アルキル基又はアラルキルカルボン酸基又はアラルキルスルホン酸基、例えばC1〜C7−アルカノイル、例えばアセチル又はプロピオニル、アロイル(アリール−C(=O)−)、例えばベンジル等を表す。
アルキルは、この開示内容の中で、常に、殊に分岐していない又は一分岐若しくは多分岐の、例えば炭素原子1〜20個、好ましくは1〜10個、例えば炭素原子1〜4個を有するアルキル基を表し、その際、1個以上の、例えば1〜3個の、好ましくは直接には隣接していない、殊に2個の炭素原子によって切り離された、かつ末端でない、炭素原子を含む鎖セグメント(例えば−CH2−又は−C(−)(H)−)は、それぞれヘテロ原子、例えば−N(−)−、−NH−、−O−又は−S−によって置き換えられていてよく、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、s−ブチル、イソチル又はt−ブチル等である。
アルケニルは、この開示内容の中で、常に、分岐していない又は一分岐若しくは多分岐の一価不飽和又は多価不飽和の、炭素原子2〜20個、好ましくは2〜10個、例えば2〜4個を有するアルキル基、例えばビニル、アリル又はブテン−1−イル又はブテン−2−イルを表す。
アミノアルキルは、1個又はさらに複数個のアミノで置換された、ちょうど定義したようなアルキルを表す。
ヘテロシクリルは、殊に、場合によっては置換されてもいる、例えば、アリールについて上で定義したように、一環、二環又は三環の、殊に単環の、環原子3〜20個、好ましくは3〜8個(そのうち、1個以上、殊に2個は、ヘテロ原子として、N、O及びSから選択されて存在する)を有する基を意味し、かつ1個以上のオキソ基、殊に、環炭素原子に結合しており、該環炭素原子はヘテロ原子を介して結合されている(無水物をもたらす)オキソ基によって置換されていてよい。
したがって、ヘテロシクリルに含まれるのは、殊に、以下の環形成ブリッジングエレメント:−C(=O)−O−C(=O)−を含有する環状基である無水物でもある。この環は、つまり、カルボン酸無水物基を含む。考えられる有利な例は、2,5−ジオキソ−オキソラン−3−イルであり、他の例は、該環の3位及び4位の炭素原子間の二重結合を有する相応する不飽和変形例2,5−ジオキソ−オキソール−3−イルであり、更なる例は、3,4位にベンゼン環縮合した2,5−ジオキソラン−3−イル基である。
芳香族とは、相応する基がアリールのように上で定義されていることを意味する。
芳香族/脂肪族(例えばアリールアルキル)とは、相応する基が、前で挙げたように脂肪族基と芳香族基からの組合せを含むことを意味する。
"Xは存在しないことを表す"又はXは存在しないか若しくはそれに等しいこととは、それぞれの式中での基"−X−"が単結合を表すことを意味する。R1が"存在しない"とは、基R1が無いことを意味する。
"存在する場合"とは、基又は記号が、他の定義に依存して存在していてよいか又は無くてもよいことに関し、例えば、式I中のpが1〜3であり、かつR1が式−[(CH2n*p*−Si(RB*3-t*(L*t*を意味する場合にのみ、n*、p*、RB*、L*及びt*がそもそも存在し得ることに関する。
エポキシベースの1種以上の硬化型反応性合成樹脂をベースとする合成樹脂との重合に関与することができる反応性基を有するか又は有さないシランは、これらの反応性基を、言い換えれば、任意に含有しており、すなわち、該シランは反応性基を含有していてよい。
"シラン"又は他の構成要素について複数が意図されている箇所では、これは常に"1種以上の"を意味する。
"含む"又は"包含"するとは、挙げられた成分又は特徴以外にも他の成分又は特徴が存在していてよいこと、つまり、包括的ではない列記を表し、これは、その使用に際して列挙された成分又は特徴の包括的な列記を意味する"含有する"とは異なる。
"部分的に若しくは排他的に"又は"少なくとも部分的に"とは、その後に挙げられた構成要素が、相応する成分の他の構成要素に加えて存在していてよいか又は排他的に存在していてよく、例えば(例えば成分としてのシラン又は反応性樹脂又は硬化剤において)最大10、20、30、40、50、60、70又は80〜90又は100質量%までの割合でそのつど定義された成分を基準として上記のように存在していてよいことを意味する。
付加語"さらに"が述べられる場合、これは、この付加語なしの特徴が、より大いに有利であり得ることを意味する。
"及び/又は"とは、挙げられた特徴/物質が、それぞれ単独でか又はそれぞれ挙げられた特徴/物質の2種以上の組合せにおいて存在していてよいことを意味する。
(メタ)アクリルは、アクリル、メタクリル又は(混合物として)アクリルとメタクリルを表す。
Si結合した加水分解可能な基(この開示内容ではLでも表される)とは、例えば、ハロゲン原子(ハロゲン、例えばクロロ)、ケトキシメート、アミノ、アミノキシ、メルカプト、アシルオキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ(=アリールアルコキシ)又は殊にアルキルオキシ(アルコキシ)と解される。
Si結合した加水分解可能な基とは、式Z
Si(RB3-t(L)t (Z)
[式中、RBは、互いに無関係に、アルキル基、アルケニル基、アリールアルキル基又はアリール基、好ましくはアルキル及び/又は(さらに)アルケニルを表してよく、
tは1〜3の整数を表し、かつ
Lは、Si結合した加水分解可能な基、殊にアルコキシを表す]の基の構成要素である基Lと解される。
本発明により添加された、アミノ基、第二級アミノ基、メルカプト基、イソシアナト基、アルケニル基、(メタ)アクリロイル基、無水物基及び/又は(殊に)エポキシ基を含まないか又は少なくとも1個の前出の基を含み、かつ同時に少なくとも1個のSi結合した加水分解可能な基を含む1種以上のシランは、好ましくは、2000以下、1000以下、900以下、800以下、700以下、600以下、若しくは殊に500以下、若しくは殊に400以下の平均分子量又は絶対分子量を有する。好ましくは、シランは、低分子量、低粘度の物質であり、殊に、より高分子量の化合物以外のものである(該化合物には、例えばプレポリマーが含まれる)。
本発明の特別な実施形態においては、(本発明により添加された)式Iのシランとして、3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、例えば3−アミノプロピル−トリメトキシシラン又は3−アミノプロピル−トリエトキシシラン、N−(アミノアルキル)−3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、例えばN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン又はN−(N’−(2−アミノエチル)−2−アミノエチル)−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピル−トリアルコキシシラン、例えば3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、テトラアルコキシシラン、例えばテトラエトキシシラン、ビス−(3−トリアルコキシシリルプロピル)アミン、例えばビス−(3−トリメトキシシリルプロピル)アミン、及びさらに3−(メタ)アクリロイル−オキシプロピルトリアルコキシシラン、例えば3−(メタ)アクリロイル−オキシプロピルトリメトキシシラン及び/又はアルケニルアルコキシシラン、例えばビニルトリメトキシシラン又はビニルトリエトキシシラン、及び/又はテトラアルコキシシラン、例えばテトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン又はテトラプロポキシシラン又は(有利には)3−グリシジルオキシプロピルトリアルコキシシラン、例えば3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン又は3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、又は(さらに又は殊に)アルコキシポリシリケート、例えばエチルポリシリケート又はプロピルポリシリケートから成る群から選択された1種以上のもの;又はそれらの2種以上の混合が用いられる。
アミノ基、第二級アミノ基、メルカプト基、イソシアナト基、アルケニル基、(メタ)アクリロイル基、無水物基及び/又は(殊に)エポキシ基を有さないか又は少なくとも1個の前出の基を有し、殊にエポキシ基(有利には)、アミノ基及び/又はチオール基を含み、かつ少なくとも1個のSi結合した加水分解可能な基を有するシランは、本発明による又は本発明により使用されるべき注入式合成モルタル系において、例えば、0.1〜25質量%、殊に1質量%以上、例えば1〜25質量%、好ましくは2質量%以上、例えば2〜20質量%又は15質量%まで、3質量%以上、例えば3〜20質量%又は10質量%まで、よりもっと有利には4質量%以上、例えば4〜20質量%又は6質量%までの質量割合で存在する。
本発明による固定用モルタル系の使用に際して若しくは該モルタル系に含まれる、エポキシベースの硬化型(ここでも"硬化可能"と同じ意味で使用)反応性合成樹脂は、好ましくはグリシジル化合物をベースとするエポキシ成分、例えば、1.5以上、殊に2以上、例えば2〜10のグリシジル基平均官能性を有するエポキシ成分を含み、該成分は、任意に更なるグリシジルエーテル(類)を反応性希釈剤として含んでいてよい。エポキシ成分のエポキシドは、好ましくは、少なくとも1種の多価アルコール又はフェノール、ノボラック、ビスフェノールF又はビスフェノールA、又は係るエポキシドの混合物のポリ(ジを入れた)グリシジルエーテルであり、例えば、相応する多価アルコールとエピクロロヒドリンとの反応によって得られる。例は、例えば≦2000の平均分子量を有する、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ノボラックエポキシ樹脂、ビスフェノールA−エピクロロヒドリン樹脂及び/又はビルフェノールF−エピクロロヒドリン樹脂である。エポキシ樹脂は、例えば、120〜2000、好ましくは150〜400、例えば殊に155〜195、例えば165〜185のエポキシ当量を有してよい。注入式合成モルタル系の反応物質及び添加剤の全質量の割合は、好ましくは5〜100質量%未満、殊に10〜80質量%、10〜70質量%又は10〜60質量%である。係るエポキシド成分の2種以上の混合物も可能である。適したエポキシ樹脂、反応性希釈剤及び硬化剤は、Lee H及びNeville Kの基準的学術書"Handbook of Epoxy Resins"(New York:McGraw−Hill),1982にも見られる(これらの化合物は、本願明細書に参照をもって取り込まれる)。
"ベースとする"とは、殊に、本発明による(注入式)合成モルタル系が、挙げられた成分(例えば(A)及び(B))に加えて、更なる慣用の成分(例えば添加剤又はその他の前に若しくは後に挙げられた構成要素)を含んでいてよいことを意味する。これらの更なる成分は、例えば、全体的に80質量%まで、好ましくは0.01〜65質量%の量で存在していてよい。明示的に"ベースとする"と言及していない箇所でも、この種の慣用の成分が一緒に含まれている。
更なる成分の重要な例は、急結剤、抑制剤、反応性希釈剤、チキソトロープ剤、充填剤及び更に別の添加剤から選択された1種以上のものである。
急結剤として、例えば、第三級アミン、例えばイミダゾール又は第三級アミノフェノール、例えば2,4,6−トリメチルアミノメチルフェノール、オルガノホスフィン又はルイス塩基又はルイス酸、例えばリン酸エステル、又はそれらの2種以上の混合物が、該成分の1種又は(殊に多成分系の場合には)複数種に、有利にはそのつど硬化剤成分中に、例えば、注入式合成モルタル系の反応物質及び添加剤の全質量を基準として、0.001〜15質量%の質量割合で含まれていてよい。
チキソトロープ剤として、慣用のレオロジー助剤、例えば熱分解シリカが用いられることができる。それらは、例えば、0.001〜50質量%、例えば1〜20質量%の質量割合で添加されることができる。
充填剤として、慣用の充填剤、殊にセメント(例えばポルトランドセメント又は高アルミナセメント)、白亜、砂、石英砂、石英粉等(それらは粉末として、粒状又は成形体の形で添加されていてよい)、又はその他の、例えばWO02/079341及びWO02/079293に挙げられたもの(それらは本願明細書にこれに関して組み込まれる)、又はそれらの混合物が使用され、その際、充填剤は、さらに又は殊にシラン化されていてもよく、例えば、アミノシラン若しくはエポキシシランで処理された石英粉、例えばQuarzwerke GmbH社のSilbond AST又はEST(R)として、アミノシラン若しくはグリシジルシランで処理されたシリカ、例えばHoffmann MineralのAktisil AM又はEM(R)、又はアミノシラン若しくはグリシジルシランで処理された熱分解シリカとして使用される。充填剤は、例えば本発明による多成分キットの1種の成分又は複数種の成分中に、例えば相応する2成分キットの一方の成分又は双方の成分中に存在していてよい;充填剤の割合は、好ましくは0〜90質量%、例えば10〜90質量%である。付加的に又は選択的に、水硬性充填剤、例えば石膏、生石灰又はセメント(例えばアルミナセメント又はポルトランドセメント)、水ガラス又は活性水酸化アルミニウム、又はそれらの2種以上が添加されることができる。
更に別の添加剤、例えば可塑剤、非反応性の希釈剤、又は柔軟剤、安定化剤、レオロジー助剤、湿潤剤、着色剤、例えば染料又は殊に顔料(例えば、成分の混合をより良好に制御するために該成分を異なる色に染めるため)等、又はそれらの2種以上の混合物が添加されていてよい。この種の更なる添加剤は、好ましくは、全体として、計0〜90質量%、例えば0〜40質量%の質量割合で添加されていてよい。
エポキシドの定義に際して挙げた化合物の特定のもの、例えば、芳香族基含有エポキシドより低い粘度を有するトリメチロールプロパントリグリシジルエーテル又はヘキサンジオールジグリシジルエーテルは、反応性希釈剤としても、例えば、0.1〜90質量%、例えば0.5〜75質量%又は1〜40質量%の質量割合で用いられることができる。
硬化剤は、エポキシ硬化に通常よく用いられる少なくとも1種の化合物(重付加における反応パートナー)を含む。ここで、"硬化剤"との用語は、好ましくは、充填剤添加及び/又は更なる添加剤、例えば水、増粘剤及び/又は更なる添加物、例えば染料等を有するか又は有さない、エポキシ硬化に通常よく用いられる少なくとも1種の化合物、言い換えれば、完全な硬化剤成分を意味する。硬化剤は、別個の成分として及び/又は(殊に保護された形で、すなわち、例えばマイクロカプセル化された形で)反応樹脂配合物(硬化可能な成分、すなわち、マイクロカプセルのシェルが破れた後に硬化剤と混ざり重合によって硬化する成分として)中にも組み込まれることができる。慣用の添加剤、例えば充填剤(殊に上で定義したような充填剤)及び/又は(殊にペースト又はエマルジョンを製造するために)溶媒、例えばベンジルアルコール及び/又は水が添加されていてよく、その際、水又は酸又はそれらの混合物、例えば水、サリチル酸及び/又は酢酸が、加水分解可能な基を含むシランの縮合のための"硬化剤"(開始剤)として用いられることができ、かつ該硬化剤成分が他の点ではシランを含んでいない場合にのみ含有されている。
エポキシ硬化のために通常よく用いられている化合物(重付加における反応パートナーとして作用する)は、アミノ、イミノ、及びメルカプト、例えば相応するアミン(有利には)、チオール又はアミノチオール、又はそれらの混合物、例えばLee H及びNeville K,"Handbook of Epoxy Resins"(New York:McGraw−Hill),1982に挙げられたもの(それはこれに関して参照をもって取り込まれる)、例えばそこで挙げられたジアミン又はポリアミン、及び/又はジチオール又はポリチオールである。
本発明の特別な実施形態において、エポキシ硬化のために通常よく用いられる化合物、エポキシ系又はいずれもゴム変性を示さない。
エポキシ硬化のために(一般的に)通常よく用いられる化合物は、例えば、本発明の実施形態において以下のものを包含する:
− ジアミン又はポリアミン、例えば殊に脂肪族(例えばエチレンジアミン)、脂環式及び芳香族のジアミン又はポリアミン、アミドアミン、アミン付加物、ポリエーテルジアミン又はポリフェニル/ポリメチレン−ポリアミン、マンニッヒ塩基、ポリアミド等(その際、殊に、例えば刊行物WO2005/090433、なかでも第3頁の最終段落〜第6頁の第2段落、例えば該刊行物の例1又は殊に例2に開示されたマンニッヒ塩基(それはこれに関して参照をもって取り込まれる)自体又は1種以上の更なるジアミン又はポリアミンとの混合物として特に有利である);
− ジチオール又はポリチオール、例えば殊に2以上の官能性のチオール、例えばジメルカプト−α,ω−C1〜C12−アルカン、4,4’−ジメルカプト−ジシクロヘキシルメタン、ジメルカプトジフェニルメタン等;
− さらに脂肪族アミノール、例えば殊にヒドロキシ低級アルキルアミン、例えばエタノールアミン、ジエタノールアミン又は3−アミノプロパノール、又は芳香族アミノール、例えば2−、3−又は4−アミノフェノール。
エポキシ硬化のために通常よく用いられる化合物の2種以上の混合物も使用してよいか若しくは含まれていてよい。
エポキシ硬化のために通常よく用いられる化合物は、存在する場合、好ましくは、注入式合成樹脂系の硬化されるべき組成物の反応物質及び添加剤の全質量を基準として、95質量%まで、好ましくは2〜70質量%の量で存在する。
硬化剤成分を基準として、本発明の考えられ得る有利な実施形態における相応する化合物の割合は、1〜100質量%(なぜなら、アミノシラン自体も硬化剤として用いられることができるため)、例えば3〜95質量%、例えば4〜95質量%、5〜90質量%又は10〜80質量%である。
殊に本発明による多成分系の硬化剤成分の場合において、更なる添加剤は、例えば、計0.01〜70質量%、例えば1〜40質量%の質量割合で、"硬化剤"の構成要素、例えば水、有機溶媒、ベンジルアルコール、充填剤(例えば上述のもの)及び上述の添加剤の更に別のものであってもよい。
孔又は隙間とは、固い(殊にすでにそれ自体仕上がった)基盤(基材)、殊に石積み又はコンクリート、殊にひび割れの入った基材、例えばひび割れたコンクリート中に存在し、かつ外側から接触可能である孔又は隙間、例えば、ドリル孔、又はさらにセメント若しくは石膏でモルタル接合した際に凹みができた範囲等と解される。
本発明の特別に実施形態において、エポキシド(エポキシ成分)(類)及び(関連する)硬化剤(エポキシ硬化のために通常よく用いられる化合物(類))は、それらが所望の現場(例えば、孔又は隙間、例えばドリル孔にて又はその中で)互いに混合される前は、互いに分けられて2成分系又は多成分系で保管されている。
殊に、それは、第二の成分(B)に対する第一の成分(A)の質量比が99:1〜1:99、99:1〜50:50、99:1〜60:40又は99:1〜70:30である2成分系である。
さもなければ不所望にも互いに反応すると考えられる成分、例えば水及び/若しくは酸及び本発明により使用されるシランの加水分解可能な基、又は水とセメントは、その際、好ましくは、孔又は隙間内での使用前は互いに分けられたままである。
それゆえ、例えば、係る2成分系又はさらに多成分系の成分(A)はエポキシド(類)を含み、その一方で成分(B)は硬化剤を含む。シランは、単独で第三の成分として準備されていてよいか、又は該シランは、エポキシ成分及び/又は硬化剤成分の構成要素である。その際、好ましくは、アミノ基、第二級アミノ基及び/又はメルカプト基を有するシランは、硬化剤成分中に含まれており、その一方で、エポキシ基、さらにはイソシアナト基、(メタ)アクリロイル基及び/又は無水物基も有するシランは、好ましくはエポキシ成分中に含まれている。加水分解可能な基を有するシランは、両方の成分中に存在していてよい。どんな場合も、シランが存在している成分は、不所望の加水分解及びSi結合した加水分解可能な基による架橋が生じないように、水を実質的に含まないように保持されているか(例えば、それぞれの成分の全質量を基準として、0.1質量%未満、殊に0.05質量%未満の水)、又は該シランと水は、(例えばマイクロカプセル化によって)互いに切り離されて保持されている。
本発明による注入式合成樹脂系は、したがって、一成分系(その他の点では、存在する更に別の成分と反応する成分、例えば硬化剤が保護、例えばマイクロカプセル化されている場合)又は、好ましくは多成分系(多成分キット)として準備されていてよく、それにまた用いられることができる。
多成分キットとは、殊に、上記及び下記にて記載したような、1種以上のエポキシ基、例えばグリシジル基を有する化合物を含む成分(A)並びに硬化剤(成分B)を有する2成分キット又は(さらに)多成分キット(好ましくは2成分キット)(その際、更なる添加剤が該成分の一方又は両方の中に準備されていてよい)、好ましくは2チャンバー装置又はマルチチャンバー装置と解され、その際、互いに反応性の成分(A)及び(B)及び場合により更なる別個の成分は、それらの構成要素が貯蔵中に(殊に硬化時に)互いに反応することができないように含有されており、好ましくは、それらの構成要素が使用前に互いに接触しないように含有されており、しかしながら、該多成分キットは、成分(A)及び(B)及び場合により更なる成分を、所望の箇所での固定のために、例えば直に孔の目の間で若しくは孔内で、そこで硬化反応が起こり得るように混合し、かつ必要であれば導入することを可能にする。成分が(例えば、孔又は隙間、例えばドリル孔内にアンカー手段を打ち込む際に)破壊可能な隔壁又は一体型の別個に破壊可能な容器によって互いに分けられて配置されている、例えばプラスチック、セラミック又は殊にガラス製のカプセル(Patronen)、例えば、入れ子式のカプセルとして、例えばアンプルも適している;並びに殊に(同様に特に有利である)、チャンバー内に上記及び下記に挙げた組成物を有する本発明による固定用モルタルの複数種又は好ましく2種の成分(殊に(A)及び(B))が利用前の貯蔵のために含有されている多成分カートリッジ又は殊に2成分カートリッジも適しており、その際、好ましくは、スタティックミキサーも相応するキットに数えられる。
所望の使用現場での本発明による固定用モルタルの使用は、関連した成分の混合によって、殊に孔付近及び/若しくは孔の目の前で、又は(例えば殊にスタティックミキサーを有するカートリッジが使用される場合には)孔又は隙間、例えばドリル孔の目の前及び/又は(殊に相応するカプセル又はアンプルが破壊される場合には)孔又は隙間、例えばドリル孔内部で行われる。
"モルタルで接合する"とは、殊に(素材結合及び/又は形状結合による)金属(例えばアンダーカットアンカー、スレッドロッド、ネジ、ドリルアンカー、ボルト)製アンカー手段又はさらに他の材料、例えばプラスチック又は木材からのアンカー手段を、固い(好ましくはすでにそれ自体仕上がった)基材、例えばコンクリート又は石積み中で、殊に、該基材が人工的に組み立てられた建築物の構成要素、なかでも石積み、天井、壁、床、板、柱等(例えばコンクリート、自然石より成るもの、中実ブロック又は多孔ブロックからより成る石積み、さらにプラスチック又は木材)である限りでは、殊に孔、例えばドリル孔に固定することと解される。次いで、これらのアンカー手段によって、例えば、レール、カバー部材、例えば板、フロントパネル又はその他の建築部材が固定されることができる。
"2種以上の混合物"と言及している箇所では、これは、殊に、有利なものとして強調されている上述の構成要素の少なくとも1種と、1種以上の他の、殊に1種以上の、同様に有利なものとして特徴付けられた成分との混合物を含む。
"それ自体仕上がった"とは、殊に、基材が、考えられ得る表面変性(例えばコーティング、例えばしっくい塗り又は塗装)等を除いては、すでに仕上がっており(例えば建築用石材又は石積みとして)、かつ固定用モルタルと同時にようやく仕上げられるものでも、それから成るものでもない。換言すると:固定用モルタルは、好ましくは、それ自体すでに仕上がった基材ではない。
アンカー手段(類)の打ち込みは、好ましくは、すでに短時間で、好ましくは30分以下で、本発明による固定用モルタルの成分の混合後に行われる。注釈:アンカー手段が固定されることになる所望の場所(殊に孔、例えばドリル孔)の上での又は中での成分の混合及び導入により、実質的に並行に及び/又は僅かな時間のずれを伴って進行する多数の反応、殊に重付加が始まる:最終的な硬化は現場で行われる。
本発明の特別な実施形態はまた、以下(a)〜(o)に関する:
(a)アンカー手段をモルタルで接合するための、(開始後及び硬化剤と反応しながら)硬化するエポキシベースの反応性樹脂をベースとする2成分固定用モルタル又は多成分固定用モルタルにおいて、それが、エポキシベースの硬化型反応性樹脂との高分子生成反応に関与することができるシランを有するか又は有しておらず、かつ、いずれの場合においてもSi結合した加水分解可能な基を有するシランを含むことを特徴とする該2成分−又は多成分固定用モルタル。
(b)(a)の項目に従った固定用モルタル系において、それが、シランとして、少なくとも1個のアミノ基、第二級アミノ基、メルカプト基、イソシアナト基、アルケニル基、(メタ)アクリロイル基、無水物基及び/又は(殊に)エポキシ基を有するか又は有さず、殊にエポキシ(特に有利には)、アミノ基及び/又はチオール基を含み、かつ少なくともSi結合した加水分解可能な基を含むシランを部分的に又は排他的に含むことを特徴とする、該固定用モルタル系。
(c)(a)の項目に従った固定用モルタル系において、それが、シランとして、部分的に又は排他的に、上で定義したような式Iのシランを含むことを特徴とする、該固定用モルタル系。
(d)(a)〜(c)の項目に従った固定用モルタル系において、それが、シランとして、部分的に又は排他的に、α効果を示すシランを含むことを特徴とする、該固定用モルタル系。
(e)(a)〜(d)の項目に従った固定用モルタル系において、シランが、部分的に又は排他的に、エポキシベースの硬化型反応性樹脂及び/又は該樹脂に対応する硬化剤との高分子生成反応に関与することができる反応性基を有するシランを含むことを特徴とする、該固定用モルタル系。
(f)(a)〜(e)の項目に従った固定用モルタル系において、それが、シランとして、部分的に又は排他的に、上で定義したような式IIのシランを含むことを特徴とする、該固定用モルタル系。
(g)(f)の項目に従った固定用モルタル系において、それが、シランとして、部分的に又は排他的に、式II(式中、Yが、エポキシアルキル(有利には)、R1 **−NH又はSHを意味し、その際、R1 **は、水素、アルキル又はアミノアルキルを表し、かつ他の記号は、式IIで定義した通りである)のシランを含むことを特徴とする、該固定用モルタル系。
(h)(a)〜(g)の項目に従った注入式合成モルタル系において、それが、シランとして、部分的に又は排他的に、上で定義したような式IIIのシランを含むことを特徴とする、該注入式合成モルタル系。
(i)(a)〜(h)の項目に従った注入式合成モルタル系において、Si結合した加水分解可能な基として、シラン中に、ハロゲン、ケトキシメート基、アミノ、アミノキシ、メルカプト、アシルオキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ(=アリールアルコキシ)及び殊にアルキルオキシ(=アルコキシ)から選択された1種以上のものが存在していることを特徴とする、該注入式合成モルタル系。
(j)(a)〜(i)の項目に従った固定用モルタル系において、それが、1つの成分中で水(これは、シランの加水分解可能な基と、及び場合によりセメント又は他の水硬性物質と反応することができる)を含むことを特徴とする、該固定用モルタル系。
(k)(a)〜(j)の項目に従った固定用モルタル系において、それが、硬化型反応樹脂及びシランを含む成分中で、更なる水硬性物質、例えばセメント(例えばポルトランドセメント又は高アルミナセメント)を含むことを特徴とする、該固定用モルタル系。
(l)(a)〜(k)の項目に従った固定用モルタル系において、シランとして、3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、N−(アミノアルキル)−3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、3−メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、テトラエトキシシラン、ビス−(3−トリアルコキシプロピルシリルプロピル)アミン、3−(メタ)アクリロイルオキシププロピルトリアルコキシシラン、アルケニルトリアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン又は(殊に)3−グリシジルオキシプロピルトリアルコキシシラン又は(さらに)アルコキシポリシリケート又はそれらの2種以上の混合物が含まれていることを特徴とする、該固定用モルタル系。
(m)(a)〜(l)の項目に従った固定用モルタル系において、シランとして、部分的に又は3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトシラン、ビス−(3−トリメトキシシリルプロピル)アミン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、又はテトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラプロポキシシラン、又は(殊に)3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、(殊に)3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、又は(さらに若しくは殊に)エチルポリシリケート又はプロピルポリシリケート;又はそれらの2種以上の混合物が含まれていることを特徴とする、該固定用モルタル系。
(n)(a)〜(m)の項目に従った固定用モルタル系において、エポキシベースの1種以上の硬化型反応性樹脂が、エポキシドとして、少なくとも1種の多価アルコール又はフェノールのポリグリシジルエーテルを含むことを特徴とする、該固定用モルタル系。
(o)(a)〜(m?)の項目に従った固定用モルタル系において、エポキシベースの1種以上の硬化型(硬化剤の存在において硬化する)反応性樹脂が、エポキシドとして、ノボラック、ビスフェノールF又はビスフェノールAのポリグリシジルエーテル、又は係るエポキシドの混合物を、反応性希釈剤、殊にトリメチロールプロパントリグリシジルエーテルを有してか又は有さないで含むことを特徴とする、該固定用モルタル系。
固定用モルタル系の反応物質及び添加剤の全質量の割合は、好ましくは5〜100質量%未満、殊に10〜80質量%、10〜70質量%又は10〜60質量%である。係るエポキシド成分の2種以上の混合物も可能である。
(p)(a)〜(o)の項目に従った固定用モルタル系において、それが、硬化剤として、アミノ、イミノ、及びメルカプトから選択された2個以上の基を有する硬化剤、例えば相応するアミン又はチオール、又はさらにチオアルコール、アミノアルコール又はアミノチオール、又は係る化合物の混合物を含むことを特徴とする、該固定用モルタル系。
(q)(a)〜(p)の項目に従った固定用モルタル系において、それが2成分系であり、殊にスタティックミキサーを有するか又は有さない2チャンバーカートリッジの形態の2成分系であることを特徴とする、該固定用モルタル系。
(r)アンカー手段を、孔又は隙間、殊にドリル孔、例えば湿ったドリル孔内でモルタル接合するための、(a)〜(q)の項目に従った固定用モルタル系の使用であって、その際、注入式合成モルタル系及びアンカー手段を、孔又は隙間(殊に、ひび割れの入った基材、例えば、ひび割れたコンクリート)に導入し、かつ該固定用モルタル系を硬化させる。
(s)(a)〜(q)の項目に従った固定用モルタル系を、アンカー手段のモルタル接合のために使用する、孔又は隙間内でアンカー手段をモルタル接合するためのプロセス又は方法であって、その際、該固定用モルタル系及びアンカー手段を、孔又は隙間(殊に、ひび割れの入った基材、例えば、ひび割れたコンクリート)に導入し、かつ該固定用モルタル系を硬化させる。
(t)アンカー手段、殊に、例えば市販のスレッドロッドを、引張領域中、つまり、ひび割れの入ったコンクリート中で又はさらに亀裂の危険性がある領域中又は殊にひび割れのあるコンクリート中でモルタル接合するための、市販の(a)〜(q)の項目の1つに従った固定用モルタルの、殊に項目(r)又は項目(s)に従った使用又はこの使用を含む方法。
(u)(a)〜(q)の項目の1つに従った固定用モルタルの貯蔵能を延ばすための、(a)〜(i)の項目、(l)又は(m)の項目の1つに含まれるようなシランの使用。
(v)(a)〜(q)の項目の1つに従った固定用モルタルにおいて、それが、例えば市販のスレッドロッドの使用下で、硬化後に、ETAG 01 Part 5 αreqに従った0.8の静的線形破壊での強度及びETAG 01 Part 5 αreqに従った0.9の動的線形破壊での強度の基準を少なくとも満たすことを特徴とする、該固定用モルタル。
以下の実施例は、本発明を説明するために用いるものであって、その範囲を制限するものではない。
例1:比較例(本発明によるシラン添加剤を用いない):
ここでも、次の組成を有する、2液型注入式合成モルタル系(FIS EM 390 Sの名称を持つ(fischerwerke GmbH & Co.KG,Waldachtal,Germany))を使用する。
成分A:≦700の平均分子量を有するビスフェノール−A/F−エピクロロヒドリン樹脂、白色ポルトランドセメント、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、リン酸エステル;成分B:マンニッヒ塩基、m−フェニレンビス(メチルアミン)、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、4,4’−イソプロピレンジフェノール、ベンジルアルコール、ポルトランドセメント。
該成分を、スタティックミキサーを備えた市販の2チャンバーカートリッジを用いて、上述の"European Organisation for Technical Approvals(EOTA)(2001)のガイドライン:ETAG No.001,November 2006 edition,Guideline for Technical Approval of Metal Anchors for Use in Concrete",Part 5:onded Anchors,February 2008の使用に関して、5.1.2.1(b)の中で記載された条件と同じように接着破壊試験にかけ、かつ72mmのアンカー深さにおけるM12ボルトの5回の試験からの接着破壊荷重の平均値を調べる。
例2〜4:本発明によるシラン添加剤を有する注入式合成樹脂系
例1に挙げた注入式合成モルタル系に、成分(A)及び/又は(B)において、それぞれの個々の成分の全質量を基準として、そのつど5質量%の質量割合で、下記の表に挙げたシランを添加し、それに続けて、同様に下記の表1に挙げた接着破壊荷重を見出した:
Figure 2013527261
例5〜9:本発明によるシラン添加剤を有する更なる固定用モルタル
例1に挙げた注入式合成モルタル系に、成分(A)及び/又は(B)において、それぞれの個々の成分の全質量を基準として、そのつど下記の表2に挙げたシランを添加した:
Figure 2013527261
例10:グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランを有する固定用モルタル
例1に記載したように、硬化剤及びモルタルを製造する。例1とは異なり、モルタル配合物中でのトリメチロールプロパントリグリシジルエーテル分を、グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランで代用する。
例11〜18:スタティックミキサー及び本発明による2成分型固定用モルタルを有するカートリッジ
390mlの全容量及び成分A:成分B=3:1の混合比を有する2チャンバーカートリッジにおいて、双方のチャンバーに、それぞれ例2〜9の1つに従った固定用モルタルのそれぞれ1つの成分A及び成分Bを充填する。カートリッジを閉じ、そして相応するスタティックミキサーと一緒にパッケージングして2成分型キットを作る。原則的に、ここでも、例で示しているように、A及びB中でのシランの組合せが可能である(つまり、例えば、例5及び6から製造されたカートリッジ)。
例18:静的線形破壊及び動的線形破壊における亀裂適性:
例1及び2に応じた配合について、静的線形破壊(ETAG 01 Part 5)及び動的線形破壊(ETAG 01 Part 5)における亀裂適性を市販のスレッドロッドを用いて調べた。
例1によるシランを含まない配合と比べて明らかな改善が見られる。たしかに、いずれの配合も、ひび割れの入ったコンクリート中での試験に関するETAG 01 Part 5の要求される試験基準を満たすが(すなわち、静的線形破壊でも、動的線形破壊でも、それぞれ0.8と0.9のαreqに達する)、しかしながら、例2の場合、意想外にも、20%高い荷重レベルにある。

Claims (17)

  1. アンカー手段を孔又は隙間にモルタルで接合するための、エポキシベースの1種以上の硬化型反応性樹脂をベースとする固定用モルタル系において、該固定用モルタル系が、エポキシベースの1種以上の硬化型反応性合成樹脂をベースとする合成樹脂との重合に関与することができる反応性基を有するか又は有さず、かつ、いずれの場合においてもSi結合した加水分解可能な基を有する1種以上のシランを含むことを特徴とする、固定用モルタル系。
  2. 前記固定用モルタル系が、シランとして、少なくとも1個のアミノ基、第二級アミノ基、メルカプト基、イソシアナト基、アルケニル基、(メタ)アクリロイル基、無水物基及び/又はエポキシ基を有し、殊にエポキシ基、アミノ基及び/又はチオール基を含み、かつ少なくとも1個のSi結合した加水分解可能な基を含む1種以上のシランを部分的に又は排他的に含むことを特徴とする、請求項1記載の固定用モルタル系。
  3. 前記固定用モルタル系が、シランとして、部分的に又は排他的に式I
    [R1−X−(CH2n−]p−Si(RBq(L)t (I)
    [式中、
    Xは、S又はNR1 *又はO又はNCO又は存在しないことを表す;その際、Xは、R1が無水物を表す場合、存在しない;
    1及びR1 *は、全て互いに無関係に、存在しないこと、水素、シクロアルキル、アルキル、アミノアルキル、(メタ)アクリロイル、アリール、アラルキル、アシル、ヘテロシクリル、式−[(CH2n*p*−Si(RB*3-t*(L*t*の基又はエポキシアルキルを表し、その際、それぞれ他の基と無関係に、RB*は、RBについて下記で挙げた意味を有し、L*は、Lについて下記で挙げた意味を有し、かつn*、p*及びt*は、それぞれ下記で挙げた意味を有する;その際、R1は、XがSを表す場合、水素である;その際、Xは、R1がエポキシアルキル又は(メタ)アクリロイルである場合、Oを表す;その際、R1は、XがNCO(=イソシアナト)を表す場合、存在しない;
    Bは、互いに無関係に、アルキル基、アリールアルキル基又はアリール基を表し、好ましくはアルキル及び/又はアルケニルを表し、
    Lは、加水分解可能な基、殊にアルコキシを表し、
    n及び、存在する場合にn*は、互いに無関係に、正の整数、殊に1〜10を表す;
    pは0〜3を表し、かつ、存在する場合にp*は、独立して1〜3を表す;
    qは0〜2を表す;かつ
    tは1〜4を表し、かつ、存在する場合にt*は、独立して1〜3を表し、
    ただし、p+q+t=4及び、存在する場合にp*+(3−t*)+t*=4が当てはまる]の1種以上のシランを含むことを特徴とする、請求項1記載の固定用モルタル系。
  4. 前記1種以上のシランが、少なくとも部分的に、α効果を示すシランでもあることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載の固定用モルタル系。
  5. 前記1種以上のシランが、部分的に又は排他的に、エポキシベースの1種以上の硬化型反応性合成樹脂との重合に関与することができる反応性基を有することを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載の固定用モルタル系。
  6. 前記固定用モルタル系が、1種以上のシランとして、部分的に又は排他的に式II
    [Y−(CH2a−]−Si(RB3-t(L)t (II)
    [式中、
    Yは、エポキシアルコキシ、R1 **−NH又はSHを表し、その際、R1 **は、水素、アルキル又はアミノアルキルを表す;
    Bは、互いに無関係に、アルキル基、アルケニル基、アリールアルキル基又はアリール基を表し、好ましくはアルキル及び/又はアルケニルを表し、
    Lは、加水分解可能な基、殊にアルコキシを表し、
    aは、正の整数、殊に1〜10、なかでも1〜3を表す;かつ
    tは、1〜3を表す]のシランを含むことを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項記載の固定用モルタル系。
  7. 前記固定用モルタル系が、1種以上のシランとして、部分的に又は排他的に前記式II
    [式中、Yは、エポキシアルキルを表し、かつ、その他の記号は、請求項6の中で定義した通りである]のシランを含むことを特徴とする、請求項6記載の固定用モルタル系。
  8. 前記固定用モルタル系が、1種以上のシランとして、部分的又は排他的に式III
    Si(RB4-t(L)t (III)
    [式中、RBは、互いに無関係に、アルキル基、アルケニル基、アリールアルキル基又はアリール基を表し、好ましくはアルキル及び/又はアルケニルを表し、
    Lは、加水分解可能な基、殊にアルコキシを表し、
    かつ
    tは1〜4を表す]のシランを含むことを特徴とする、請求項1から7までのいずれか1項記載の固定用モルタル系。
  9. Si結合した加水分解可能な基として、前記1種以上のシラン中に、ハロゲン、ケトキシメート基、アミノ、アミノキシ、メルカプト、アシルオキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ及び殊にアルキルオキシから選択された1種以上が存在していることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項記載の固定用モルタル系。
  10. シランとして、3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、N−(アミノアルキル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、ビス−(3−トリアルコキシシリルプロピル)アミン、3−(メタ)アクリロイルオキシププロピルトリアルコキシシラン、アルケニルトリアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリアルコキシシラン又はアルコキシポリシリケート、又はそれらの2種以上の混合物が含まれていることを特徴とする、請求項1から9までのいずれか1項記載の固定用モルタル系。
  11. シランとして、部分的に3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラプロポキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビス−(3−トリメトキシシリルプロピル)アミン若しくはエチルポリシリケート若しくはプロピルポリシリケート、又はそれらの2種以上の混合物が含まれているか、又は3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラプロポキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビス−(3−トリメトキシシリルプロピル)アミン若しくはエチルポリシリケート若しくはプロピルポリシリケート、若しくはそれらの2種以上の混合物のみが含まれていることを特徴とする、請求項1から10までのいずれか1項記載の該固定用モルタル系。
  12. 前記エポキシベースの1種以上の硬化型反応性合成樹脂が、エポキシドとして、少なくとも1種の多価アルコール又はフェノールのポリグリシジルエーテルを含むことを特徴とする、請求項1から11までのいずれか1項記載の固定用モルタル系。
  13. 前記エポキシベースの1種以上の硬化型反応性樹脂が、エポキシドとして、反応性希釈剤、殊にトリメチロールプロパントリグリシジルエーテルを有するか又は有さない、ノボラック、ビスフェノールF又はビスフェノールAのポリグリシジルエーテル、又は係るエポキシドの混合物を含むことを特徴とする、請求項1から12までのいずれか1項記載の固定用モルタル系。
  14. 前記固定用モルタル系が、硬化剤として、アミノ、イミノ、及びメルカプトから選択された2個以上の基を有する硬化剤、例えば相応するアミン又はチオール、チオアルコール、アミノアルコール又はアミノチオール、又は係る化合物の混合物を含むことを特徴とする、請求項1から13までのいずれか1項記載の固定用モルタル系。
  15. 前記固定用モルタル系が、殊にスタティックミキサーを有さないか又は有する2チャンバーカートリッジの形態の2液系であることを特徴とする、請求項1から15までのいずれか1項記載の固定用モルタル系。
  16. アンカー手段を孔又は隙間にモルタルで接合するための請求項1から15までのいずれか1項記載の固定用モルタル系の使用であって、その際、前記固定用モルタル系とアンカー手段を孔又は隙間に導入し、かつ前記固定用モルタル系を硬化させる使用。
  17. アンカー部材を孔又は隙間にモルタルで接合するためのプロセス又は方法であって、その際、請求項1から15までのいずれか1項記載の固定用モルタル系を、アンカー手段をモルタルで接合するために使用し、該使用に際して、前記固定用モルタル系及びアンカー手段を孔又は隙間に導入し、かつ前記合成モルタル系を硬化させるプロセス又は方法。
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