JP2022058381A - 腐食阻害ヒドロゲルを生成するための多成分組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、複数の構成要素からなる組成物を使用して、建築構造における亀裂、空隙、割れ目及び空洞の封止及び／又は充填のための腐食阻害（メタ）アクリルヒドロゲルを製造するための方法を提供する。【解決手段】複数の構成要素は、少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物、少なくとも１種のラジカル開始剤、及び少なくとも１種のベンゾエートを含み、任意選択でフリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒を含む。本発明はまた、本発明の方法によって得ることができる（メタ）アクリルヒドロゲル注入材料の使用、及びこのヒドロゲルを用いた建築構造における亀裂、空隙、割れ目および空洞を封止する方法に関する。【選択図】なし

Description

本発明は、コンクリート構造物、特に、建設産業における亀裂、空隙、割れ目及び空洞を封止及び充填するために使用される、ヒドロゲルを生成するための多成分組成物、及び注入材料に関する。
膨潤可能な封止剤、例えば、ポリ（メタ）アクリレートをベースとするヒドロゲルは、コンクリート構造物における亀裂、空隙、割れ目及び空洞を封止及び充填するために建設産業において一般に使用される。これらの封止剤は、水溶液中で水溶性（メタ）アクリレートモノマー及び／又はプレポリマーを重合し、親水性ポリマーを得ることによって生成され、これは通常架橋され、生成されたヒドロゲルの安定性を改善させる。ヒドロゲル形成溶液は典型的にはコンクリート構造物に注入され、ここでこれらは組成物のゲル化時間以内でヒドロゲルを形成する。
セメント質の封止剤と比較して、ポリ（メタ）アクリレートをベースとするヒドロゲルは、容易に調節可能なオープンタイムの利点、及びダメージを伴うことなくある程度まで充填されたボディー内の動きを吸収する能力を有する。水をベースとする系として、ポリ（メタ）アクリレートはまた、例えば、遊離イソシアネートを含有するポリウレタン封止剤と比較して、生態学的な観点からより問題があるものではない。しかし、ポリ（メタ）アクリレートをベースとする現況技術の封止剤は、腐食促進物質、例えば、ペルスルフェートを含有し、これは水の存在下で、封止剤とのこれらの接触点におけるコンクリート構造物の補強スチールの腐食をもたらし得る。結果的に、ポリ（メタ）アクリレートをベースとする現在入手可能な封止材料は、ドイツにおいて、スチールで補強されているコンクリートの亀裂への注入のために使用することができない。
低ｐＨのポリ（メタ）アクリレートをベースとする封止剤に関連する問題を解決する試みの一例は、米国特許第８，９１５，６７８Ｂ２号明細書において提供されており、ここでは、（メタ）アクリルモノマーの酸性度は、凝結後にアルカリ性の特性を有するセメント質のバインダーを組成物に加えることによって補償されると言われる。米国特許第８，９１５，６７８Ｂ２号明細書に開示されている組成物の不都合の１つは、組成物が、（メタ）アクリレートモノマー及びラジカル開始剤に加えて２つのさらなる構成要素である水性プラスチック分散液及びセメント質のバインダーを含むことである。注入材料の付着の間に、非凝結セメント質のバインダーは、硬化後に有機ポリマー及び無機セメントの混合相を形成するために、モノマー内に密接に混合しなければならない。混合プロセスの複雑さは付着コストを増加させ、さらなる構成要素は注入材料の製造コストを増加させる。
本発明の目的は、腐食の危険性の増加を伴わずにスチールで補強されているコンクリート構造物における亀裂、空隙、割れ目及び空洞の封止及び充填のために使用することができる、ヒドロゲルを生成するための多成分組成物を提供することである。
請求項１に記載の多成分組成物が、従来技術の上記の問題を解決することが驚いたことに見出された。
本発明の主概念は、多成分組成物が、ヒドロゲルを生成するための組成物の典型的な構成成分に加えて、腐食阻害剤として少なくとも１種のベンゾエートを含むことである。
本発明の多成分組成物は、重合の後に組成物から得ることができるヒドロゲルが、ＤＩＮ ＥＮ４８０－１４標準による腐食試験の必要条件を満たすという利点を有する。腐食試験の必要条件を満たすために、試験した材料は、試験材料として使用される補強スチールバーと一旦接触すると、不動態化効果を示さなければならない。実際に、たとえスチールバーへと誘起される電位差によって電気化学反応が促進されても、腐食効果が観察されないことをこれは意味する。
本発明の別の態様において、（メタ）アクリルヒドロゲルを生成する方法、この方法によって得ることができる（メタ）アクリルヒドロゲル、（メタ）アクリル注入材料、並びに建築構造における亀裂、空隙、割れ目及び空洞の封止及び／又は充填のための方法を提供する。
用語「（メタ）アクリル」は、メタクリル又はアクリルを示す。したがって、（メタ）アクリロイルは、メタクリロイル又はアクリロイルを示す。（メタ）アクリロイル基はまた、（メタ）アクリル基として公知である。（メタ）アクリル化合物は、１個若しくは複数の（メタ）アクリル基を有する（単官能性、二官能性、三官能性などの（メタ）アクリル化合物）ことができ、これは、モノマー、プレポリマー、オリゴマー、又はポリマーであり得る。
「ポリ」から始まる物質名は、１分子当たり、これらの名称において出現する２個以上の官能基を公式に含有する物質を示す。例えば、ポリオールは、少なくとも２個のヒドロキシル基を有する化合物を指す。ポリエーテルは、少なくとも２個のエーテル基を有する化合物を指す。
用語「ヒドロゲル」は、膨潤し、かつその構造内に相当な画分の水を保持する能力を示すが、水に溶解しない、ポリマー材料を示す。水を吸収するヒドロゲルの能力は、ポリマー骨格に付着した親水性官能基から生じ、一方、溶解へのこれらの抵抗は、ポリマー鎖の間の架橋から生じる。ポリマー鎖は、共有結合（化学ゲル）によって、又は非共有結合、例えば、イオン相互作用若しくは水素結合（物理ゲル）によって架橋することができる。
用語「（メタ）アクリル」ヒドロゲルは、主要なポリマー材料として親水性（メタ）アクリルポリマーを含有するヒドロゲルを示す。（メタ）アクリルポリマーは、１種若しくは複数の（メタ）アクリル化合物又はモノマー、及び任意選択で、（メタ）アクリル化合物又はモノマーと共重合可能である１種若しくは複数のコモノマーのポリマーである。
用語「ベンゾエート」は、安息香酸の塩及びエステルを含めた化合物の群を示す。
用語「水溶性化合物」、例えば、水溶性（メタ）アクリル化合物は、２０℃の温度で少なくとも５ｇ／１００ｇ水の溶解度を有する化合物を示す。
用語「室温」は、２３℃の温度を示す。
用語「ゲル化時間」は、その時間以内でヒドロゲルを形成する構成成分が一旦互いに混合されるとヒドロゲルが形成される時間フレームを示す。
用語「オープンタイム」は、ヒドロゲルを形成する構成成分が互いに混合された後に、組成物がまだ加工される、例えば、亀裂中に注入することができる期間を示す。オープンタイムの終わりは通常、混合物の加工がもはや可能ではないような混合物の粘度の増加と関連する。
本発明は、本発明の第１の態様において、構成成分を含む（メタ）アクリルヒドロゲルを生成するための多成分組成物に関し、
多成分組成物は、構成成分：
ａ）少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物、
ｂ）少なくとも１種のラジカル開始剤、
ｃ）少なくとも１種のベンゾエート、
ｄ）任意選択でフリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒を含む。
本発明による組成物は、多成分組成物である。用語「構成要素」は、多成分組成物の１種若しくは複数の構成成分を含有する組成物の一部を示す。多成分組成物の構成要素は、構成成分の早過ぎる反応を防止するために、互いに物理的に分離されているものとして提供される。典型的には、構成要素は、単一のパッケージの別々の空気及び水分不透過性パッケージ又はコンパートメント中に貯蔵され、これらは、組成物の使用時に、又は使用時の直前に、一緒に及び任意選択で他の構成要素と混合される。
多成分組成物の構成成分は、任意の通常の方法で、原則として、構成要素中で提供することができる。しかし、少なくともラジカル開始剤、及びフリーラジカル形成のための触媒は、これらの構成成分の早過ぎる反応を防止し、貯蔵安定性のある組成物を提供するために、同じ構成要素中に存在しないことが好ましい。用語「貯蔵安定性のある組成物」はここでは、組成物の付着特性及び／又は反応性における何らかの使用に関連する変化を被ることなしに、特に、水分の非存在下で、例えば、数カ月間から１年以上の期間まで、適切なパッケージ又は設備、例えば、ドラム、パウチ又はカートリッジ中に保つことができる組成物を指す。
一実施形態によれば、組成物は、第１の構成要素Ｋ１及び第２の構成要素Ｋ２から構成される２構成要素組成物であり、構成成分ｂ）及び任意選択の構成成分ｄ）は、同じ構成要素中に存在しない。構成要素Ｋ１及びＫ２は、２つの別々のパッケージ、又は互いに分離されている２つのチャンバーを有する１つのパッケージにおいて提供することができる。適切な２チャンバーパッケージングのフォーマットは、例えば、デュアルカートリッジ、例えば、ツイン又は同軸カートリッジ、アダプターを有する複数チャンバーパウチ又はバッグを含む。
別の実施形態によれば、組成物は、第１の構成要素Ｋ１、第２の構成要素Ｋ２及び第３の構成要素Ｋ３から構成される３構成要素組成物であり、少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物は、第１の構成要素Ｋ１中に存在し、少なくとも１種のラジカル開始剤及びフリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒は、それぞれ、第２及び第３の構成要素Ｋ２及びＫ３中に存在する。構成要素Ｋ１～Ｋ３は、別々のパッケージ中、又は互いに分離している３つのチャンバーを有する１つのパッケージ中で提供することができる。
また別の実施形態によれば、組成物は、第１の構成要素Ｋ１、第２の構成要素Ｋ２、第３の構成要素Ｋ３、及び第４の構成要素Ｋ４から構成される４構成要素組成物であり、少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物は、第１の構成要素Ｋ１中に存在し、少なくとも１種のラジカル開始剤、フリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒、及び少なくとも１種のベンゾエートは、それぞれ、第２、第３、及び第４の構成要素Ｋ２、Ｋ３、及びＫ４中に存在する。
本発明の特徴の１つは、多成分組成物が（メタ）アクリルヒドロゲルを生成するために使用することができることである。使用のときに、多成分組成物の構成要素、及びその中に含有される構成成分を、互いに、及びこのように得られた混合物中で、水溶性（メタ）アクリル化合物と水の総量の重量比が、０．１：１～５：１の範囲、好ましくは、０．１：１～３：１の範囲であるような量の水と混合する。構成成分を水と混合した後、重合反応が始まり、（メタ）アクリルヒドロゲルがある期間内に形成され、その長さは、組成物の実施形態によって決まる。
（メタ）アクリルヒドロゲルを生成するために必要とされる水はまた、多成分組成物の１種若しくは数種の構成要素中に含有されることができ、この場合、（メタ）アクリルヒドロゲルは、多成分組成物の構成要素、及びその中に含有される構成成分を互いに混合することによって生成される。しかし、（メタ）アクリルヒドロゲルを生成するために必要とされる少なくとも相当な部分の水が多成分組成物中に含有されないことが好ましいが、多成分組成物がヒドロゲルを生成するために使用されるとき、少なくとも相当な部分の水を組成物に加える。好ましくは、水の含量は、多成分組成物の３０．０重量％未満、より好ましくは、２０．０重量％未満、最も好ましくは、１５重量％未満である。少なくとも１種のベンゾエートが、水に溶解した多成分組成物中に存在し得るため、水の含量は、多成分組成物の少なくとも１．０％、より好ましくは、少なくとも２．５重量％、最も好ましくは、少なくとも５．０重量％であることが好ましくあり得る。
少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物は、モノマー、オリゴマー又はポリマーでよく、これは、例えば、１２０００ｇ／ｍｏｌ以下、好ましくは、８０００ｇ／ｍｏｌ以下、より好ましくは、４０００ｇ／ｍｏｌ以下の分子量、又は、これが分子量分布を伴うオリゴマー又はポリマーである場合、重量平均分子量を有し得る。重量平均分子量は、ポリスチレン標準を伴うゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって決定することができる。
少なくとも１種の（メタ）アクリル化合物は、重合によって（メタ）アクリルヒドロゲルを得るために水溶性である。好ましくは、少なくとも１種の（メタ）アクリル化合物は、２０℃の温度で少なくとも５ｇ／１００ｇ水の溶解度を有する。最も好ましくは、水及び少なくとも１種の（メタ）アクリル化合物は、互いにおいて完全に可溶化であり、すなわち、これらは任意の混合比で均質相を形成する。水溶性ではない（メタ）アクリル化合物は、これらが形成された（メタ）アクリルポリマーからの水の分離をもたらすため、ヒドロゲルを生成するための主要な重合可能な化合物として使用することができない。これらの化合物は、複数構成要素中に、しかし、好ましくは、微量でのみ存在することができる。
少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物は、１個、２個若しくは２個超の（メタ）アクリロイル基を有し得る。好ましくは、少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物は、１個、２個若しくは３個の（メタ）アクリロイル基を有する。
多成分組成物は好ましくは、１個の（メタ）アクリロイル基を有する少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物、並びに２個若しくは３個の（メタ）アクリロイル基を有する少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物を含む。４個以上の（メタ）アクリロイル基を有する水溶性（メタ）アクリル化合物をさらに含有し得るが、これは通常好ましくない。
好ましくは、少なくとも１種の（メタ）アクリル化合物の含量は、多成分組成物の、６０．０～９９．０重量％、より好ましくは、７０．０～９９．０重量％、さらにより好ましくは、７５．０～９９．０重量％、最も好ましくは、８５．０～９５．０重量％であり、前記比率は、存在し得る水の量を除いた多成分組成物の全重量に基づく。複数の（メタ）アクリル化合物が組成物中に存在する場合、「少なくとも１種の（メタ）アクリル化合物の含量」は、全ての（メタ）アクリル化合物の総含量を指す。
さらに、本発明による多成分組成物は、少なくとも１種のベンゾエート、好ましくは、水溶性ベンゾエートを含む。少なくとも１種のベンゾエートは、安息香酸のアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アミン、及びアルカノールアミンの塩、及びこれらの混合物からなる群から、好ましくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、及び安息香酸のアルカノールアミン塩、及びこれらの混合物からなる群から選択し得る。安息香酸の前記塩中の安息香酸アニオンは、置換若しくは非置換安息香酸アニオン、好ましくは、非置換安息香酸アニオンでよい。少なくとも１種のベンゾエートは、溶液に、例えば、水溶液に溶解した多成分組成物中に存在することができ、この場合、ベンゾエートは、安息香酸の前記塩の安息香酸アニオン及び対応するカチオンとして多成分組成物中に存在する。
安息香酸の適切なアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩は、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸カルシウム、及び安息香酸マグネシウムを含む。
安息香酸の適切なアルカノールアミン塩は、安息香酸の第一級アルカノールアミン塩、安息香酸の第二級アルカノールアミン塩、及び安息香酸の第三級アルカノールアミン塩を含む。安息香酸の特に適切なアルカノールアミン塩は、安息香酸のエタノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩、プロパノールアミン塩、ジプロパノールアミン塩、トリプロパノールアミン塩、イソプロパノールアミン塩、ジ－イソプロパノールアミン塩、Ｎ－メチルジ－イソプロパノールアミン塩、及びトリ－イソプロパノールアミン塩を含む。
好ましくは、多成分組成物は、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸カルシウム、安息香酸マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群から、より好ましくは、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸アニオン、及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種のベンゾエートを含む。
少なくとも１種のベンゾエートの含量は、多成分組成物の、好ましくは、０．０５～１５．０重量％、好ましくは、０．５～１０．０重量％、より好ましくは、２．０～１０．０重量％、最も好ましくは、５．０～１０．０重量％であり、前記比率は、存在し得る水の量を除いた多成分組成物の全重量に基づく。複数のベンゾエートが組成物中に存在する場合、「少なくとも１種のベンゾエートの含量」は、全てのベンゾエートの総含量を指す。
少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物は好ましくは、ヒドロキシル官能性（メタ）アクリレート、カルボキシル官能性（メタ）アクリル化合物、カルボキシル官能性（メタ）アクリル化合物の塩、ポリエーテル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、スルホン酸基を有する（メタ）アクリレート、スルホン酸基を有する（メタ）アクリルアミド、スルホン酸基を有する（メタ）アクリレートの塩又はエステル、スルホン酸基を有する（メタ）アクリルアミドの塩、第四級窒素含有基を有する（メタ）アクリレート、第四級窒素含有基を有する（メタ）アクリルアミド、及びこれらの混合物からなる群から選択される。
ヒドロキシル官能性（メタ）アクリレートは、１個若しくは複数のヒドロキシル基を有する（メタ）アクリレートである。適切な水溶性ドロキシル官能性（メタ）アクリレートの例は、ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）、ヒドロキシプロピルメタクリレート（ＨＰＭＡ）、ヒドロキシプロピルアクリレート（ＨＰＡ）、ヒドロキシブチルメタクリレート（ＨＢＭＡ）及びヒドロキシブチルアクリレート（ＨＢＡ）である。
カルボキシル官能性（メタ）アクリル化合物は、１個若しくは複数のカルボン酸基を有する（メタ）アクリル化合物、例えば、（メタ）アクリル酸、又は１個若しくは複数のさらなるカルボン酸基を有する（メタ）アクリル酸である。適切なカルボキシル官能性水溶性（メタ）アクリル化合物及びその無水物の例は、メタクリル酸、メタクリル酸無水物、アクリル酸、アクリル酸無水物、無水物を有するヒドロキシエチルメタクリレートの付加体、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、無水マレイン酸の付加体、及びコハク酸無水物である。
カルボキシル官能性（メタ）アクリル化合物の前記塩についてのカチオンは、このような化合物において使用される任意の一般のカチオンであり得る。適切な塩の例は、金属塩、特に、アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩又はマグネシウム塩、又はアンモニウム塩である。カルボキシル官能性（メタ）アクリル化合物の適切な塩の例は、（メタ）アクリル酸の塩、例えば、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、メタクリル酸カリウム、ジアクリル酸マグネシウム及びジメタクリル酸マグネシウムである。
ポリエーテル（メタ）アクリレートは、好ましくは、その末端において、それぞれ、１個、２個、３個以上の（メタ）アクリレート基を有するポリエーテルであり、ここで、ポリエーテルは、好ましくは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、メトキシポリエチレングリコール（ＭＰＥＧ）、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコール（ＰＥＧ／ＰＰＧ）コポリマー、特に、ブロックコポリマー、エトキシ化トリメチロールプロパン又はエトキシ化ペンタエリスリトールである。ポリエーテルが、それぞれ、ＰＥＧ／ＰＰＧコポリマー又はブロックコポリマーであるとき、適切な水溶解度を達成するために、その中のＰＥＧの量は好ましくは、少なくとも３０重量％である。ポリエーテル（メタ）アクリレートは好ましくは、１個の（メタ）アクリレート基を有するポリエーテル、又はポリエーテルジ（メタ）アクリレートである。
ポリエーテル（メタ）アクリレート及びポリエーテルジ（メタ）アクリレートはまた、それぞれ、１個若しくは２個の（メタ）アクリレート基を有するポリエーテルを含み、ここで、ポリエーテルは、さらなる構造単位、例えば、ウレタン基、例えば、ポリエーテルポリオール、特に、ポリエーテルジオール、又はポリエーテルモノオールと、ヒドロキシル基に対して反応性である２個の官能基を有する化合物、例えば、ポリイソシアネートとの反応によって得られるオリゴマー又はプレポリマーを含む。例えば、ポリエーテル（メタ）アクリレート及びポリエーテルジ（メタ）アクリレートは、ポリエーテルポリオール又はポリエーテルモノオール、例えば、ＰＥＧ、ＭＰＥＧ、ＰＥＧ－ＰＰＧ又はＭＰＥＧ－ＰＰＧ又はＭＰＰＧ－ＰＥＧブロックコポリマーと、ポリイソシアネートとの反応によって得られ、イソシアネート官能性生成物が得られてもよく、これはそれに続いてヒドロキシル官能性（メタ）アクリル化合物、例えば、メタクリル酸ヒドロキシエチルと反応する。水溶解度に関して、またこの場合、ＰＥＧ／ＰＰＧブロックは好ましくは、少なくとも３０重量％のＰＥＧの量を有する。
適切な水溶性ポリエーテル（メタ）アクリレート及びポリエーテルジ（メタ）アクリレートの例は、ＰＥＧ－ジ（メタ）アクリレート、例えば、ＰＥＧ２００ジメタクリレート、ＰＥＧ４００ジメタクリレート、ＰＥＧ６００ジメタクリレート、ＰＥＧ２０００ジメタクリレート、ＭＰＥＧ－（メタ）アクリレート、例えば、ＭＰＥＧ３５０（メタ）アクリレート、ＭＰＥＧ５５０（メタ）アクリレート、ＭＰＥＧ１０００（メタ）アクリレート、及びＭＰＥＧ２０００（メタ）アクリレートである。このような化合物は、例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ、Ｆｒａｎｃｅから（例えば、ポリエチレングリコール（６００）ジメタクリレートであるＳＲ２５２）、Ｇｅｏ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、ＵＳＡから（例えば、メトキシポリエチレングリコールメタクリレートであるＢｉｓｏｍｅｒ ＭＰＥＧ－３５０ＭＡ）市販されている。
適切なエトキシ化トリメチロールプロパン（メタ）アクリレート及びエトキシ化ペンタエリスリトール（メタ）アクリレートの例は、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート又はエトキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタクリレート）である。このような化合物は、例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ａｍｅｒｉｃａｓ、ＵＳＡから（例えば、エトキシ化（２０）トリメチロールプロパントリアクリレート（１モルのＴＭＰ毎に２０モルのエトキシ化）であるＳＲ４１５、エトキシ化（３）トリメチロールプロパントリアクリレート（１モルのＴＭＰ毎に３モルのエトキシ化）であるＳＲ４５４、又はエトキシ化（４）ペンタエリトリトールテトラアクリレート（１モルのＰＥ毎に４モルのエトキシ化）であるＳＲ４９４）市販されている。
多成分組成物は、１種若しくは複数の水溶性コモノマーを任意選択で含み得る。これらのコモノマーは、それぞれ、アクリル及び／若しくはメタクリル化合物又はモノマーと共重合可能である。特に、水溶性コモノマーは、２０℃にて少なくとも５ｇ／１００ｇ水の溶解度を有する。水溶性コモノマーは、アクリル及び／又はメタクリル化合物とは異なることはもちろんのことである。水溶性コモノマーは好ましくは、ビニル化合物、例えば、ビニルエステル、ジビニルエステル、ビニルエーテル又はジビニルエーテル、好ましくは、ヒドロキシル官能性ビニルエーテル又はヒドロキシル官能性ジビニルエーテルである。
１種若しくは複数の水溶性コモノマーは、使用される場合、好ましくは、水溶性（メタ）アクリル化合物に対して相対的に低量で、例えば、１５重量％以下、好ましくは、５重量％以下、より好ましくは、１重量％以下の量で使用され、前記比率は、多成分組成物中に含有され、かつ全ての他の構成成分を除いた、水溶性（メタ）アクリル化合物及び水溶性コモノマーの全重量に基づく。
スルホン酸基、及びその塩又はエステルを有する適切な水溶性（メタ）アクリレート又は（メタ）アクリルアミドの例は、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ（登録商標））又は２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸のナトリウム塩（Ｎａ－ＡＭＰＳ（登録商標））及びメタクリル酸スルファトエチルである。
第四級窒素含有基を有する適切な水溶性（メタ）アクリレート及び（メタ）アクリルアミドの例は、２－トリメチルアンモニウムメチルメタクリレートクロリド及び３－トリメチルアンモニウムプロピルメタクリルアミドクロリドである。
好ましくは、少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物は、ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、ヒドロキシプロピルメタクリレート（ＨＰＭＡ）、ポリエチレングリコールジメタクリレート（ＰＥＧ－ＤＭＡ）、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート（ＭＰＥＧ－ＭＡ）、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート（ＴＭＰ－ＴＭＡ）、マレイン酸、イタコン酸、ジアクリル酸マグネシウム、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、メタクリル酸カリウム、３－スルホプロピルアクリレートのカリウム塩、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ（登録商標））、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸のナトリウム塩（Ｎａ－ＡＭＰＳ（登録商標））、及びこれらの混合物からなる群から選択される。
一実施形態によれば、少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物は、ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、ヒドロキシプロピルメタクリレート（ＨＰＭＡ）、ポリエチレングリコールジメタクリレート（ＰＥＧ－ＤＭＡ）、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート（ＭＰＥＧ－ＭＡ）、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート（ＴＭＰ－ＴＭＡ）、マレイン酸、イタコン酸、ジアクリル酸マグネシウム、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、メタクリル酸カリウム、３－スルホプロピルアクリレートのカリウム塩、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ（登録商標））、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸のナトリウム塩（Ｎａ－ＡＭＰＳ（登録商標））、及びこれらの混合物からなる群から選択され、少なくとも１種の（メタ）アクリル化合物の含量は、多成分組成物の、７０．０～９９．０重量％、さらにより好ましくは、７５．０～９９．０重量％、最も好ましくは、８５．０～９５．０重量％であり、前記比率は、存在し得る水の量を除いた多成分組成物の全重量に基づく。
ラジカル開始剤は、（メタ）アクリル化合物の重合を開始する役割を果たす。これらの開始剤は当業者には公知である。開始剤は、例えば、有機又は無機ヒドロペルオキシド、有機又は無機過酸化物、例えば、ペルオキシジスルフェート又は過硫酸塩、アゾ化合物、又は任意の他の材料であり得、これは、当業者にはラジカルを生じさせることができるとして公知である。
少なくとも１種のラジカル開始剤は好ましくは、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、過硫酸ナトリウム（ＮＡＰＳ）、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、過酸化ベンゾイル、クメンヒドロペルオキシド、ｔｅｒｔ－ブチルヒドロペルオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、及びこれらの混合物からなる群から選択される。
好ましくは、前記少なくとも１種のラジカル開始剤の含量は、多成分組成物の０．０５～５．０重量％、より好ましくは、０．１～４．０重量％、さらにより好ましくは、０．１～３．０重量％、最も好ましくは、０．１～２．０重量％であり、前記比率は、存在し得る水の量を除いた多成分組成物の全重量に基づく。複数のラジカル開始剤が組成物中に存在する場合、「少なくとも１種のラジカル開始剤の含量」は、全てのラジカル開始剤の総含量を指す。
フリーラジカル形成のための触媒は、（メタ）アクリル化合物の重合反応を触媒する役割を果たす。触媒の触媒効果は、例えば、開始剤によって促進されるラジカル生成との相互作用に基づいていてもよい。これらの触媒は当業者には公知である。組成物は、フリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒を含むことが好ましい。
フリーラジカル形成のための適切な触媒は、好ましくは、アスコルビン酸、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム（ＳＦＳ）、例えば、Ｒｏｎｇａｌｉｔ（登録商標）（ＢＡＳＦから市販されている）、有機スルフィン酸誘導体及びその塩、例えば、Ｂｒｕｇｇｏｌｉｔｅ（登録商標）ＦＦ６及びＦＦ７（Ｂｒｕｇｇｅｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌから市販されている）、トルイジン誘導体、遷移金属塩、遷移金属錯体、アルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド、アルキルアミノ（メタ）アクリル酸アルキル、アルカノールアミン、エトキシ化アルカノールアミン、無機硫黄担持塩、還元糖、例えば、グルコース、並びにこれらの混合物からなる群から選択される還元剤を含む。
フリーラジカル形成のための触媒として使用するための適切なアルカノールアミンは、好ましくは、エタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、メチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ－ジエチルエタノールアミン、２－アミノ－２－メチル－プロパノール、Ｎ－ブチルエタノールアミン、Ｎ－メチルジイソプロパノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ－ブチルジエタノールアミン、２－アミノ－２－メチル－１，３－プロパンジオール、及びこれらの混合物からなる群から選択される、モノアルカノール、ジアルカノール及びトリアルカノールアミンを含む。
フリーラジカル形成のための触媒として使用するための適切なアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド及びアルキルアミノ（メタ）アクリル酸アルキルには、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド（ＤＭＡＰＭＡ）及びメタクリル酸ジメチルアミノエチル（ＤＭＡＥＭＡ）が含まれる。
好ましくは、多成分組成物は、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ－ブチルジエタノールアミン、２－アミノ－２－メチル－１，３－プロパンジオール、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド（ＤＭＡＰＭＡ）、メタクリル酸ジメチルアミノエチル（ＤＭＡＥＭＡ）、及びこれらの混合物からなる群から選択されるフリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒を含む。
好ましくは、フリーラジカル形成のための前記少なくとも１種の触媒の含量は、多成分組成物の０．０５～７．５重量％、より好ましくは、０．１～５．０重量％、さらにより好ましくは、０．１～３．０重量％、最も好ましくは、０．５～３．０重量％であり、前記比率は、存在し得る水の量を除いた多成分組成物の全重量に基づく。フリーラジカル形成のための複数の触媒が組成物中に存在する場合、「フリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒の含量」は、フリーラジカル形成のための全ての触媒の総含量を指す。
ＤＩＮ４８０－１４標準による腐食試験の必要条件を満たす（メタ）アクリルヒドロゲルを得るのに必要とされるベンゾエートの量は、アルカノールアミンを多成分組成物中の二次的腐食阻害剤として使用することによって低減させることができることが見出されてきた。二次的腐食阻害剤として使用されるアルカノールアミンはまた、フリーラジカル形成を同時に触媒することができる。アルカノールアミンは、アルカノールアミンカチオンとしてこれらのプロトン化した形態で、又はこれらの遊離塩基の形態で、又は部分的にアルカノールアミンカチオンとして及び部分的に遊離塩基の形態で、多成分組成物中に存在し得る。
多成分組成物は、フリーラジカル形成のための前記少なくとも１種の触媒と異なる少なくとも１種のアルカノールアミンをさらに含むことができ、前記少なくとも１種のアルカノールアミンは、エタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、メチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ－ジエチルエタノールアミン、２－アミノ－２－メチル－プロパノール、Ｎ－ブチルエタノールアミン、Ｎ－メチルジイソプロパノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ－ブチルジエタノールアミン、２－アミノ－２－メチル－１，３－プロパンジオールからなる群から、より好ましくは、エタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、メチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ－ジエチルエタノールアミン、２－アミノ－２－メチル－プロパノール、Ｎ－ブチルエタノールアミン、Ｎ－メチルジイソプロパノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、及びこれらの混合物からなる群から選択される。
フリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒と異なる前記少なくとも１種のアルカノールアミンの含量は、多成分組成物の、好ましくは、０．０５～１０．０重量％、より好ましくは、０．５～１０．０重量％、さらにより好ましくは、１．０～１０．０重量％、最も好ましくは、２．０～１０．０重量％であり、前記比率は、存在し得る水の量を除いた多成分組成物の全重量に基づく。「フリーラジカル反応のための前記少なくとも１種の触媒と異なる少なくとも１種のアルカノールアミンの含量」はここでは、フリーラジカル形成のための触媒として使用されるアルカノールアミンの含量を除いた組成物中に存在する全てのアルカノールアミンの総含量を指す。
フリーラジカル反応のための少なくとも１種の触媒は、フリーラジカル形成反応を触媒するのに通常必要とされるものより高い量で使用される場合、フリーラジカル形成のための触媒として、及び二次的腐食阻害剤として二重の機能性を有することができる。一実施形態によれば、フリーラジカル反応のための少なくとも１種の触媒は、アルカノールアミンであり、前記アルカノールアミンの含量は、多成分組成物の０．０５～１７．５重量％、好ましくは、０．１～１２．５重量％、より好ましくは、２．０～１０．０重量％、最も好ましくは、２．０～７．５重量％であり、前記比率は、存在し得る水の量を除いた多成分組成物の全重量に基づく。
ＤＩＮ４８０－１４標準による腐食試験の必要条件を満たす（メタ）アクリルヒドロゲルを得るために必要とされるベンゾエートの量は、ホスフェートを多成分組成物中の三次的腐食阻害剤として使用することによってさらに低減させることができることが見出されてきた。
多成分組成物は、少なくとも１種のホスフェート、好ましくは、リン酸の塩、より好ましくは、リン酸の水溶性塩をさらに含むことができる。特に、少なくとも１種のホスフェートは好ましくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、及びリン酸のアミン塩からなる群から、より好ましくは、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸カリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸ナトリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される。
リン酸の前記少なくとも１種の塩の含量は、多成分組成物の、好ましくは、０．０５～１０．０重量％、より好ましくは、０．１～７．５重量％、さらにより好ましくは、０．１～５．０重量％、最も好ましくは、０．１～４．０重量％であり、前記比率は、存在し得る水の量を除いた多成分組成物の全重量に基づく。リン酸の複数の塩が組成物中に存在する場合、「リン酸の少なくとも１種の塩の含量」は、リン酸の全ての塩の総含量を指す。
一実施形態によれば、多成分組成物は、少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物、少なくとも１種のラジカル開始剤、フリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒、安息香酸の少なくとも１種のアルカリ金属塩、及びフリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒と異なる少なくとも１種のアルカノールアミンを含み、少なくとも１種の（メタ）アクリル化合物の含量は、６０．０～９９．０重量％、より好ましくは、７５．０～９５．０重量％であり、安息香酸の少なくとも１種のアルカリ金属塩の含量は、０．０５～１５．０重量％、好ましくは、２．０～１０．０重量％であり、フリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒と異なる少なくとも１種のアルカノールアミンの含量は、０．０５～１０．０重量％、好ましくは、１．０～１０．０重量％であり、前記比率は、存在し得る水の量を除いた多成分組成物の全重量に基づく。
別の実施形態によれば、多成分組成物は、少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物、少なくとも１種のラジカル開始剤、フリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒、安息香酸の少なくとも１種のアルカリ金属塩、フリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒と異なる少なくとも１種のアルカノールアミン、及びリン酸の少なくとも１種のアルカリ金属塩を含み、少なくとも１種の（メタ）アクリル化合物の含量は、６０．０～９９．０重量％、より好ましくは、７５．０～９５．０重量％であり、安息香酸の少なくとも１種のアルカリ金属塩の含量は、０．０５～１５．０重量％、好ましくは、２．０～１０．０重量％であり、フリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒と異なる少なくとも１種のアルカノールアミンの含量は、０．０５～１０．０重量％、好ましくは、１．０～１０．０重量％であり、リン酸の少なくとも１種のアルカリ金属塩の含量は、０．０５～１０．０重量％、好ましくは、０．１～４．０重量％であり、前記比率は、存在し得る水の量を除いた多成分組成物の全重量に基づく。
別の実施形態によれば、多成分組成物は、少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物、少なくとも１種のラジカル開始剤、フリーラジカル形成のための触媒、及び安息香酸の少なくとも１種のアルカリ金属塩を含み、フリーラジカル形成のための触媒は、アルカノールアミンであり、少なくとも１種の（メタ）アクリル化合物の含量は、６０．０～９９．０重量％、より好ましくは、７５．０～９５．０重量％であり、前記アルカノールアミンの含量は、０．１～１２．５重量％、好ましくは、２．０～７．５重量％であり、安息香酸の少なくとも１種のアルカリ金属塩の含量は、０．０５～１５．０重量％、好ましくは、２．０～１０．０重量％であり、前記比率は、存在し得る水の量を除いた多成分組成物の全重量に基づく。
別の実施形態によれば、多成分組成物は、少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物、少なくとも１種のラジカル開始剤、フリーラジカル形成のための触媒、安息香酸の少なくとも１種のアルカリ金属塩、及びリン酸の少なくとも１種のアルカリ金属塩を含み、フリーラジカル形成のための触媒は、アルカノールアミンであり、少なくとも１種の（メタ）アクリル化合物の含量は、６０．０～９９．０重量％、より好ましくは、７５．０～９５．０重量％であり、前記アルカノールアミンの含量は、０．１～１２．５重量％、好ましくは、２．０～７．５重量％であり、安息香酸の少なくとも１種のアルカリ金属塩の含量は、０．０５～１５．０重量％、好ましくは、２．０～１０．０重量％であり、リン酸の少なくとも１種のアルカリ金属塩の含量は、０．０５～１０．０重量％、好ましくは、０．１～４．０重量％であり、前記比率は、存在し得る水の量を除いた多成分組成物の全重量に基づく。
多成分組成物は、不活性な鉱物充填剤、有機充填剤、鉱物バインダー、及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種の充填剤をさらに含むことができる。
用語「充填剤」は、典型的には、２０℃の温度で、好ましくは、０．５ｇ／１００ｇ未満の水、より好ましくは、０．１ｇ／１００ｇ未満の水、最も好ましくは、０．０１ｇ／１００ｇ未満の水の、低い水溶解度を有する固体微粒子材料を指す。
充填剤の化学的性質及び粒径は、本発明内で特に限定されない。好ましくは、少なくとも１種の充填剤は、０．１～２００．０μｍ、より好ましくは、０．１～１００．０μｍ、最も好ましくは、０．１～５０．０μｍの範囲の粒径ｄ５０を有する。
粒径中央値ｄ５０という用語は、容量で、それ未満で全ての粒子の５０％がｄ５０値より小さい粒径を指す。用語「粒径」は、粒子の面積相当球径を指す。粒径分布は、標準ＩＳＯ１３３２０－１：２００９において記載されているような方法によって、レーザー回折によって測定することができる。
用語「不活性な鉱物充填剤」は、化学的に反応性ではない鉱物充填剤を指す。これらは、採掘、それに続く必要とされる粒径及び形状への粉砕によって天然鉱物源から生成される。特に、不活性な鉱物充填剤は、石英、重質炭酸カルシウム又は沈降炭酸カルシウム、結晶性シリカ、ドロマイト、粘土、タルク、黒鉛、雲母、ケイ灰石、重晶石、珪藻土、及び軽石を含む。
用語「有機充填剤」は、有機材料を含むか、又はこれらからなる充填剤を指す。特に、有機充填剤は、セルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、及び分散性ポリマー組成物又はその分散物、例えば、Ｖｉｎｎａｐａｓ（Ｗａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ ＡＧから）及びＡｘｉｌａｔ８５１０（Ｈｅｘｉｏｎから）を含むか、又はこれらからなる材料を含む。
用語「鉱物バインダー」は、水硬性、非水硬性、ラテントバインダー、及びポゾランバインダーを指す。特に、鉱物バインダーは、セメント、セメントクリンカ、水硬性石灰、非水硬性石灰、及びセッコウを含むか、又はこれらからなる材料を含む。
好ましくは、少なくとも１種の充填剤の含量は、多成分組成物の０．０～３５．０重量％、より好ましくは、１．０～３０．０重量％、最も好ましくは、５．０～２５．０重量％であり、前記比率は、存在し得る水の量を除いた多成分組成物の全重量に基づく。複数の充填剤が組成物中に存在する場合、「少なくとも１種の充填剤の含量」は、全ての充填剤の総含量を指す。
多成分組成物は、阻害剤を任意選択で含有し得る。阻害剤は、自然重合を回避し、かつ／又はそれぞれ、オープンタイム及び反応時間を調節するために、（メタ）アクリル化合物に、特に、市販の製品中に加えられることが多い。適切な阻害剤の例には、ブチルヒドロキシトルエン（ＢＴＨ）、ヒドロキノン（ＨＱ）、モノメチルエーテルヒドロキノン（ＭＥＨＱ）、ＰＴＺ（フェノチアジン）、及び４－ヒドロキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン－１－オキシル（４－ヒドロキシ－ＴＥＭＰＯ）が含まれる。
上記で記述した成分は別として、組成物は、この分野において一般である１種若しくは複数のさらなる添加物を任意選択で含有し得る。例は、カラー染料及び水溶性賦形剤、例えば、ポリエチレングリコールである。カラー染料は、混合物を標識するのに適切であり得る。
本発明の別の態様において、（メタ）アクリルヒドロゲルを生成する方法を提供し、この方法は、
ｉ）本発明による多成分組成物を提供するステップと、
ｉｉ）多成分組成物の構成成分と水とを混合するステップであって、このように得られた混合物中で、前記少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物の総量と水の量の重量比が、０．１：１～５：１、好ましくは、０．１：１～３：１の範囲であるようなステップと、
ｉｉｉ）混合物が（メタ）アクリルヒドロゲルを形成することを許容するステップと
を含む。
混合ステップｉｉ）は通常、多成分組成物の構成要素と水とを混合しながら合わせることによって行われる。混合のための適切な手段は、スタティックミキサー及びダイナミックミキサー、特に、容器－撹拌機タイプミキサー、例えば、ローター－ステータータイプミキサー、ディソルバーミキサー、コロイドミキサー及び他の高剪断ミキサーである。適切な混合装置の選択は、組成物のオープンタイムによって決まる。長いオープンタイムの場合、混合は撹拌機を備えた容器で行うことができ、一方、短いオープンタイムの場合、スタティックミキサーが好ましくは、混合において使用される。
好ましくは、ステップｉｉｉ）を完了するために必要とされる時間は、３０秒～２４０分、好ましくは、１～１２０分、最も好ましくは、５～９０分である。
混合物は主に水及び水溶性成分をベースとするため、始めの混合物の粘度は通常相対的に低い。粘度は、例えば、水と（メタ）アクリル化合物の比を調節することによって、並びに／又は（メタ）アクリル化合物の分子量を調節することによって、並びに／又はレオロジー添加物のタイプ及び量を調節することによって、並びに／又は組成物中に存在する場合、充填剤のタイプ及び量を調節することによって、調節することができる。
重合反応は好ましくは、周囲温度にて、例えば、－１０～６０℃の範囲の、より好ましくは、０～５０℃の範囲の温度で起こる。
本発明の別の態様において、上記のような方法によって得ることができる（メタ）アクリルヒドロゲルを提供する。
本発明のまた別の態様では、（メタ）アクリル注入材料を提供し、この（メタ）アクリル注入材料は、本発明の多成分組成物の構成成分と水とを混合することによって得ることができ、このように得られた混合物中で、水溶性（メタ）アクリル化合物と水の総量の重量比は、０．１：１～５：１の範囲、好ましくは、０．１：１～３：１の範囲である。
好ましくは、（メタ）アクリル注入材料は、３０秒～２４０分、好ましくは、１～１２０分、最も好ましくは、５～９０分のオープンタイムを有する。
１５０～２００毎分回転数の範囲の粘度計の回転速度による２３℃の温度にてブルックフィールド粘度計で測定した（メタ）アクリル注入材料の粘度は、好ましくは、５００ｍＰａ・ｓ未満、より好ましくは、２００ｍＰａ・ｓ未満、最も好ましくは、１５０ｍＰａ・ｓ未満である。（メタ）アクリル注入材料の前記粘度は、水中の組成物の構成成分の完全な溶解の直後に測定する。
本発明の別の態様において、建築構造における亀裂、空隙、割れ目及び空洞の封止及び／又は充填のための方法を提供し、この方法は、
ｉ）本発明による多成分組成物を提供するステップと、
ｉｉ）多成分組成物中に含有される構成成分と水とを混合するステップであって、混合物中の前記少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物の総量と水の量の重量比は、０．１：１～５：１、好ましくは、０．１：１～３：１の範囲であるようなステップと、
ｉｉｉ）混合物を建築構造において封止／充填される部位に付着させ、混合物が（メタ）アクリルヒドロゲルを形成することを許容するステップと
を含む。
重合反応は、組成物及び水の混合によって殆ど直ちに開始する。したがって、ステップｉｉｉ）は、混合物を提供する直後に、及びどんな場合でも、混合物のオープンタイム以内に開始すべきである。
それぞれ下記の化合物及び生成物を、実施例において使用した。
Figure 2022058381000001
実施例の組成物Ｅｘ１～Ｅｘ８は、成分と水とを混合し、ヒドロゲル形成混合物を提供することによって調製した。実施例の組成物の成分、及び重量部（ｐｂｗ）でのこれらの量を、表２において提示する。ヒドロゲルの特性を、腐食特性、ゲル化時間、ゲルコンシステンシー及び膨潤に関して試験した。これらの結果をまた、表２において提示する。例ＥｘＣ６、ＥｘＣ７、及びＥｘＣ８は、腐食試験をパスしなかった組成物の比較例である。
トリエタノールアミンは、全ての実施例においてフリーラジカル形成のための触媒として使用した。安息香酸は、他の成分と混合する前に、二次的腐食防止剤として実施例の組成物中に存在するアルカノールアミンと最初に反応した。
腐食試験
実施例の組成物の重合によって得られるヒドロゲル材料の腐食特性は、ヨーロッパ標準ＥＮ４８０－１４による定電位電気化学的腐食試験で試験した。
腐食試験のために、ヒドロゲル中に埋め込まれたスチール作用電極を有する３つの円柱状のヒドロゲル試験標本は、各実施例の組成物から調製した。作用電極は、ヒドロゲルがスチール電極の埋め込まれた部分を対称的にカバーするようにモールドにおいて中心に配置した。
円柱状のヒドロゲル試験標本は、適切な配置のＴｅｆｌｏｎモールドを使用することによって調製した。実施例の組成物の構成成分を、全ての成分が水に完全に溶解するまで互いに混合し、均一溶液を得て、この後、Ｔｅｆｌｏｎモールドをこのように得られた混合物で充填した。３時間の反応時間後、埋め込まれた作用極を有する円柱状のヒドロゲル試験標本をＴｅｆｌｏｎモールドから取り出し、腐食試験の前に飽和炭酸カルシウム溶液中に２４時間浸し続けた。
腐食試験において、標準的なカロメル電極に対する５００ｍＶの定電位を、スチール作用電極上に印加し、スチールバー及び対電極の間のこのように得られたアノード電流の流れを２４時間モニターした。２０℃の温度での飽和水酸化カルシウム溶液を、電解質として使用した。
ＥＮ４８０－１４による腐食試験をパスするために、３つの試験標本のいずれかでの計算した電流密度は、腐食試験の開始の１時間後及び開始の２４時間後の間のいかなる時点においても１０μＡ／ｃｍ２の値を超えるべきではない。さらに、時間の関数としての記録した電流密度曲線は、対照標本（試験した材料を有さない）による同様の配置で得た電流密度曲線と比較して同様の傾向を示さなければならない。第３の判断基準として、スチール作用電極の目視検査は、腐食の何らかの徴候を見せるべきではない。３つの判断基準全てが満たされる場合、腐食試験の結果は「パスする」。そうでなければ、腐食試験の結果は「パスしない」。
ゲル化時間（分）
２３℃でのゲル化時間は、目視検査によって決定した（ゲル様構造が検出されるとき、ゲル時間が達成される）。
ゲルコンシステンシー
得られたヒドロゲルのゲルコンシステンシーは、触覚によって試験した。
膨潤、水中で１日
膨潤特性の測定のために、１．０×１．５×１．５ｃｍの寸法を有する試験標本は、実施例の組成物のそれぞれから生成したヒドロゲル材料から切断した。試験標本は水道水中で２３℃の温度で貯蔵し、試験標本の重量の変化は１日の試験期間の終わりに決定した。ヒドロゲル材料は、膨潤試験を行う前に２４時間硬化させた。表２において提示する膨潤値は、膨潤試験の間の試験標本の重量の変化百分率として決定した。
Figure 2022058381000002
以下の態様１に記載の多成分組成物が、従来技術の上記の問題を解決することが驚いたことに見出された。
本発明の態様として、以下の態様を挙げることができる：
《態様１》
以下の構成成分を含む多成分組成物：
ａ）少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物、
ｂ）少なくとも１種のフリーラジカル開始剤、
ｃ）少なくとも１種のベンゾエート、
ｄ）任意選択でフリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒、
ここで、前記少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物の含量が、存在し得る水の量を除いた前記多成分組成物の全重量に基づいて６０．０～９９．０重量％である。
《態様２》
前記少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物の含量が、７０．０～９９．０重量％、好ましくは７５．０～９９．０重量％、最も好ましくは８５．０～９５．０重量％であり、前記比率が、存在し得る水の量を除いた前記多成分組成物の全重量に基づく、態様１に記載の多成分組成物。
《態様３》
前記少なくとも１種のベンゾエートが、安息香酸の、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アルカノールアミン、及びアミンの塩、並びにそれらの混合物からなる群から選択される、態様１又は２に記載の多成分組成物。
《態様４》
安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種のベンゾエートを含む、態様１～３のいずれか一項に記載の多成分組成物。
《態様５》
前記少なくとも１種のベンゾエートの含量が、０．０５～１５．０重量％、好ましくは０．５～１０．０重量％、より好ましくは２．０～１０．０重量％、最も好ましくは５．０～１０．０重量％であり、前記比率が、存在し得る水の量を除いた前記多成分組成物の全重量に基づく、態様１～４のいずれか一項に記載の多成分組成物。
《態様６》
前記少なくとも１種のフリーラジカル開始剤の含量が、０．０５～５．０重量％、より好ましくは、０．１～４．０重量％、さらにより好ましくは、０．１～３．０重量％、最も好ましくは、０．１～２．０重量％であり、前記比率が、存在し得る水の量を除いた前記多成分組成物の全重量に基づく、態様１～５のいずれか一項に記載の多成分組成物。
《態様７》
フリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒を含み、前記少なくとも１種の触媒が、アスコルビン酸、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム、有機スルフィン酸誘導体及びその塩、トルイジン誘導体、遷移金属塩、遷移金属錯体、アルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド、アルキルアミノ（メタ）アクリル酸アルキル、アルカノールアミン、エトキシ化アルカノールアミン、無機硫黄担持塩、還元糖、及びこれらの混合物からなる群から選択される、態様１～６のいずれか一項に多成分組成物。
《態様８》
フリーラジカル形成のための前記少なくとも１種の触媒の含量が、０．０５～７．５重量％、より好ましくは、０．１～５．０重量％、さらにより好ましくは、０．１～３．０重量％、最も好ましくは、０．５～３．０重量％であり、前記比率が、存在し得る水の量を除いた前記多成分組成物の全重量に基づく、態様７に記載の多成分組成物。
《態様９》
モノアルカノールアミン、ジアルカノールアミン、トリアルカノールアミン、及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種のアルカノールアミンをさらに含み、前記少なくとも１種のアルカノールアミンが、フリーラジカル形成のための前記少なくとも１種の触媒と異なる、態様１～８のいずれか一項に記載の多成分組成物。
《態様１０》
前記フリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒と異なる前記少なくとも１種のアルカノールアミンの含量が、０．０５～１０．０重量％、より好ましくは０．５～１０．０重量％、さらにより好ましくは１．０～１０．０重量％、最も好ましくは２．０～１０．０重量％であり、前記比率が、存在し得る水の量を除いた前記多成分組成物の全重量に基づく、態様９に記載の多成分組成物。
《態様１１》
フリーラジカル形成のための触媒を含み、前記フリーラジカル形成のための触媒が、アルカノールアミンであり、前記アルカノールアミンの含量が、０．０５～１７．５重量％、好ましくは０．１～１２．５重量％、より好ましくは２．０～１０．０重量％、最も好ましくは２．０～７．５重量％であり、前記比率が、存在し得る水の量を除いた前記多成分組成物の全重量に基づく、態様１～６のいずれか一項に記載の多成分組成物。
《態様１２》
０．０５～１０．０重量％、より好ましくは０．１～７．５重量％、さらにより好ましくは０．１～５．０重量％、最も好ましくは０．１～４．０重量％の量で少なくとも１種のホスフェートをさらに含み、前記比率が、存在し得る水の量を除いた前記多成分組成物の全重量に基づく、態様１～１１のいずれか一項に記載の多成分組成物。
《態様１３》
以下を含む、（メタ）アクリルヒドロゲルの製造方法：
ｉ）態様１～１２のいずれか一項に記載の多成分組成物を提供するステップと、
ｉｉ）前記多成分組成物中に含有される構成成分と水とを混合するステップであって、このように得られた混合物において、前記少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物の総量と水の量の重量比を、０．１：１～５：１の範囲とするステップと、
ｉｉｉ）前記混合物を（メタ）アクリルヒドロゲルに形成するステップ。
《態様１４》
態様１３に記載の方法によって得ることができる（メタ）アクリルヒドロゲル。
《態様１５》
以下を含む、建築構造における亀裂、空隙、割れ目及び空洞の封止及び／又は充填のための方法：
ｉ）態様１～１２のいずれか一項に記載の多成分組成物を提供するステップと、
ｉｉ）前記多成分組成物中に含有される構成成分と水とを混合するステップであって、このように得られた混合物において、前記少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物の総量と水の量の重量比を、０．１：１～５：１の範囲とするステップと、
ｉｉｉ）前記混合物を前記建築構造において封止／充填する部位に適用し、そして前記混合物を（メタ）アクリルヒドロゲルに形成するステップ。

Claims (15)

  1. 以下の構成成分を含む多成分組成物：
    ａ）少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物、
    ｂ）少なくとも１種のフリーラジカル開始剤、
    ｃ）少なくとも１種のベンゾエート、
    ｄ）任意選択でフリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒、
    ここで、前記少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物の含量が、存在し得る水の量を除いた前記多成分組成物の全重量に基づいて６０．０～９９．０重量％である。
  2. 前記少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物の含量が、７０．０～９９．０重量％、好ましくは７５．０～９９．０重量％、最も好ましくは８５．０～９５．０重量％であり、前記比率が、存在し得る水の量を除いた前記多成分組成物の全重量に基づく、請求項１に記載の多成分組成物。
  3. 前記少なくとも１種のベンゾエートが、安息香酸の、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アルカノールアミン、及びアミンの塩、並びにそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１又は２に記載の多成分組成物。
  4. 安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種のベンゾエートを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の多成分組成物。
  5. 前記少なくとも１種のベンゾエートの含量が、０．０５～１５．０重量％、好ましくは０．５～１０．０重量％、より好ましくは２．０～１０．０重量％、最も好ましくは５．０～１０．０重量％であり、前記比率が、存在し得る水の量を除いた前記多成分組成物の全重量に基づく、請求項１～４のいずれか一項に記載の多成分組成物。
  6. 前記少なくとも１種のフリーラジカル開始剤の含量が、０．０５～５．０重量％、より好ましくは、０．１～４．０重量％、さらにより好ましくは、０．１～３．０重量％、最も好ましくは、０．１～２．０重量％であり、前記比率が、存在し得る水の量を除いた前記多成分組成物の全重量に基づく、請求項１～５のいずれか一項に記載の多成分組成物。
  7. フリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒を含み、前記少なくとも１種の触媒が、アスコルビン酸、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム、有機スルフィン酸誘導体及びその塩、トルイジン誘導体、遷移金属塩、遷移金属錯体、アルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド、アルキルアミノ（メタ）アクリル酸アルキル、アルカノールアミン、エトキシ化アルカノールアミン、無機硫黄担持塩、還元糖、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１～６のいずれか一項に多成分組成物。
  8. フリーラジカル形成のための前記少なくとも１種の触媒の含量が、０．０５～７．５重量％、より好ましくは、０．１～５．０重量％、さらにより好ましくは、０．１～３．０重量％、最も好ましくは、０．５～３．０重量％であり、前記比率が、存在し得る水の量を除いた前記多成分組成物の全重量に基づく、請求項７に記載の多成分組成物。
  9. モノアルカノールアミン、ジアルカノールアミン、トリアルカノールアミン、及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種のアルカノールアミンをさらに含み、前記少なくとも１種のアルカノールアミンが、フリーラジカル形成のための前記少なくとも１種の触媒と異なる、請求項１～８のいずれか一項に記載の多成分組成物。
  10. 前記フリーラジカル形成のための少なくとも１種の触媒と異なる前記少なくとも１種のアルカノールアミンの含量が、０．０５～１０．０重量％、より好ましくは０．５～１０．０重量％、さらにより好ましくは１．０～１０．０重量％、最も好ましくは２．０～１０．０重量％であり、前記比率が、存在し得る水の量を除いた前記多成分組成物の全重量に基づく、請求項９に記載の多成分組成物。
  11. フリーラジカル形成のための触媒を含み、前記フリーラジカル形成のための触媒が、アルカノールアミンであり、前記アルカノールアミンの含量が、０．０５～１７．５重量％、好ましくは０．１～１２．５重量％、より好ましくは２．０～１０．０重量％、最も好ましくは２．０～７．５重量％であり、前記比率が、存在し得る水の量を除いた前記多成分組成物の全重量に基づく、請求項１～６のいずれか一項に記載の多成分組成物。
  12. ０．０５～１０．０重量％、より好ましくは０．１～７．５重量％、さらにより好ましくは０．１～５．０重量％、最も好ましくは０．１～４．０重量％の量で少なくとも１種のホスフェートをさらに含み、前記比率が、存在し得る水の量を除いた前記多成分組成物の全重量に基づく、請求項１～１１のいずれか一項に記載の多成分組成物。
  13. 以下を含む、（メタ）アクリルヒドロゲルの製造方法：
    ｉ）請求項１～１２のいずれか一項に記載の多成分組成物を提供するステップと、
    ｉｉ）前記多成分組成物中に含有される構成成分と水とを混合するステップであって、このように得られた混合物において、前記少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物の総量と水の量の重量比を、０．１：１～５：１の範囲とするステップと、
    ｉｉｉ）前記混合物を（メタ）アクリルヒドロゲルに形成するステップ。
  14. 請求項１３に記載の方法によって得ることができる（メタ）アクリルヒドロゲル。
  15. 以下を含む、建築構造における亀裂、空隙、割れ目及び空洞の封止及び／又は充填のための方法：
    ｉ）請求項１～１２のいずれか一項に記載の多成分組成物を提供するステップと、
    ｉｉ）前記多成分組成物中に含有される構成成分と水とを混合するステップであって、このように得られた混合物において、前記少なくとも１種の水溶性（メタ）アクリル化合物の総量と水の量の重量比を、０．１：１～５：１の範囲とするステップと、
    ｉｉｉ）前記混合物を前記建築構造において封止／充填する部位に適用し、そして前記混合物を（メタ）アクリルヒドロゲルに形成するステップ。
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