MXPA03007105A - Membrana polimercia de soporte estructural. - Google Patents

Abstract

En excavaciones, como minas, son necesarios soportes para evitar la caida de rocas. Las vigas estructurales proporcionan el soporte principal en la excavacion para evitar caidas de rocas mayores. Sin embargo, entre las vigas principales, pueden ocurrir aun caidas de rocas menores. Para proporcionar soporte estructural entra las vigas principales, puede ser aplicada una membrana de soporte estructural polimerica. La membrana incluye un polimero que sea producto de la reaccion de un monomero, un iniciador, y opcionalmente un agente reticulante; y un agente autoextinguible. La membrana puede ser aplicada por rocio, brocha o rodillo.

Description

MEMBRANA POLIMERICA DE SOPORTE ESTRUCTURAL CAMPO DE LA INVENCION La presente invención está dirigida a cubiertas de soporte estructurales para excavaciones, como minas. De manera más particular, la presente invención está dirigida a una membrana polimérica que es aplicada a las superficies de una excavación para proporcionar soporte estructural.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Cuando se excava la tierra, son colocados soportes estructurales en la excavación para evitar que la tierra se colapse hacia el área excavada. Principalmente, la tierra es soportada por varillas de soporte que son colocadas a lo largo de la excavación. Esos soportes son típicamente varillas de refuerzo de acero que son mantenidas en su lugar por anclajes mecánicos y/o lechadas de cemento. Esos soportes proporcionan la protección principal contra caldas de rocas no planeadas. La excavación, sin embargo, expone características rocosas naturales, como fallas y uniones, y puede dañar la tierra por extracción o explosión. Pueden ocurrir caídas de rocas mínimas entre los soportes principales. Aún cuando ellas puedan ser aisladas o relativamente pequeñas, poseerán peligro para las personas que. trabajen en la excavación. Para evitar esas caídas de roca menores entre los soportes, han sido instaladas telas o mallas metálicas entre los soportes principales. Existen muchas desventajas con el uso de una tela metálica. La tela metálica requiere una instalación de trabajo intensivo. La tela mecánica no ofrece protección contra la intemperie de la cara de la roca. Debido a la falta de uniformidad de la cara de la roca, la tela metálica no está completamente nivelada con la cara de la roca. La tela metálica únicamente se vuelve efectiva después de que un movimiento de roca considerable pone tensión sobre la tela metálica. La tela metálica es propensa a corrosión y deterioro. La tela metálica es propensa a daños por explosión si es instalada cerca de la cara de avance. Debido a que no puede ser instalada a distancia, es peligrosa de instalar debido a las rocas que caen. Puede ser difícil rociar concreto encima, lo cual causa un rebote relativamente alto y una adhesión al sustrato menor. Una posible alternativa a la malla de alambre sería rociar concreto (concreto rociado) sobre la cara de la roca. Sin embargo, sería prohibitivo en cuanto a costos aplicar a todas las superficies éste en una excavación. También, el concreto rociado no puede ser aplicado en todos los lugares. Han sido usado selladores en minas para evitar fugas de aire. Los selladores sin embargo, no son capaces de proporcionar soporte estructural a una superficie en una excavación. De manera general, los selladores son dispersiones de polímero en agua. Como resultado, no pueden ser aplicados a una superficie a un espesor suficiente para proporcionar soporte debido al contenido de agua. También, la dispersión de polímero en agua prohibe un rápido fraguado del polímero sobre la superficie, lo cual a su vez no proporciona suficiente resistencia a la tracción. Lo que se necesita en la técnica es una membrana estructural que pueda ser instalada con trabajo mínimo, que pueda ser instalada a distancia desde el frente de roca expuesto, que ofrezca protección a la intemperie al frente rocoso, que no se corroa, que sea efectiva con deformación por la roca mínima, que pueda ser aplicada cerca del frente de avance, que sea menos propensa al daño por explosión, que pueda ser cubierta con concreto rociado si se considera necesario. Un objeto de la invención es proporcionar una membrana polimérica de soporte estructural para proporcionar soporte a superficies expuestas en una excavación.

SUMARIO DE LA INVENCION La presente invención proporciona una membrana polimérica de soporte estructural de excavación que comprende un polímero que es un producto de reacción inducido por un iniciador de un monóraero; un agente autoextinguible; y opcionalmente al menos un agente reticulante, un segundo monómero, un retardante de humo, un modificador de la reología, un modificador de la velocidad de reacción, un plastificante, un emulsificante, un desespumante, una carga, un modificador de la adhesión a superficies húmedas, y un agente colorante; donde el monómero es seleccionado del grupo que consiste de acrilatos de ariloxi alquilo, metacrilatos de ariloxi alquilo, y mezclas de los mismos; donde el segundo monómero no homopolimeriza en presencia del modificador de la velocidad de reacción o el iniciador; y donde la membrana tiene una resistencia a la tracción (ASTM D638) mayor de 1 MPa después de 24 horas y una fuerza de adhesión (ASTM D4142) mayor de 0.5 MPa después de 24 horas. La invención también proporciona un método para reforzar superficies expuestas en una excavación con una membrana polimérica de soporte estructural que comprende: aplicar a la superficie expuesta una mezcla como se definió aquí anteriormente; y hacer que la mezcla reaccione.

La presente invención también proporciona una membrana polimérica de soporte estructural formada a partir de un proceso que comprende: aplicar a una superficie expuesta en una excavación una mezcla como se describió aqui anteriormente. De manera preferible, el monómero es seleccionado del grupo que consiste de acrilatos de ariloxi alquilo monofuncionales , metacrilatos de ariloxi alquilo monofuncionales, y mezclas de los mismos.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La presente invención está dirigida a una membrana polimérica de soporte estructural para excavaciones. La membrana incluye un polímero y un agente autoextinguible . El polímero es un producto de la reacción de un monómero seleccionado del grupo que consiste de monómeros monofuncionales , monómeros bifuncionales , monómeros trifuncionales , monómeros tetrafuncionales, y mezclas de los mismos. Funcional, significa que los monómeros tienen al menos un grupo reactivo de enlace doble que puede reaccionar en una reacción de polimerización para formar un polímero. Adicionalmente, el monómero puede incluir otro grupo funcional, el cual puede ser un enlace doble u otro grupo reactivo, que reaccione para enlazar una cadena polimérica a otra cadena polimérica. El polímero está presente en la membrana en una cantidad que proporciona a la membrana resistencia a la tracción, espesor, y un peso molecular suficiente para proporcionar soporte a superficies expuestas en una excavación. El polímero generalmente está presente en una cantidad del 30% al 70% sobre la base del peso de la membrana. En una modalidad, el polímero está presente en la membrana del 51% al 70% sobre la base del peso de la membrana. Los monómeros monofuncionales usados de acuerdo a la presente invención son ésteres monofuncionales , particularmente acrilatos de ariloxi alquilo monofuncionales , metacrilatos de ariloxi alquilo monofuncionales , y mezclas de los mismos. Los metacrilatos son los preferidos debido a que producen menos olor. Los ejemplos de acrilatos de ariloxi alquilo monofuncionales y metacrilatos de ariloxi alquilo monofuncionales incluyen, pero no se limitan a, metacrilato de 2-fenoxietilo, metacrilato de 2-fenoxi propilo, y mezclas de los mismos. Otros monómeros monofuncionales que pueden hacerse reaccionar para formar la membrana de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, diacrilato de tripropilen glicol, dimetacrilato de trietilen glicol y mezclas de los mismos. Los monómeros difuncionales pueden ser cualesquier ásteres difuncionales . Los ésteres difuncionales que pueden ser usados son acrilatos de ariloxi alquilo difuncionales, metacrilatos de ariloxi alquilo difuncionales , y mezclas de los mismos. Los ejemplos de monómeros difuncionales útiles incluyen, pero no se limitan a, dimetacrilato de trietilen glicol, diacrilato o metacrilato de neopentil glicol y diacrilato de tripropilen glicol. Los monómeros trifuncionales pueden ser cualquier éster trifuncional . Los ésteres trifuncionales que pueden ser usados son acrilatos trifuncionales, metacrilatos trifuncionales y mezclas de los mismos. Los ejemplos de monómeros trif ncionales útiles incluyen, pero no se limitan a, triacrilato de trimetilolpropan propoxilado, triacrilato de trimetilpropano etoxilado, y triacrilato de glxcerilo propoxilado. Los monómeros tetrafuncionales pueden ser cualesquier ésteres tetrafuncionales . Los ésteres tetrafuncionales que pueden ser usados son acrilatos tetrafuncionales , metacrilatos tetrafuncionales y mezclas de los mismos. Los ejemplos de monómeros trifuncionales útiles incluyen, pero no se limitan a tetraacrilato de ditrimetilolpropano, y pentaacrilato de dipentaeritritol . De manera preferible, el polímero es el producto de la reacción de un monómero seleccionado del grupo que consiste de acrilatos de ariloxi alquilo monofuncionales , metacrilatos de ariloxi alquilo monofuncionales , y mezclas de los mismos, y un agente reticulante . Cuando es seleccionado un monómero monofuncional, un agente reticulante se hace reaccionar con el monómero para proporcionar reticulación entre las cadenas poliméricas para proporcionar soporte estructural. Los ejemplos adecuados de agente reticulante incluyen, pero no se limitan a, metilen bis acrilamida, polimetilmetacrilato, acrilato de butadien estireno, copolímero de acrilato de estiren butilo, dimetacrilato de 1 , 6-hexandiol, dimetacrilato de bxsfenol A etoxilado, dimetacrilato de polietilen glicol y mezclas de los mismos. El agente reticulante puede estar presente hasta en un 30% sobre la base del peso del monómero. Puede ser incluido un segundo monómero en el producto de reacción que forma la membrana de la presente invención. El segundo monómero preferiblemente no homopolimeriza en presencia del modificador de la velocidad de reacción o el iniciador. Los ejemplos adecuados del segundo monómero incluyen, pero no se limitan a, dimetacrilato de dietilen glicol monoetil éter, dimetacrilato de dietilen glicol monobutil éter, y mezclas de los mismos. Debido a que la membrana es aplicada en una excavación, particularmente en una mina, existe el potencial de fuego. En cada jurisdicción, existen requerimientos de que la membrana sea autoextinguible . La prueba se efectúa manteniendo la membrana a la llama durante un periodo de tiempo fijo. La membrana debe autoextinguirse por si misma dentro de un tiempo máximo fijo. Debe proporcionarse en la membrana un retardante de la llama. El retardante de la llama puede ser cualquier material que proporcione propiedades de autoextinción a la membrana. Los ejemplos adecuados de agente autoextinguible incluyen, pero no se limitan a, fosfatos, como el fosfato de trifenilo, fosfato de poliamonio, fosfato de monoamonio, o fosfato de tri (2-cloretilo) , grafito exfoliado (el cual puede ser escamas de grafito natural tratadas con ácido) y mezclas de los mismos. El retardante de la llama está presente preferiblemente en la membrana del 5 al 40% sobre la base del peso de la membrana. El retardante de la llama puede ser un liquido o un sólido. De manera preferible el retardante de la llama es un sólido. De manera más preferible, el sólido es micronizado. Micronizado significa que el sólido es triturado hasta un tamaño micrónico. El agente autoextinguible micronizado también puede ser usado como membranas poliméricas diferentes a la membrana polimérica de la presente invención. Las otras membranas poliméricas incluyen, pero no se limitan a, poliuretano y poliurea. Un retardante de la llama preferido es el fosfato de poliamonio . Puede ser proporcionado un retardante de humo en la membrana. Un retardante de humo preferido es el óxido de aluminio (A1203) . De manera preferible, el retardante de humo está presente en la membrana del 2% al 15% sobre la base del peso de la membrana. La combinación de un retardante de la llama de fosfato de poliamonio y un retardante de humo de óxido de aluminio es particularmente preferida. El tiempo de gelificación y endurecimiento de la membrana puede ser controlado agregando al menos un iniciador. El iniciador puede ser un agente oxidante. Los agentes oxidantes adecuados incluyen, pero no se limitan a, peróxidos, como el peróxido de benzoilo, peróxido de dibenzoilo, hídroperóxidos, como el hidroperóxido de cumilo, persulfatos, como el persulfato de amonio, y mezclas de los mismos. El iniciador se agrega preferiblemente en una cantidad del 1% al 10% sobre la base del peso del monómero. En combinación con el iniciador, puede ser agregado un modificador de la velocidad de reacción, como un acelerador. El modificador de la velocidad de reacción puede ser un agente reductor. Los agentes reductores adecuados incluyen, pero no se limitan a, compuestos que contienen anilina, aminas, glicoles, octoatos y mezclas de los mismos. Los ejemplos adecuados de modificador de la velocidad de reacción incluyen, pero no se limitan a trietanolamina, N, N-dimetil-p-toluidina y tripropil aminas. El modificador de la velocidad de reacción puede estar presente en una cantidad de hasta el 10% sobre la base del peso del monómero. Los materiales para formar la membrana pueden ser proporcionados como una sola composición, o los materiales pueden ser proporcionados como una formulación de componentes múltiples (dos o más) . El sistema de componentes múltiples puede ser deseable cuando estén siendo proporcionados a la membrana un iniciador y un modificador de la velocidad de reacción. En este caso, el iniciador seria suministrado en un componente, y el modificador de la velocidad de reacción podría ser suministrado en otro componente.

La membrana también puede incluir un modificador de la reologia para incrementar la viscosidad de los materiales de la membrana inmediatamente después de la aplicación a las superficies de excavación. Esto puede ser deseado para evitar que la membrana se derrumbe antes de que cure cuando sea aplicada a una superficie en una excavación. Los ejemplos adecuados de modificador de la reologia incluyen a la sílice fumante, hidroxietil celulosa, idroxipropil celulosa, cenizas volantes (como se define en ASTM C618) , aceites minerales (como nafténico ligero) , arcilla de hectorita de tetra alquil amonio, cualesquier otros sólidos que sean inertes a los otros materiales en la membrana, y mezclas de los mismos. El modificador de la reologia puede estar presente en cualquier cantidad hasta el 20% sobre la base del peso de la membrana . La membrana también puede incluir un emulsificante . Puede ser deseable agregar un emulsificante para incrementar la adhesión de la membrana a una superficie. El emulsificante puede ser cualquier tensoactivo aniónico o tensoactivo no iónico. Los ejemplos adecuados del emulsificante incluyen, pero no se limitan a, nonil fenol etoxilado (preferiblemente, el nonil fenol etoxilado contiene de 4 a 10 grupos de óxido de etileno) , sulfatos de laurilo y mezclas de los mismos.

El emulsificante puede estar presente en una cantidad de hasta el 5% sobre la base del peso del monómero. La membrana también puede contener un plastificante para hacer la membrana más flexible. El plastificante puede ser cualquier material que plastifique el polímero en la membrana. En una modalidad de la invención, el plastificante permite que el polímero autoplastifique . En este caso, el monómero se hace reaccionar con el plastificante que incorpora en sí el producto de reacción. El plastificante puede estar presente en una cantidad de hasta aproximadamente el 40% sobre la base del peso del monómero. Los ejemplos adecuados del plastificante incluyen, pero no se limitan a, metacrilatos de laurilo, metacrilatos de estearilo, y (met) acrilato de nonil fenol etoxilado (4), como lo muestra la siguiente fórmula: donde R es H o CH3. La membrana también puede incluir una carga. Los ejemplos de cargas incluyen, pero no se limitan a vidrio, como vidrio triturado, metal, como partículas de hierro, cuarzo, sílice, baritas, calcita, sulfatos, alúmina, varias arcillas, tierra diatomea, volastonita, mica, perlita, polvo de pedernal, criolita, trihidrato de alúmina, talco, arena, pirofilita, polietileno granulado, fibras, como el polipropileno o acero, óxido de zinc, dióxido de titanio y mezclas de los mismos. Una carga preferida es el dióxido de titanio. La carga puede estar presente en una cantidad de hasta el 40% en peso sobre la base del peso del monómero. La membrana también puede incluir un modificador de la adhesión de superficies húmedas. El modificador de la adhesión de superficies húmedas proporciona mayor adhesión a superficies húmedas . El modificador de la adhesión de superficies húmedas puede ser cualquier material que incremente la adhesión de la membrana a una superficie húmeda. Los ejemplos adecuados de modificador a la adhesión a una superficie húmeda incluyen, pero no se limitan a, acrilato o metacrilato metálico hasta un 10% del contenido de monómero total, oleato de amonio, oleato de magnesio, acrilato de amonio y boratos de metal. Un modificador de la adhesión a superficies húmedas preferido es el borato de zinc. El modificador de la adhesión a superficies húmedas está presente preferiblemente en una cantidad hasta el 3% sobre la base del peso del monómero.

La membrana también puede incluir un agente colorante, como un pigmento o un tinte, para proporcionar un color deseado a la membrana. Un ejemplo de un agente colorante es el dióxido de titanio, pero también son útiles otros agentes colorantes. El agente colorante puede estar presente en una cantidad de hasta 3% sobre la base del peso del monómero. La membrana también puede incluir un desespumante como silicones modificados o mezclas de aceite de petróleo. Un desespumante preferido es el FOAMASTERMR S disponible de Cognis Corporation, Cincinnati, Ohio. El desespumante puede estar presente en una cantidad de hasta el 3% sobre la base del peso del monómero . Una membrana preferida se forma a partir de una mezcla de reacción de dos componentes . El primer componente incluye el monómero y el agente reticulante que reacciona para convertirse en el polímero y cualquier otro aditivo. El segundo componente incluye el iniciador y cualquier otro aditivo. La mezcla de dos componentes es preferida dado que el polímero no reacciona prematuramente con el iniciador. Para formar la membrana, los dos componentes son mezclados y se dejan reaccionar para formar el polímero.

Cuando se aplique a una superficie, la membrana deberá ser de al menos 1.5 mm de espesor. De manera preferible, la membrana es de 2 mm a 6 mm de espesor. Una propiedad de la membrana es su alargamiento adecuado. El alargamiento es el por ciento de incremento en la longitud de una membrana antes de que se rompa (AST D638) . Es deseable lograr alargamiento en el periodo de tiempo más corto. De manera preferible la membrana tiene un alargamiento mayor del 25% después de 24 horas de ser formada. De manera más preferible, la membrana tiene un alargamiento mayor del 50% después de 8 horas. De manera más preferible, la membrana tiene un alargamiento mayor del 75% después de 2 horas. En algunas modalidades, sin embargo, la membrana tiene un alargamiento de aproximadamente 0. En esos casos, la membrana es sustancialmente rígida. Otra propiedad de la membrana es su resistencia a la tracción adecuada. La resistencia a la tracción es la fuerza máxima que una membrana puede resistir antes de romperse (ASTM D638) . Se desea lograr una resistencia a la tracción alta. De manera preferible, la membrana tiene una resistencia a la tracción mayor de 1 Pa después de 24 horas. De manera más preferible, la membrana tiene una resistencia a la tracción mayor de 1 MPa después de 6 horas. De manera más preferible, la membrana tiene una resistencia a la tracción mayor de 1 MPa después de 30 minutos o menos. La membrana también tiene una propiedad de adhesión adecuada. La adhesión es medida por la fuerza necesaria para remover la membrana de una superficie (ASTM D4142) . Es deseable lograr la adhesión en el periodo de tiempo más corto. De manera preferible, la membrana tiene una fuerza de adhesión mayor de 0.5 MPa después de 24 horas. De manera más preferible, la membrana tiene una fuerza de adhesión mayor de 1 MPa después de 8 horas. De manera más preferible la membrana tiene una fuerza de adhesión mayor de 0.5 MPa después de 30 minutos o menos. Se prefiere que la membrana tenga resistencia al agua. La resistencia al agua puede ser determinada por los siguientes estándares: ASTM D2247 (Estándar Práctico para Probar la Resistencia al Agua en Recubrimientos en una Humedad Relativa del 100%) ASTM D1735 (Estándar Práctico para Probar la Resistencia al Agua de Recubrimientos Usando un Aparato de Niebla de Agua) , ASTM D4585 (Estándar Práctico para Probar la Resistencia al Agua de Recubrimientos Usando Condensación Controlada) , o ASTM D870 (Estándar Práctico para Probar la Resistencia del Agua en Recubrimientos Usando Inmersión en Agua) .

El estándar preferido es el ASTM D870. Una muestra de membrana es sumergida en agua a temperatura ambiente durante un periodo de 24 horas. La resistencia a la tracción de la membrana es entonces medida y comparada con la resistencia a la tracción de la membrana antes de la inmersión. La mayor resistencia al agua es indicada teniendo una pérdida menor en la resistencia a la tracción. La resistencia al agua aceptable tiene una pérdida en la fuerza a la tracción de menos del 10%. De manera preferible, la pérdida de la resistencia a la tracción es de menos del 5%. Se ha encontrado que los acrilatos de ariloxi alquilo y irtetacrilatos de ariloxi alquilo proporcionan resistencia al agua aceptable a la membrana de la presente invención. La membrana también es capaz de endurecer rápido. Endurecer rápido significa que la membrana alcanza al menos una de las propiedades de tracción, alargamiento y adhesión dentro del tiempo referido anteriormente . También se prefiere que la membrana tenga una vida de servicio útil mayor de un año. Vida de servicio ' útil significa que la membrana tiene una pérdida de menos del 10% de sus propiedades en un año.

Debido a que la membrana puede ser aplicada subterráneamente en una mina, se prefiere que la membrana no sea tóxica al contacto humano. En otra modalidad de la presente invención se proporciona un método para reforzar superficies expuestas en una excavación con una membrana de soporte estructural polimérica. El método incluye proporcionar una mezcla como se definió aqui anteriormente; aplicar la mezcla a la superficie expuesta en una excavación, y hacer que la mezcla reaccione. Este método se proporciona para aplicar la membrana polimérica de soporte estructural descrita anteriormente sobre una superficie expuesta. La resistencia a la tracción y espesor de la membrana es suficiente para proporcionar soporte a las superficies expuestas en una excavación puede ser medida usando el método de prueba ilustrado en A. Spearing, Jeffrey Ohler & Emmanuel Attiogbe, "La prueba efectiva de membranas de soporte delgadas ( superpeliculas) para usarse en minas subterráneas" , Australian Centre for Geomechanics, incorporada aqui como referencia. La prueba, referida como Prueba de Desplazamiento de Membrana MBT, está proporcionada para proporcionar datos de carga y desplazamiento sobre el desempeño de la membrana para tomar en cuenta los efectos combinados de las propiedades de resistencia a la tracción, alargamiento y adhesión de membranas rociadas y proporcionar, datos de desempeño para evaluar esas membranas. Es efectivo comparar el desempeño relativo de diferentes membranas. La membrana es rociada sobre la superficie de una placa de concreto. Un área de la membrana aplicada es" entonces sometida a una carga. Pueden efectuarse pruebas a corto y largo plazo (es decir, plastodeformación progresiva) con la instalación de la prueba. Para facilitar el desarrollo de una prueba estándar que pueda ser usada de manera rutinaria para evaluar el desempeño total de membrana rociada, son usadas placas de concreto precoladas. Esas placas se encuentran comercialmente disponibles y son muy densas (con relación al concreto colado en su lugar) con un terminado altamente texturizado sobre una superficie. Los valores típicos de absorción y volumen del espacio del poro permeable para las placas, de acuerdo a lo determinado de acuerdo con el ASTM C 642, son el 5% y 11%, respectivamente. Usando la placa precolada, el desempeño de la membrana puede ser evaluada por los efectos de variaciones en las propiedades de la membrana, asi como los efectos de las condiciones de humedad del sustrato. La mezcla puede ser aplicada por rocío, con brocha, o con rodillo para proporcionar la membrana polimérica de soporte estructural sobre una superficie expuesta . Una modalidad preferida de la presente invención se prepara a partir de la siguiente formulación. Esta es proporcionada en la formulación de dos componentes preferida con el monómero y el iniciador siendo proporcionados en partes separados a la formulación . PARTE A Metacrilato de 2- Monómero fenoxietilo Dimetacrilato de bisfenol A Agente reticulante etoxilado N, N-Dimetil-P-Toluidina Modificador de la velocidad de reacción Escama de grafito natural Retardante de la llama/Retardante del Fuego Sílice fumante Modificador de la reología Aceite mineral (nafténico Modificador de la reología ligero) Dióxido de titanio Agente colorante, carga Borato de zinc Modificador de la adhesión en superficies húmedas FOAMASTER S Desespumante PARTE B Tri (2-cloroetil) fosfato Retardante del fuego Aceite mineral (nafténico Modificador de la reología ligero) Peróxido de benzoilo Iniciador Sílice fumante Modificador de la reología Borato de zinc Modificador de la adhesión en superficies húmedas FOAMASTER S Desespumante En otra modalidad preferida, la presente invención es preparada a partir de la siguiente formulación. Nuevamente, esta modalidad es proporcionada en la formulación de dos componentes preferida con el monómero y el iniciador siendo proporcionados en partes separadas a la formulación. PARTE A Metacrilato de 2- Monómero fenoxietilo Dimetacrilato de bisfenol A Agente reticulante etoxilado o trimetacrilato de trimetilolpropano N, N-Dimetil-P-Toluidina Modificador de la velocidad de reacción PARTE A (Met ) acrilato de nonil Plastificante fenol etoxilado (4) Fosfato de poliamonio/Al203 Retardante de fuego/retardante del humo Sílice fumante Modificador de la reología Aceite mineral (nafténico Modificador de la reología ligero) Dióxido de titanio Agente colorante, carga Borato de zinc Modificador de la adhesión en superficies húmedas FOAMASTER S Desespumante PARTE B Fosfato de poliamonio/Al2C>3 Retardante de fuego/ retardante del humo Peróxido de benzoilo Iniciador Aceite mineral (nafténico Modificador de la reología ligero) Sílice fumante Modificador de la reología Borato de zinc Modificador de la adhesión en superficies húmedas FOAMASTER S Desespumante En otra modalidad preferida, la presente invención tiene la siguiente formulación.

PARTE A Metacrilato de 2- Monómero fenoxietilo Trimetacrilato de Agente reticulante trimetilolpropano Fosfato de poliamonio/Al203 Retardante del fuego/ retardante del humo Sílice fumante Modificador de la reología Oxido de aluminio Retardante del humo FOAMASTER S Desespumante PARTE B Metacrilato de dietilen Monómero no glicol monoetileter homopolimerizable Peróxido de benzoilo Iniciador Sílice fumante Modificador de la reología Oxido de aluminio Retardante de humo FOAMASTER S Desespumante PARTE C Metacrilato de dietilen Monómero no glicol monoetiléter homopolimerizable N,N, Dimetil P Toluidína Modificador de la velocidad de reacción FOAMASTER S Desespumante En otra modalidad preferida la formulación comprende cuatro componentes. Esta modalidad es proporcionada en una formulación de cuatro componentes combinados en dos unidades de monómero, iniciador y modificador de la velocidad de reacción, como se describe más adelante.

PARTE A Metacrilato de 2- Monómero fenoxietilo Trimetacrilato de Agente reticulante trimetilolpropano Fosfato de poliamonio/Al203 Retardante del fuego/ retardante del humo Sílice fumante Modificador de la reología Oxido de aluminio Retardante del humo FOAMASTER S Desespumante Dióxido de titanio Agente colorante, carga PARTE B Metacrilato de dietilen Segundo monómero glicol monoetileter N,N, Dimetil P Toluidina Modificador de la velocidad de reacción Sílice fumante Modificador de la reología Dióxido de titanio Agente colorante, carga PARTE C Metacrilato de 2- Monómero fenoxietilo Sílice fumante Modificador de la reología Dióxido de titanio Agente colorante, carga PARTE D Peróxido de benzoilo Iniciador Metacrilato de dietilen Segundo monómero glicol monoetileter Sílice fumante Modificador de la reología Dióxido de titanio Agente colorante, carga Fosfato de poliamonio/Al203 Retardante del fuego/retardante de humo De manera preferible, esta modalidad puede hacerse reaccionar en una membrana de la presente invención suministrando los cuatro componentes a través de una bomba que libere el material hacia un aparato de rocío para rociar la formulación sobre una superficie. De manera general, la bomba está diseñada para bombear dos componentes simultáneamente. Las Partes A y B son suministradas a una cámara de bombeo de la bomba, y las Partes C y D son suministradas a una segunda cámara de bombeo de la bomba. Los volúmenes de los componentes están dimensionados de modo que la membrana sea formada con la composición deseada. En una modalidad preferida, se usa una bomba que libera dos componentes de . la relación en volumen de aproximadamente 3 a 1. En esta modalidad, los componentes uno y dos están diniensionados para proporcionar 3/4 del volumen total del material liberado que forma la membrana, y los componentes tres y cuatro están dimensionados para proporcionar 1/4 del volumen total .

EJEMPLO Un ejemplo de la membrana polimérica de soporte estructural de la presente invención es probado por su resistencia a la tracción ASTM D638 y alargamiento ASTM D638, ambas en presencia de agua y sin agua. El ejemplo de la invención comprende dos componentes (3 partes de Parte ? a 1 parte de Parte B (en peso) ) los cuales son agregados juntos para reaccionar y formar la membrana de soporte. En la Parte A, son usados tres monómeros para maximizar la flexibilidad (alargamiento) , resistencia (resistencia a la tracción) y sensibilidad al agua de la membrana de soporte estructural. El metacrilato de 2-fenoxietilo imparte menor sensibilidad al agua pero carece de resistencia y flexibilidad mientras que, los dos monómeros restantes de metacrilato de hidroxi propilo y metacrilato de isobornilo dan a la membrana resistencia y flexibilidad.

Tabla 1 Parte A % en peso de la mezcla total Monómero (mezcla) Metacrilato de 2- 37.59 fenoxietilo Metacrilato de 22.55 hidroxi propilo Metacrilato de 15.04 isobornilo Agente reticulante Dimetacrilato de 3.78 bisfenol ? etoxilado Modificador de la N, N-dimetii-p- 0.53 velocidad de toluidina reacción Retardante de la Grafguard 220-80B 5.66 llama/agente autoextinguible Modificador de la Bentone 38 11.71 reologia Aerosil R 202 1.89 Agente colorante, Dióxido de titanio 0.90 carga Desespumante Foamaster S 0.35 Parte B % en peso de la mezcla total Agente Tri (2- 74.63 autoextinguible cloroetil) fosfato Iniciador Peróxido de 14.93 benzoilo Modificador de la Bentone 38 7.46 reologia Aerosil R 202 2.98 Tabla 2 El ejemplo es probado por su alargamiento (ASTM D638)- el por ciento de incremento en la longitud de membrana antes de que se rompa, y la resistencia a la tracción (ASTM D638)- la fuerza máxima que una membrana pueda resistir antes de romperse expresado en megapascales (Mpa) . Como se ilustran los resultados en la Tabla 2, la membrana polimérica de soporte estructural logra la resistencia a la tracción deseada (mayor de 1 MPa después de 24 horas) y alargamiento (mayor de aproximadamente 25% después de 24 horas) . Por lo tanto, la membrana presentará la resistencia y flexibilidad deseadas para un soporte estructural subterráneo. Adicionalmente, los resultados de prueba demuestran que la membrana polimérica de soporte estructural muestra poca o ninguna pérdida de resistencia cuando se expone al agua (sensibilidad a la humedad) . Aunque la invención ha sido descrita con detalle a través de la descripción detallada anterior y las formulaciones y ejemplos precedentes, esos ejemplos son para el propósito de ilustración únicamente y debe comprenderse que un experto en la técnica puede hacer variaciones y modificaciones en la técnica sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.

Claims (11)

NOVEDAD DE LA INVENCION Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REI INDICACIONES

1. Una membrana polimérica de soporte estructural de excavación, que comprende un polímero que es un producto de reacción inducido por un iniciador de un monómero; un agente autoextinguibile; y opcionalmente al menos un agente reticulante, un segundo monómero, un retardante de humo, un modificador de la reología, un modificador de la velocidad de reacción, un plastificante , un emulsificante, un desespumante, una carga, un modificador de la adhesión a superficies húmedas, y un agente colorante; caracterizada porque el monómero es seleccionado del grupo que consiste de acrilatos de ariloxi alquilo, metacrilatos de ariloxi alquilo, y mezclas de los mismos; caracterizado porque el segundo monómero no homopolimeriza en presencia del modificador de la velocidad de reacción o el iniciador; y porque la membrana tiene una resistencia a la tracción, (ASTM 0638) mayor de 1 MPa después de 24 horas y una resistencia a la adhesión (ASTM D4142) mayor de 0.5 MPa después de 24 horas.

2. La membrana polimérica de soporte estructural de conformidad con la reiv ndicación 1, caracterizada porque la membrana comprende un polímero que es un producto de reacción inducido por el iniciador de un monómero, un agente reticulante; un agente autoextinguibile; y opcionalmente al menos uno de un segundo monómero, un retardante de humo, un modificador de la reologia, un modificador de la velocidad de reacción, un plastificante, un emulsificante, un desespumante, una carga, un modificador de la adhesión a superficies húmedas, y un agente colorante; en donde el monómero es seleccionado del grupo que consiste de acrilatos de ariloxi alquilo monofuncionales , metacrilatos de ariloxi alquilo monofuncionales y mezclas de los mismos.

3. La membrana polimérica de soporte estructural de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque los metacrilatos de ariloxi alquilo monofuncionales son seleccionado del grupo que consiste de metacrilato de 2-fenoxietilo, metacrilato de 2-fenoxi-propilo y mezclas de los mismos.

4. La membrana polimérica de soporte estructural de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque, si está presente : a. el agente reticulante está presente hasta en un 30% en peso del monómero; b. el modificador de la reologia está presente hasta en un 10% en peso del monómero; c. el emulsificante está presente hasta en un 5% en peso del monómero; d. el plastificante está presente hasta en un 40% en peso del monómero; e. la carga está presente hasta en un 40% en peso del monómero; f . el . modificador de la adhesión a superficies húmedas está presente hasta en un 3% en peso del monómero; g. el agente colorante está presente hasta en un 3% en peso del monómero; h. el desespumante está presente hasta en un 3% en peso del monómero; i. el modificador de la velocidad de reacción está presente hasta en un 10% en peso del monómero; y j . el retardante de humo está presente hasta en un 10% en peso del monómero.

5. La membrana polimérica de soporte estructural de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la membrana se caracteriza por un alargamiento mayor del 25% después de 24 horas de ser formada.

6. La membrana polimérica de soporte estructural de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la membrana se caracteriza por una resistencia al agua medida que tiene una pérdida de menos del 5% de la resistencia a la tracción cuando se sumerge en agua a temperatura ambiente durante 24 horas (ASTM D870) .

7. La membrana polimérica de soporte estructural de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la membrana es un producto de reacción de un primer componente y un segundo componente; en donde el primer componente comprende un monómero, un agente reticulante, un modificador de la velocidad de reacción, un agente autoextinguible, un modificador de la reologia, una carga y un desespumante; y el segundo componente comprende un iniciador, un agente autoextinguible, un modificador de la reologia, un modificador de la adhesión a superficies húmedas, y un desespumante.

8. La membrana polimérica de soporte estructural de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el primer componente comprende metacrilato de 2-fenoxietilo, dimetacrilato de bisfenol A etoxilado; , N, -Dimetil-P-Toluidina, escamas de grafito natural, sílice fumante, aceite mineral, dióxido de titanio, borato de zinc, retardante de humo, y desespumante; y donde el segundo componente comprende fosfato de tri (2-cloroetilo) , aceite mineral, peróxido de benzoilo, sílice fumante, borato de zinc y desespumante.

9. La membrana polimérica de soporte estructural de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el primer componente comprende metacrilato de 2-fenoxietilo, al menos un dimetacrilato de bisfenol A etoxílado y trimetacrilato de trimetilolpropano N, -dimetil-p-Toluidina, (met ) acrilato de noníl fenol etoxilado (4) , fosfato de monoamonio, óxido de aluminio, sílice fumante, aceite mineral, dióxido de titanio, borato de zinc, y desespumante; y donde el segundo componente comprende fosfato de monoamonio, óxido de aluminio, aceite mineral, peróxido de benzoilo, sílice fumante, borato de zinc y desespumante .

10. Un método para reforzar superficies expuestas en una excavación con una membrana polimérica de soporte estructural, caracterizado porque comprende: a. aplicar a la superficie expuesta una mezcla que comprende un monómero; un iniciador, un agente autoextinguible ; y opcionalmente al menos uno de un agente reticulanter un segundo monómero, un retardante de humo, un modificador de la reología, un modificador de la velocidad de reacción, un plastificante, un emulsificante, un desespumante, una carga, un modificador de la adhesión a superficies húmedas, y un agente colorante; en donde el monómero es seleccionado del grupo que consiste de acrilatos de ariloxi alquilo, metacrilato de ariloxi alquilo, y mezclas de los mismos, donde el segundo monómero no homopolimeriza en presencia del modificador de la velocidad de reacción o el iniciador; y b. hacer que la mezcla reaccione; en donde la membrana tiene una resistencia a la tracción (ASTM D638) mayor de 1 MPa después de 24 horas y una fuerza de adhesión (ASTM D4142) mayor de 0.5 MPa después de 24 horas.

11. Una membrana polimérica de soporte estructural formada a partir del proceso caracterizado porque comprende : a. aplicar a una superficie expuesta en una excavación una mezcla que comprende un monómero; un iniciador, un agente autoextinguible; y opcionalmente al menos uno de un agente reticulante, un segundo monómero, un retardante de humo, un modificador de la reologia, un modificador de la velocidad de reacción, un plastificante, un emulsificante, un desespumante, una carga, un modificador de la adhesión a superficies húmedas, y un agente colorante; en donde el monómero es seleccionado del grupo que consiste de acrilato de ariloxi alquilo, metacrilato de ariloxi alquilo, y mezclas de los mismos, en donde el segundo monómero no homopolimeriza en presencia del modificador de la velocidad de reacción o el iniciador; y b. hacer que la mezcla reaccione; en donde la membrana tiene una resistencia a la tracción (ASTM D638) mayor de 1 MPa después de 24 horas, y una fuerza de adhesión (ASTM D4142) mayor de 0.5 MPa después de 24 horas.