САМООТВЕРЖДАЮЩАЯСЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1998 года по МПК C09J133/12 C08L33/12 

Изобретение относится к полимерным композициям на основе акриловых смол, предназначенных для крепления анкерных болтов в бетоне, а также склеивания бетонных и железобетонных конструкций.

Известна полимерминеральная композиция для крепления анкерных болтов в бетоне следующего состава, мас.%:
Полиметилметакрилат - 11 - 17
Метилметакрилат - 11 - 17
Сланцевая зола - 18 - 21
Кварцевый песок - 28 - 40
Перекись бензоила - 0,4 - 0,6
Диметиланилин - 0,3 - 0,5
Кубовые остатки ректификации стирола - 8 - 14
Продукт очистки изопрена из изоамилен-изопреновой фракции на основе пиперилена - 3 - 6
Вода - Остальное
(Авторское свидетельство СССР, N 1694519, C 04 B 20/06, 1991).

Однако для этой композиции характерны невысокие прочностные характеристики.

Известна полимерная композиция для крепления анкерных болтов с бетоне следующего состава, мас.%:
Порошок отходов полиметилметакрилата - 20 - 30
Поливинилхлоридная хлорированная смола - 3 - 6
Метилметакрилат - 20 - 25
Перекись бензоила - 0,5 - 1
Отходы асбестового текстильного производства - 4 - 9,5
Кварцевый песок - 34 - 47
(Авторское свидетельство СССР N 1470755, C 09 J 3/14, 1979).

Недостатком этой композиции является низкая адгезия к бетону, что снижает надежность клеевого крепления анкерных болтов в бетоне.

Наиболее близкой к предлагаемой композиции является композиция для крепления анкерных болтов в бетоне следующего состава, мас.%:
Полиметилметакрилат - 20 - 30
Метилметакрилат - 20 - 25
Перекись бензоила - 0,5 - 1,0
Диметиланилин - 0,3 - 0,5
Поливинилхлоридная хлорированная смола - 2 - 4
Стирольно-инденовая смола - 7 - 10
Песок из шлаков электропечного силикомарганца - Остальное.

(Авторское свидетельство СССР N 1728279, C 09 J 4/02, 1992).

Недостатком известной композиции является низкий предел прочности при сжатии клеевого соединения металла с бетоном.

Задачей данного изобретения является создание такой самоотверждающейся композиции доля крепления анкерных болтов в бетоне, в которой путем подбора компонентов было бы обеспечено повышение предела прочности при сжатии клеевого соединения металла с бетоном, что приводит к увеличению надежности и долговечности клеевых анкерных соединений.

Поставленная задача решается за счет того, что самоотверждающая композиция, включающая полиметилметакрилат, метилметакрилат, перекись бензоила, диметиланилин, стирольно-инденовую смолу, песок из шлаков электропечного силикомарганца, дополнительно содержит метакриловый ангидрид при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиметилметакрилат - 20 - 30
Метилметакрилат - 20 - 30
Метакриловый ангидрид - 4 - 6
Перекись бензоила - 0,5 - 1,0
Диметиланилин - 0,3 - 0,5
Стирольно-инденовая смола - 2 - 4
Песок из шлаков электропечного силикомарганца - Остальное
Отличительным признаком прототипа является использование в композиции метакрилового ангидрида, который, являясь четырехфункциональным соединением, в процессе сополимеризации с метилметакрилатом образует мостики между линейными макромолекулами полимера, что приводит к образованию пространственно сшитого трехмерного продукта с высокой механической прочностью, строение которого можно представить следующим образом:

Содержащиеся в стирольно-инденовой смоле остаточные мономеры стирола и индена в процессе сополимеризации с метилметакрилатом также способствуют пространственной сшивке полимера.

Анализ свойств различных составов предлагаемой композиции в сравнении со свойствами известной композиции приведен в табл.1 и табл.2.

Как видно из данных табл.2 предел прочности при сжатии у предлагаемой композиции увеличивается до 83,9-88,6 МПа через 1 сутки, т.е. на 32-40% по сравнению с известной композицией, и до 98,7-104,6 МПа через 28 суток, т.е. на 31-39%. Другие прочностные характеристики у предлагаемой композиции возрастают в меньшей мере: предел прочности при изгибе увеличивается до 44,2-47,6 МПа через 1 сутки, т.е. 9-17%, и до 52,0-55,3 МПа через 28 суток, т. е. на 9-16%, предел прочности при растяжении увеличивается до 39,6-41,1 МПа через 1 сутки, т.е. на 3-7% и до 46,0-47,8 МПа через 28 суток, т.е. на 2-6%. Модули упругости у предлагаемой и известной композиций практически одинаковы. Повышение предела прочности при сжатии у предлагаемой композиции приводит к увеличению надежности и долговечности клеевых анкерных соединений, подвергаемых интенсивным динамическим нагрузкам.

Примером конкретного выполнения предложенного технического решения является следующая технология приготовления составов 1-3 (см. табл.1) предлагаемой композиции.

Размолотую в порошок стирольно-инденовую смолу (фракция не более 0,14 мм) тщательно смешивают в шаровой мельнице с остальными сыпучими компонентами: полиметилметакрилатом, перекисью бензоила и песком из шлаков электропечного силикомарганца /фракция не более 0,14 мм/ до получения однородной сыпучей массы. Отдельно смешивают жидкие компоненты - метилметакрилат, метакриловый ангидрид и диметиланилин. Перед укладкой композиции в отверстие под анкерный болт или омоноличиваемый шов к сыпучим компонентам добавляют жидкие компоненты, тщательно перемешивают и оставляют композицию на 8-20 мин /в зависимости от температуры окружающей среды/ до образования вязкой массы сметанообразной консистенции. Укладку сомоотверждающейся композиции производят при температуре не ниже 0^oC. Полное отверждение полимерной композиции завершается в течение 6-24 час, причем в течение суток, как видно из табл.2, композиция набирает 85-86% своей максимальной прочности. Это позволяет уже через сутки устанавливать станки и другое оборудование на анкерные болты, закрепленные в бетоне с помощью предлагаемой композиции.

Таким образом, изобретение обеспечивает повышение предела прочности при сжатии самоотверждающейся композиции.

Самоотверждающаяся композиция рекомендуется для крепления анкерных болтов в бетоне, а также склеивания бетонных и железобетонных конструкций. Композиция содержит, помимо полиметилметакрилата, метилметакрилата, перекиси бензоила, диметиланилина, стирольно-иденовой смолы, песка из шлаков электропечного силикомарганца, метакриловый ангидрид. Сочетание компонентов в определенном соотношении обеспечивает высокий предел прочности при сжатии и долговечность клеевых соединений. 2 табл.

Самоотверждающаяся композиция, включающая полиметилметакрилат, метилметакрилат, перекись бензоила, диметиланилин, стирольно - инденевую смолу и песок из шлаков электропечного силикомарганца, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит метакриловый ангидрид при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиметилметакрилат - 20 - 30
Метилметакрилат - 20 - 30
Метакриловый ангидрид - 4 - 6
Перекись бензоила - 0,5 - 1,0
Диметиланилин - 0,3 - 0,5
Стирольно-инденовая смола - 2 - 4
Песок из шлаков электропечного силикомарганца - Остальноед