BR102021013816A2 - Processo de fabricação e composição de revestimento impermeabilizante monocomponente - Google Patents
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Abstract
A presente invenção consiste em um PROCESSO DE FABRICAÇÃO E COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE compreendendo cimento Portland, carbonato de cálcio, grafite, resinas naturais base de H20, estearato de cálcio, espessantes, dispersantes, antiespumantes e uma formulação laboratorial previamente desenvolvida.
Description
[001] A presente invenção é aplicada no campo dos revestimentos para superfícies, mais especificamente aqueles que possuem propriedades hidrofóbicas e impermeabilizantes, melhorando ainda as propriedades mecânicas como a flexibilidade, resistência à tração e alto nível de condução térmica.
[002] O processo já conhecido no estado da técnica para a impermeabilização do concreto, utiliza uma manta impermeabilizante que necessita de equipamentos e ferramentas específicas. A aplicação dessa manta, além de comprometer a saúde do trabalhador, compromete também sua segurança.
[003] Seguindo o método atual, utiliza-se gás metano para queima e aderência da manta impermeabilizante. Este gás tem manuseio arriscado, é altamente prejudicial ao meio ambiente e também necessita de mão de obra especializada para que não ocorra nenhum tipo de acidente.
[004] Finalizada a aplicação da manta, é necessária uma prova de estanqueidade da estrutura que pode demorar até 15 dias, trazendo consequências de atraso no cronograma da obra. Após essa prova, uma proteção mecânica para o concreto é indicada, de modo a não danificar o que já foi realizado.
[005] Outro processo, mais similar ao proposto nesse documento, utiliza revestimento impermeabilizante a base de resinas, minerais e cimento portland para a impermeabilização e hidrofugação da superfície aplicada. Para esse processo, os componentes do revestimento são misturados antes de sua aplicação na superfície e, após a mistura, o material deve ser utilizado completamente ou sua vida útil diminui drasticamente, já que ao ser misturado, o material inicia o processo de solidificação.
[006] Como exemplo de realização podemos citar os revestimentos impermeabilizantes fabricados pela Sika®. Esses revestimentos são bicomponentes, sendo separados em componente A (líquido) e componente B (em pó) e a cura desses revestimentos deve ser feita de maneira úmida por 3 dias consecutivos após a aplicação da última demão.
[007] No mesmo sentido o documento CN111410877, depositado em 2019, revela um método de preparo para revestimento super-hidrofóbico compreendendo materiais formadores de filme (resinas), agentes auxiliares e emulsões.
[008] Entretanto os quatro métodos revelados no documento CN111410877 necessitam que as misturas sejam feitas na hora do preparo para a aplicação, sendo um dos métodos referentes à mistura de bicomponentes, como os fabricados pela Sika®.
[009] Os processos similares ao revelado no presente documento não apresentam solução alguma para melhorar as características mecânicas da superfície em que o revestimento é aplicado, resolvendo apenas os problemas de impermeabilização e hidrofobia.
[0010] Adicionalmente, pelos componentes do revestimento não serem misturados previamente em sua totalidade, surge a necessidade de possuir equipamentos específicos para realizar essa mistura antes da aplicação na superfície e ainda correndo o risco de se errar a dosagem exata da mistura.
[0011] Por fim, nenhum dos processos e produtos acima apresentam solução para verificar se o produto já está seco, pronto para o uso ou uma nova demão do revestimento. Caso ocorra uma verificação incorreta da cura do revestimento, a pessoa responsável pela aplicação da demão pode saturar (umedecer) a demão anterior, prejudicando o resultado final da aplicação.
[0012] A presente invenção consiste em um PROCESSO DE FABRICAÇÃO E COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de alta viscosidade aplicável em superfícies de lajes, nas paredes de piscinas e reservatórios d'água, paredes localizadas em áreas úmidas, muros de arrimo, madeiras, etc. A variedade de aplicações só é possível devido ao alto grau de aderência que o processo e a composição garantem ao revestimento.
[0013] O produto é fabricado pronto para a aplicação na superfície desejada, não sendo necessário adicionar água ou qualquer outro componente. Para sua aplicação, o produto precisa apenas ser homogenizado por alguns minutos e retirado do recipiente o qual foi comercializado, podendo, em seguida, ser aplicado utilizando meios convencionais como rolo de pintura, trincha ou pincel.
[0014] Por não haver a necessidade de misturar qualquer outro componente ao revestimento, o produto restante, caso seja armazenado adequadamente, pode ser reutilizado mesmo após um longo período de tempo. Para armazenar adequadamente o produto restante somente é necessário o condicionar em um recipiente fechado, sem a entrada de ar.
[0015] Outra característica de destaque é a coloração do revestimento. Quando o produto está em sua forma pastosa sua coloração é azul, entretanto quando o produto já foi aplicado na superfície e está seco, ele adquire a cor cinza.
[0016] A mudança de cor possibilita a verificação rápida e prática da condição em que se encontra o revestimento. Então, assim que verificada a mudança de cor, o responsável pela aplicação pode aplicar a segunda demão, agilizando todo o processo de revestimento e sem umedecer a demão anterior. O processo de secagem dura até duas horas, dependendo da temperatura ambiente.
[0017] A película impermeável formada após a aplicação e secagem do revestimento, possui características de borracha líquida com elasticidade, que garante o bloqueio nas micro fissuras. Quando aplicado, o produto penetra na superfície de concreto, pedras, cimentícios e até mesmo em madeiras formando um bloqueio dos vazios superficiais garantindo assim a impermeabilização.
[0018] Adicionalmente, pela ação hidrofóbica e impermeabilizante e por possuir características nanotecnológicas, o revestimento faz com que a superfície não segure umidade e, como resultado, evita fungos e bactérias. Tal efeito técnico foi testado e aprovado pela healthy building certificate.
[0019] Além das características hidrofóbicas, impermeabilizantes e da mudança de cor na secagem, o revestimento possui as seguintes características:
- • alto nível de condução térmica, resistindo a altas temperaturas;
- • resistência a oxidação;
- • Excelente flexibilidade e resistência mecânica, permitindo a expansão do revestimento sem causar fissuras no material.
[0020] O processo de fabricação também se diferencia dos demais presentes no estado da técnica, pois envolve uma etapa laboratorial, onde parte dos componentes passam por um processo de aquecimento, trituração e homogenização, antes de serem misturados ao produto final.
[0021] A etapa laboratorial do processo de fabricação possui particular importância para o resultado final de hidro-repelência, impermeabilização e condutibilidade térmica do revestimento. Mesmo conseguindo resultados satisfatórios sem essa etapa, os resultados com a adição do processo laboratorial são significativamente maiores.
[0022] A figura 1 nos mostra a cor do revestimento em sua fase úmida (1), quando ainda está no processo de secagem (2) e quando já está seco (3).
[0023] A presente patente propõem um PROCESSO DE FABRICAÇÃO E COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE compreendendo em sua composição em massa (preferencialmente): 5-14% de cimento Portland, 4-11% de carbonato de cálcio, 0,5-2% de grafite, 65-85% de mistura de resinas naturais a base de H20, de 1-5% de estearato de cálcio, 0,2-1% de espessante, 0,3-1,5% de dispersante polimérico, 0,2-1% de antiespumante a base de óleos minerais e de 0,5-3% de uma formulação laboratorial.
[0024] A formulação laboratorial mencionada acima é composta (em massa) de 30-60% de cimento Portland, de 20-50% de composto hidrofóbico (estearato de cálcio) e de 3-10% de grafite, que passam por um equipamento de, preferencialmente, 1.500 watts de potência que, por eletrofusão, esquenta e mistura, a uma temperatura de 70°C a 150°C por um período de 2-5 minutos. Após essa etapa, a mistura é transferida para um triturador de partículas para homogeneizar adequadamente, sem deixar nada de sólido (o aquecimento supracitado pode solidificar algumas partes da mistura). A mistura é adequadamente pesada de 0,5-3%, esta formulação é colocada no misturador secundário, para uma segunda mistura e aquecimento, culminando no produto final.
[0025] Com a formulação laboratorial previamente produzida, todos os componentes (formulação laboratorial, cimento Portland, carbonato de cálcio, grafite, estearato de cálcio e as resinas naturais a base de H20) são misturados, enquanto são aquecidos a uma temperatura de 70-170°C, pelo tempo de 20 a 30 minutos. Após esse tempo, a mistura final é enviada para um silo de descanso, onde será posteriormente embalada.
[0026] Sendo mais específico, nessa segunda parte os componentes são despejados em uma rosca de alimentação, onde são transportados para o misturador aquecedor, onde ocorre a mistura e aquecimento conforme dito anteriormente. Após essa etapa, a mistura esta pronta para ser embalada e comercializada.
[0027] Qualquer alteração nas faixas de tempo e temperatura do método de fabricação podem ocasionar perdas graduais no resultado no produto final, sendo sempre recomendado a utilização da temperatura e tempo indicados.
[0028] Como exemplo mais extremo, caso seja ultrapassada a temperatura de aquecimento da mistura, pode ocorrer a queima dos componentes e como consequência a perda dos resultados hidrofóbicos, impermeabilizantes e de resistência. Outro exemplo é a perda da característica da mudança de coloração caso as resinas naturas não sejam misturadas na proporção que será mostrada a seguir.
[0029] A mistura de resinas naturais a base de H20 compreende a combinação de emulsão aquosa de copolímero acrílico-estireno e dispersão aquosa de copolímero acrílico-uretânico, ambas com teor de sólidos (não voláteis ou ativos) em 45-55% e pH preferencialmente entre 7-9,5, sendo compostas pelos seguintes porções (em massa da mistura de resinas): 93-96% de emulsões aquosas de copolímero acrílico-estireno e 4-7% dispersão aquosa de copolímero acrílico-uretânico.
[0030] As emulsões aquosas de copolímero acrílico-estireno são ligantes com excelente resistência à água, sendo compatíveis com plastificantes e agentes coalescentes. Formam um filme transparente de flexível a rígido, além de apresentar boa resistência aos raios UV, umidade e mudanças climáticas.
[0031] O uso dessas emulsões são geralmente realizadas em lajes, paredes e madeiras, servindo como isolante flexível, impermeabilizante elastomérico, seladora, corretora de fissuras. Sendo mais abrangente, seu uso é sempre recomendado para superfícies que sofram contrações e dilatações por efeito do clima.
[0032] O antiespumante a base de óleos minerais é um agente controlador de espuma que quebra e retarda a formação de espuma do composto, sendo dispersível com os demais componentes do revestimento impermeabilizante.
[0033] O dispersante é indicado para auxiliar na dispersão de sólidos inorgânicos (caulim, carbonato de cálcio, agalmatólito, dióxido de titânio, etc) e atua como protetor coloidal em dispersões de argilas, evitando o processo de tixotropia. Na presente invenção é utilizado o poliacrilato de sódio como sendo o dispersante polimérico.
[0034] O espessante reduz os respingos e perdas formadas durante a aplicação, confere bom nivelamento e formação de filme do revestimento, além de boa resistência ao escorrimento. Os espessantes utilizado na presente invenção são os tipo HASE, como são conhecidas as emulsões álcali solúveis modificadas hidrofobicamente.
[0035] Existem diversas empresas que fabricam e comercializam as emulsões e dispersões aquosas de resinas, o espessante, o dispersante e o antiespulmante como os ditos acima. Então para a presente invenção podem ser utilizados qualquer um destes componentes adquiridos com terceiros.
[0036] O carbonato de cálcio, também conhecido como calcita, é um mineral de constituição inorgânica, quimicamente inerte, extraído de jazidas e beneficiado em diversas faixas granulométricas de acordo com a aplicação desejada. Ele possui a função de ajudar na impermeabilização e tem características encapsuladas de hidrorrepelência.
[0037] O grafite por sua vez possui um alto nível de condução térmica, resistência a altas temperaturas e a oxidação, passando todas essas características ao produto final.
[0038] O cimento Portland auxilia na estrutura da mistura e na resistência final do produto, podendo ser usado qualquer um dos tipos conhecidos do cimento, sendo preferencialmente usado o tipo CP2.
[0039] Alguns componentes da mistura podem ser alterados por similares, exercendo a mesma função. Entretanto, os componentes descritos acima foram os que apresentaram os melhores resultados.
[0040] O estearato de cálcio é o composto hidrofóbico e impermeabilizante que pode ser substituído por: ácidos graxos insaturados e seus sais, com cadeias de C10 a C24, podendo ser ácido esteárico, estearato de magnésio, estearato de sódio, estearato de potássio, fumaril estearato, estearato de zinco, estearato de alumínio e sais dos metais de transição.
[0041] Com relação a propriedade física, o estearato de cálcio ou material substituto devem ter o tamanho de partícula médio (D50), quando no estado sólido, deve ser de 100 nm a 50μm, mais preferivelmente em escala nanométrica de 400nm a 2000nm.
[0042] Além dos componentes descritos acima, a presente invenção também revela outra concretização onde é adicionado de 0,2-1% em massa de grafeno. A adição do grafeno é feita no momento da segunda mistura, envolvendo todos os componentes, participando da etapa de mistura e aquecimento.
[0043] O componente grafeno é um derivado do grafite, com propriedades nanotecnológicas, excelente flexibilidade e ajudando na impermeabilização. Adicionalmente o grafeno melhora significativamente a resistência mecânica e tração do revestimento revelado.
[0044] O rendimento do revestimento monocomponente descrito nessa patente é de 12-20 m2 por balde de 18 litros do produto, dependendo da superfície aplicação, quanto mais poroso, menor é o rendimento.
Claims (28)
- COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE compreendendo cimento Portland, carbonato de cálcio, estearato de cálcio e caracterizada por ainda compreender em sua composição:
- a) grafite,
- b) mistura de resinas naturais a base de H20,
- c) espessante,
- d) dispersante polimérico,
- e) antiespumante a base de óleos minerais, c) e uma formulação laboratorial.
- COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do cimento Portland ser de 5-14% da composição, em massa, do revestimento.
- COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato da mistura de resinas naturais base de H20 ser de 65-85% da composição, em massa, do revestimento.
- COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato da massa da mistura de resinas naturais compreender 93-96% de emulsões aquosas de copolímero acrílico-estireno e 4-7% dispersão aquosa de copolímero acrílico-uretânico.
- COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do carbonato de cálcio ser de 4-11% da composição, em massa, do revestimento.
- COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do grafite ser de 0,5-2% da composição, em massa, do revestimento
- COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do estearato de cálcio ser de 1-5% da composição, em massa, do revestimento.
- COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do espessante ser de 0,2-1% da composição, em massa, do revestimento.
- COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do dispersante polimérico ser de 0,3-1,5% da composição, em massa, do revestimento.
- COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do antiespumante a base de óleos minerais ser de 0,2-1% da composição, em massa, do revestimento.
- COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato da formulação laboratorial ser de 0,5-3% da composição, em massa, do revestimento.
- COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com as reivindicação 10, caracterizada pelo fato da formulação laboratorial ser composta de 30-60% de cimento Portland, de 20-50% de estearato de cálcio e de 3-10% de grafite.
- COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender 0,2-1% de grafeno.
- PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE, caracterizado pelo fato
- a) da formulação laboratorial de: cimento Portland, estearato de cálcio e grafite ser produzida a parte, onde a mistura desses componentes é aquecida de 70°C a 150°C, homogeneizada adequadamente em um triturador e
- b) após a formulação laboratorial previamente produzida, é feita uma segunda mistura enquanto aquece, a uma temperatura de 70°C a 170°, a composição que compreende: cimento Portland, carbonato de cálcio, estearato de cálcio, mistura de resinas naturais base de H20, espessante, dispersante polimérico, antiespumante a base de óleos naturais e a formulação laboratorial, gerando o produto final.
- PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato da formulação laboratorial ser misturada e aquecida por um período de 2 a 5 minutos.
- PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato da segunda mistura ser misturada e aquecida por um período de 20 a 30 minutos.
- PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato do cimento Portland ser de 4-11% da composição, em massa, do revestimento.
- PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato da mistura de resinas naturais base de H20 ser de 65-85% da composição, em massa, do revestimento.
- PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato da massa da mistura de resinas naturais compreender 93-96% de emulsões aquosas de copolímero acrílico-estireno e 4-7% dispersão aquosa de copolímero acrílico-uretânico.
- PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato do carbonato de cálcio ser de 4-11% da composição, em massa, do revestimento.
- PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato do grafite ser de 0,5-2% da composição, em massa, do revestimento
- PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato do estearato de cálcio ser de 1-5% da composição, em massa, do revestimento.
- PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato do espessante ser de 0,2-1% da composição, em massa, do revestimento.
- PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato do dispersante polimérico ser de 0,3-1,5% da composição, em massa, do revestimento.
- PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE REVESTIMENTO IMPERMEABILIZANTE MONOCOMPONENTE de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato do antiespumante a base de óleos minerais ser de 0,2-1% da composição, em massa, do revestimento.
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