CS217718B1 - Pružné hmoty na bázi gumové drti - Google Patents

Abstract

Vynález se týká a přispívá k odstranění nízké přilnavosti pružných nátěrů k savým podkladům. Toho se dosáhne použitím 5 až 500 hmot. dílů sušiny polymerů či kopolymerů vlnylických a/nebo olefinických monomerů, nebo směsí těchto polymerů a kopolymerů, ve formě vodných disperzí, případně ve směsi s vodou ředitelnými disperzemi nebo roztoky polymerů a reaktivních pryskyřic, při­ čemž alespoň jedna z uvedených složek obsahuje reaktivní funkční skupiny, zejména karboxylové, hydroxylové, aminové, amidové, metylové, alkoxylové, alkoxymetylamidové, epoxidové, merkaptanové. Dále hmota obsahuje až 100 hmot. dílů gumové drti, 0,01 až 5 hmot. dílů katalyzá­ torů na bázi amonných solí anorganických či organických kyselin, nebo těchto kyselin samotných a 0,01 až 10 hmot. dílů urychlováčů a tvrdidel. Tyto pružné hmoty lze aplikovat jako podlahoviny pro sportovní účely, tovární haly, střešní krytiny, spárovací tmely a lepidla.

Description

Vynález se týká pružných hmot na bázi gumové drti, v nichž jako pojivá jsou použity vodou ředitelné a/nebo ve vodě rozpustné polymery či reaktivní pryskyřice. Tyto hmoty se vyznačují dobrou adhezí k savým podkladům a jsou vhodné zejména jako podlahoviny, povlaky sportovních hřišť, střešní krytiny a podobně.

Gumové drtě získané ze starých pneumatik, anebo jiných gumových výrobků drásáním, mletím při nízkých teplotách, obrusem apod. jsou zajímavou surovinou, která však dosud nenachází plně uplatnění. Jednou z možností použití je aplikace jako plnivo při přípravě různých hmot a tmelů. Částice rozdrcené gumy jsou spojovány v pevnou pružnou hmotu různými druhy pojiv, např. polyuretanová (US pat. 3 869 421, sov. AO 460 285, fr. pat. 2 333 087), asfaltová (čs. pat. 95 984, US pat. 4 085 078), polyvinylchlorid a jiné polymery (NSR pat. 2 515 871 jap. pat. 5 2066 561), polymerní disperze (NDR pat. 126 485, fr, pat. 2 301 636, brit. pat. 1 498 297, jap. pat. 5 3074 723) a kaučuková (US pat. 4 082 888, ír. pat. 2 355 974). Tyto hmoty lze zpracovávat buď litím za studená, nebo lisováním za vyšší teploty.

Použití vodných disperzí polymerů a kopolymerů vinylických či olefinických monomerů jako plniva pro přípravu hmot z gumových drtí v přítomnosti pigmentů, plniv, barviv, plastiíikátorů apod. je uvedeno v německém patentu 2 750 903. Použité polymery a kopolymery vinylických či olefinických monomerů v disperzích jsou nereaktivní látky, které po vytékání vody spojují sypké složky hmoty. Vlastnosti vzniklých filmů jsou značně ovlivněny složením polymerů či kopolymerů. Vzniklé hmoty jsou vysoce elastické, přičemž jejich elasticita přesahuje elasticitu vlastních pojiv, ale mají poměrně nízkou přilnavost k podkladu a nízkou odolnost proti rozpouštědlům a chemikáliím.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje předložený vynález, jehož předmětem jsou pružné hmoty na bázi gumové drti pojené vodou ředitelnými a/nebo ve vodě rozpustnými polymery a/nebo reaktivními pryskyřicemi v přítomnosti tvrdidel, plniv, pigmentů, barviv a dalších aditiv. Podstata spočívá v tom, že pružné hmoty sestávají ze 100 hmot. dílů drti, 5 až 500 hmot. dílů sušiny polymerů čl kopolymerů vinylických a/nebo olefinických monomerů, s výhodou kyseliny akrylové a metakrylové, styrenu a butadienu nebo směsí těchto polymerů a kopolymerů, ve formě vodných disperzí, případně ve směsi s vodou ředitelnými disperzemi nebo roztoky polymerů a reaktivních pryskyřic, zejména epoxyesterových, alkydových, polyesterových, epoxidových, polyuretanových, močovinomelamino-, guanamino-, fenolformaldehydových kondenzátů, přičemž alespoň jeden z použitých polymerů či kopolymerů a/nebo reaktivních pryskyřic obsahuje vzájemně reaktivní funkční skupiny, zejména karhoxylové, hydroxylové, aminové, amidové, metylolové, alkoxymetylové, alkoxymetylamidové, epoxidové, merkaptanové, dále z 0,01 až 5 hmot. dílů katalyzátorů kondenzačních síťovacích reakcí na bázi amonných solí anorganických či organických kyselin nebo těchto kyselin samotných, s výhodou síranu amonného, kyseliny fosforečné a kyseliny p-toluensulfonové, a 0,01 až 10 hmot. dílů urychlovačů a tvrdidel, s výhodou piperidinu, trietanolaminu, dietyléntriaminu, tris-dimetylaminometylfenolu, solí terciárních aminů a solí přechodových prvků a organických kyselin, zejména naftenát kobaltu, chromitá sůl kyseliny dialkylsalicylové a oleáty titanu a zirkonu.

Předností uvedeného vynálezu je značné zlepšení rychlosti zasychání hmoty a její houževnatosti, zvýšení odolnosti vůči rozpouštědlům a chemikáliím. Dále se pružné hmoty vyznačují nízkým oděrem a vysokou přilnavostí k savým podkladům.

Gumová drť se získá mnoha způsoby, např. drcením ojetých pneumatik zbavených kovových součástí při nízkých teplotách, nebo drásáním pneumatik ve vulkanizovnách, obrusem gumových součástí ve spotřebitelských závodech apod.

Podle způsobu přípravy a podle druhu gumy má drť různý tvar a velikost částic, rozličnou kvalitu povrchu a tvrdost podle obsahu vulkanizačního činidla a plniv. Drtě, získané drcením nebo drásáním běhounů pneumatik, mají poměrně malý povrch a jsou vysoce elastické, a jejich velikost částic je od 0,5 do 5 mm. Dodávají hmotám vysokou elasticitu a odolnost proti oděru. Získané hmoty se při vytvrzování poměrně málo smršťují. Naopak gumová drť získaná obrusem je jemná o velikosti částic od 0,05 do 1 mm. Má velký povrch a na dokonalé spojení jednotlivých částic je zapotřebí vyšší obsah pojivá. Z toho důvodu vzniklé hmoty jsou měkké, mají vyšší obrus a vyšší smrštění při vytvrzovaní.

Disperzní pojivá používaná pro přípravu pružných hmot jsou polymery a kopolymery připravované emulzní polymeraci a kopolymerací nenasycených monomerů, jako např. esterů kyseliny akrylové, metakrylové, vinylesterů organických kyselin, styrenu a jeho derivátů, divinylbenzenu, vinylacetátu a vinylpropionátu, akrylonitrilu, butadienu, izoprénu, chloroprénu a směsí všech těchto monomerů. Dále jsou to kopolymery, jež obsahují vedle uvedených nenasycených monomerů ještě nenasycené monomery s reaktivními funkčními skupinami, jako např. kyselina akrylová a metakrylová, akrylamid, metakrylamid.

N-isobutoxymetylakrylamid, N-metylolakrylamid, hydroxyetylmetakrylát, N-alko217718 xymetylmetylolakrylamid, kyselina maleinová a fumarová a její estery, vinyllaktám, N-vinylpyrolidon.

Dále jsou to disperze alkydových, epoxyesterových pryskyřic obsahujících nenasycené mastné kyseliny, které zasychají oxypolymerací na vzduchu. Z polykondenzačních reaktivních pryskyřic jsou to vodné nebo vodné alkoholické roztoky močovino-, melamino-, guanamino-, fenol-, kresol-, xylenol-formaldehydových pryskyřic, ve vodě rozpustných nebo vodou ředitelných epoxidových pryskyřic, jako jsou např. polyglycidylétery alifatických alkoholů, tetrahydrofurylglycidyléter, dále ve vodě dispergovatelné epoxidové pryskyřice na bázi Bisfenolu A, jako např. Bisfenol A — bisglycidyléter, epoxidové pryskyřice na bázi Bisfenolu A o vyšší molekulové hmotnosti, rozpuštěné v organických rozpouštědlech, dále nenasycené polyesterové pryskyřice rozpuštěné v reaktivních monomerech, jako např, ve styrenu, v esterech kyseliny akrylové a metakrylové apod.

K urychlení vytvrzovacích reakcí se používají různé typy katalyzátorů, urychlovačů a tvrdidel. Z kyselých katalyzátorů, které urychlují esterifikační, éterifikační a předaminační reakce se používají především amonné soli anorganických či organických kyselin, jako např. chlorid amonný, síran amonný, fosforečnan amonný, nebo tyto kyseliny samotné, např. kyselina fosforečná, šťavelová, citrónová, a dále organické sulfokyseliny, např. kyselina p-toluensulfonová. Jako urychlovače a tvrdidla pro reakce epoxidových skupin, dvojných vazeb v polymerech a monomerech lze použít např. trietanolamin, benzyldimethylamin, tris-dimetylaminometylfenol, piperidin, polyalkylen-polyaminy. Dále se mohou používat soli organických kyselin s přechodovými prvky, jako např. chromitá sůl kyseliny dialkylsaíicylové, naftenát kobaltu, oleáty titanu a zirkonu.

Jako plniv, pigmentů a barviv lze použít celé řady látek, aplikovaných v průmyslu nátěrových hmat. Z křemičitanů, jsou to např. živec, kaolin, slída, wolastonit, asbest, břidlice, tavený křemen, čedič.

Z kysličníků pak kysličníky křemičité, titaničité, olovnaté, železité a železnaté, dále zinku, antimonu. Ze sirníků jsou to sirníky kadmia a zinku. Ze síranů např. síran barnatý a z uhličitanů vápenec a křída. Dále jsou to chromany, práškové kovy, grafit. Z organických pigmentů se používají saze, ftalocyaniny, azopigmenty apod. Z organických barviv jsou to barviva azová, ftalocyaninová, antrachinonová, trifenylmetanové apod.

Do uvedených kompozic lze podle potřeby přidávat ještě změkčovadla běžných typů, jako např. dibutylftalát, trikresylfosfát, polyalkylenoxid a další aditiva používaná pro řízení odparivosti a koalescenci vodných disperzí, jako např. etylénglykol, lakový benzin apod.

Příprava uvedených hmot je velmi jednoduchá, lze je vyrábět smísením všech Složek najednou v libovolném míchacím zařízení, jako např. v míchačce na beton. U složitějších směsí lze připravit nejdříve predsměsi vodných disperzí s pigmenty, plnivy, nebo barvivý a teprve v další fázi přidávat gumovou drť. Pigmenty nebo barviva se mohou přidávat ve formě vodných past nebo disperzí.

Uvedené hmoty lze používat pro přípravu pružných nátěrů, podlahovin, silnějších vrstev pro sportovní účely, jako např. povlaky podlah v tělocvičnách, na hřištích pro košíkovou, házenou, tenis, dále pro dětská hřiště, na podlahy v továrních halách, v garážích, hospodářských budovách pro ustájení dobytka, pro povlékání střešních krytin, pro nanášení na spodní části karosérií aut, dále jako spárovací tmely, stříkací hmoty, tmely pro stavebnictví, lepidla apod.

Složení kopolymerů použitých ve formě vodných disperzí v dále uvedených příkladech použití:

A — vodná disperze kopolymerů styrenu butylakryloótu, N-lsobutoxymetylakrylamidu, metakrylamidu a kyseliny akrylové v hmotnostním poměru 27:

: 59 : 3 : 10 : 1 obsahující 45 % sušiny;

B — vodná disperze kopolymerů butadien, styren v hmotnostním poměru 70 : 30 obsahující 20 % sušiny;

C — vodná disperze kopolymerů butylakrylátu, akrylonitrilu, etylénglykoldimetakrylátu a N-metylolakrylamidu v hmotnostním poměru 80 : 5 : 10 : 4 obsahující 45 % sušiny,

D — vodná disperze kopolymerů butylakrylátu, styrenu, N-isobutoxymetylakrylamidu a kys. metakrylové v hmotnostním poměru 68 : 25 : 3 : 4 obsahující 45 % sušiny;

E — vodná disperze kopolymerů vinylacetátu, 2-etylhexylakrylátu v hmotnostním poměru 70 : 30 obsahujícím 50 % sušiny;

F — vodná disperze kopolymerů vinylacetátu, vinylesterů kyselin z trimerů propylenu v hmotnostním poměru 55 :

: 45 obsahující 45 % sušiny;

G — vodná disperze epoxyesterové pryskyřice připravená esterlfikací epoxidové pryskyřice na bázi bisfenolu A mastnými kyselinami sójového oleje a následující dispergaci ve vodě obsahující 50 % sušiny;

H — vodná disperze kopolymerů metylmetakrylátu, etylakrylátu, metakrylamidu a N-metylolakrylamidu v hmotnostním poměru 45 : 47 : 5 : 3 obsahující 45 proč. sušiny;

CH — vodná disperze kopolymerů etylakrylátu a kyseliny akrylové v hmotnostním poměru 90 : 10 obsahující 45 % sušiny;

I — vodná disperze kopolyméru butylakrylátu, akrylonitrilu, hydroxyetylmetakrylátu a kyseliny metakrylové v v hmotnostním poměru 70 : 10 : 8 : 2 obsahující 40 °/o sušiny;

J — vodná disperze kopolyméru butylakrylátu, butylmetakrylátu a kyseliny akrylové v hmotnostním poměru 15 : 82 : 3 obsahující 50 % sušiny;

K — vodná disperze kopolyméru etylakrylátu, metylakrylátu a hydroxypropylakrylátu v hmotnostním poměru 55 : : 40 : 5 obsahující 45 °/o sušiny.

Příklady použití:

P ř í k 1 a d 1

100 hmot. dílů gumové drti o· velikosti částic 0,5 až 5 mm získané drásáním běhounů starých pneumatik bylo smícháno s 20 hmot. díly mikroasbestu a tato směs byla smíšena s 35 hmot. díly vodné disperze C a 45 hmot. díly vodné disperze B. Do této směsi bylo přidáno za míchání 10 hmot. dílů vodného' roztoku močovinoformaldehydové pryskyřice obsahující 50 % sušiny a dále 0,3 hmot. dílů síranu amonného jako katalyzátoru vytvrzování. Směs byla důkladně promíchána a za teploty 15 až 25 °C byla nanášena ve vrstvě cca 1 cm silné na betonový podklad. Po nanesení byla hmota udusána a ponechána 3 dny při normální teplotě. Vzniklá vrstva je pevná a pružná a může sloužit jako pružný povlak betonových podlah pro sportovní účely. Po 7 dnech lze na tuto vrstvu nanést další hmotu v tloušťce přibližně 1 cm, která se se spodní vrstvou velmi dobře spojí a vytváří tak pružný povlak, který má vysokou vrstnou elasticitu. Hmota má vysokou přilnavost k podkladu a je odolná proti povětrnosti při střídavých teplotách.

Příklad 2

100 hmot. dílů gumové drti o velikosti částic 0,1 až 1 mm získané drcením starých pneumatik při nízkých teplotách bylo smícháno v míchačce se směsí 20 hmot. dílů vodné disperze C a 5 hmot .dílů vodného roztoku močovinoformaldehydové pryskyřice uvedené v příkladu 1 a 0,1 hmot. dílů kys. p-toluensulfonové. Získaná hmota byla nanesena na betonový podklad ve vrstvě silné cca 0,6 mm a ponechána po udusání 7 dní při teplotě okolí. Získaná vrstva byla tvrdě elastická, velmi dobře lnoucí k podkladu. Byla použita jako povlak betonových podlah v hospodářských budovách s ustájeným dobytkem.

Příklad 3

100 hmot. dílů gumové drti získané obrusem barevných podešví o velikosti částic

0,05 až 0,5 mm byla smíchána s 3 hmot. díly aerosilu a v míchačce byla rozmíchána s vodnou disperzí připravené dispergací 25 hmot. dílů vodné disperze Dal hmot. dílu nízkomolekulární epoxidové pryskyřice na bázi bisfenolu A obsahující cca 0,5 epoxidových ekvivalentů na 100 g a 0,1 tris-dimetylaminometylfenolu. Získaná hmota byla nanesena v tloušťce 0,4 cm na betonový poklad a po vytvrzení 5 dní při normální teplotě sloužila jako pružná podlahovina v tovární hale. Bylo dosaženo výborné přilnavosti k podkladu a získaná hmota měla dobré protikluzné vlastnosti.

Příklad 4

100 hmot. dílů gumové drti z příkladu 1 bylo smícháno s 5 hmot. díly zeleného pigmentu na bázi kysličníku chromitého a s 10 hmot. díly korkové drti. Tato směs byla vnesena do míchačky a přidáno 30 hmot. dílů vodné disperze E a 10 hmot. dílů vodné disperze B a nakonec bylo přidáno 5 hmot. dílů vodného roztoku melaminformaldehydové pryskyřice o 40% sušině a 0,3 hmot. dílů chloridu amonného. Po důkladném promíchání byla získána zeleně zbarvená hmota, která byla nanesena a použita jako hmota v příkladu 1. Tato hmota ani po delší době vystavení na povětrnosti neztrácí barvu ani pružnost a přilnavost.

Příklad5 hmot. dílů gumové drti o velikosti částic 0,1 až 0,5 mm získané obrusem gumových válců se smísilo s 5 hmot. díly jemného písku, 5 hmot. díly hnědočerveného kysličníku železitého a 10 hmot. díly jemně mleté křemeliny. Tato směs byla v míchačce smísena se směsí 40 hmot. dílů vodné disperze F a 8 hmot. díly vodné disperze G a nakonec bylo přidáno 0,5 hmot. dílu 50 % roztoku naftenátu kobalnatého v xylenu. Získaná jemná hmota byla použita jako štěrková hmota na savý podklad. Je tvrdě elastická a lze ji uhladit na hladký povrch. Je jí možno použít i jako vrchní vrstvu na hmoty uvedené v příkladech 1, 2, 3, 4.

Příklad 6

100 hmot. dílů gumové drti použité v příkladu 1 bylo v míchačce smíseno se 30 hmot. díly vodné disperze B a se 40 hmot. díly vodné disperze A za přídavku 0,5 hmot. dílů sekundárního fosforečnanu amonného a 5 hmot. dílů 20%' vodné disperze žlutého organického pigmentu na bázi 2-nitro-4-metylanilinu a acetoacetanilidu (např. azopigment Yelow 1). Uvedená hmota se dá použít jako trvale pružný elastický povlak pro přípravu lehkoatletických drah.

Příklad 7 hmot. dílů gumové drti o velikosti částic 1 až 5 mm a 60 hmot. dílů gumové drti o velikosti částic 0,1 až 1 mm se v míchačce smísilo se směsí obsahující 25 hmot. dílů vodné disperze H, 10 hmot. dílů vodné disperze CH, 2 hmot. dílů modrého organického ftalocyaninového pigmentu, 7 hmot. dílů titanové běloby a 0,05 hmot. dílů chromitého chelátu kyseliny salicylové. Získaná hmota po nanesení a udusání byla použita jako pružný spárovací tmel ve stavebnictví.

Příklad 8 hmot. dílů gumové drti o velikosti částic 0,05 až 0,5 mm a 5 hmot. dílů titanové běloby rublového typu, 15 hmot. dílů křemeliny, 5 hmot. dílů žlutého kysličníku železitého bylo smíseno s 25 hmot. díly vodné disperze J a s 20 hmot. díly vodné disperze I za přídavku 5 hmot. dílů trikresylfosfátu, 4 hmot. dílů kysličníku antimonitého a 4 hmot. dílů vodného roztoku fenolformaldehydové pryskyřice o sušině 40 proč. Nakonec byly přidány 0,2 hmot. díly kyseliny fosforečné. Získaná hmota byla nanesena jako ochranná vrstva na střešní krytiny s omezenou hořlavostí.

Příklad 9 hmot. dílů gumové drti o velikosti částic 0,1 až 1 mm, 10 hmot. dílů křemičitého úletu bylo smíseno se 30 hmot. díly vodné disperze K a 40 hmot. díly asfaltové suspenze o· sušině 60 °/o, 5 hmot. dílů furfurylalkoholu a 1 hmot. díl kyseliny fosforečné. Uvedená hmota byla použita jako pružný tmel pro ochranu automobilových karosérií.

Příklad 10 hmot. dílů jemné gumové drti se přidá do směsi vodných disperzí obsahující 40 hmot. dílů disperze B, 30 hmot. dílů disperze F a po rozmíchání se přidá 20 hmot. dílů pasty obsahující 15 hmot. dílů mikroasbestu, 4,8 hmot. dílů guanaminformaldehydové pryskyřice (50% vodný roztok] a 0,05 hmot. dílů kyseliny šfavelové. Po důkladném rozmíchání se dostane středně viskózní hmota, která se dá použít jako lepicí pružná mezivrstva mezi beton, dřevo, korek a gumové desky při přípravě, např. umělých povrchů do sportovních hal.

Přikladli

100 hmot. dílů gumové drti o velikosti částic 0,1 až 5 mm, 150 hmot. dílů jemného písku, 20 hmot. dílů mikroasbestu a 15 hmot. dílů žlutého kysličníku železitého se smíchá s 60 hmot. díly vodné disperze J, s 600 hmot. díly vodné disperze nízkomolekulární epoixdové pryskyřice ve vodě (50 % sušiny), s 200 hmot. díly alkoholického roztoku aminoamidu mastných kyselin (60 % sušiny) a 8 hmot. díly urychlovače na bázi terciárních aminů. Vzniklá hmota se dá použít pro povrchovou úpravu betonových podlah. Vzniklé filmy jsou velmi houževnaté, odolné proti chemikáliím, s nízkým oděrem.

Příklad 12

100 hmot. dílů žluté gumové drti o velikosti částic pod 0,1 mm a 5 hmot. dílů organického pigmentu z příkladu 6 se smísí s 30 hmot. díly vodné disperze Has 150 hmot. dílů alkoholického roztoku fenylmočovinoformaldehydového kondenzátu (sušina 60 %). Tato směs se nechá utřít v kulovém mlýně a přidá se 5 hmot. dílů 80% roztoku kyseliny šťavelové v etanolu. Vzniklá nátěrová hmota se dá použít pro přípravu pružných nátěrů na savé podklady.

Claims (1)

1. Pružné hmoty na bází gumové drti pojené vodou ředitelnými a/nebo ve vodě rozpustnými polymery a/nebo reaktivními pryskyřicemi v přítomnosti tvrdidel, plniv, pigmentů, barviv a aditiv, vyznačují se tím, že sestávají ze 100 hmot. dílů gumové drti, 5 až 500 hmot. dílů sušiny polymeru či kopolymeru vinylických a/nebo olefinických monomerů, s výhodou derivátů kyseliny akrylové a metakrylové, styrenu a butadienu, nebo směsí těchto polymerů a kopolymerů, ve formě vodných disperzí, případně ve směsi s vodou ředitelnými disperzemi nebo roztoky polymerů a reaktivních pryskyřic, zejména epoxyesterových, alkydových, polyesterových, epoxidových, polyuretanových, močovinomelamino-, guanamino-, fenolformaldehydových kondenzátů, přičemž alespoň jeden z použitých polymerů či koVYNALEZU polymerů a/nebo reaktivních pryskyřic obsahuje vzájemně reaktivní funkční skupiny, zejména karboxylové, hydroxylové, aminové, amidové, metylolové, alkoxymetylové, alkoxymetylamidové, epoxidové, merkaptanové, dále z 0,01 až 5 hmot. dílů katalyzátorů kondenzačních síťovacích reakcí na bázi amonných solí anorganických kyselin nebo těchto kyselin samotných, s výhodou síranu amonného, kyseliny fosforečné a kyseliny p-toluensulfonové, a 0,01 až 10 hmot. dílů urychlovačů a tvrdidel, s výhodou piperidinu, trietanolaminu, dietyléntriaminu, tris-dimethylamlnometylfenolu, solí terciárních aminů a solí přechodových prvků a organických kyselin, zejména naftenát kobaltu, chromitá sůl kyseliny dialkylsalicylové a oleáty titanu a zirkonu.