CS247970B1 - Systémy tvrditelných kompozic na bázi vodných epoxidových disperzí s obsahem polyaminických tvrdidel - Google Patents

Abstract

Uvedené systémy jsou určeny pro aplikace ve stavebnictví jako izolační a och-* ranné vrstvy(tmely, vyrovnávací hmoty, plastbetony) na suché i vlhké betonové konstrukce. Předmětem řeěení jsou systémy tvrditelných kompozic na bázi vodných epoxidových disperzí s obsahem polyaminických tvrdidel, vody, plniv, aditiv a pigmentů, vyznačené tím,že obsahují 100 hmot. dílů suěiny epoxidové disperze s polyaminickým tvrdidlem, přičemž tekutá epoxidová pryskyřice mé mol. hmotnost 370 až 500 a tvrdidlem jsou polyaminpolyakrylátové kondenzáty ve formě vodného koloidního roztoku, nebo aminoamidy, 30 až 2000 hmot. dílů vody, 20 až 1000 hmot. dílů popílku, případně až 80 hmot. dílů hydrovatelných aditiv, až 80 hmot. dílů nehydratovatelných plniv a až 20 hmot. dílů pigmentů. Jmenovaných kompozic je možno také využít při spojování stayého betonu s čerstvým, k opravám a doplňování betonových konstrukcí apod.

Description

(54) Systémy tvrditelných kompozic na bázi vodných epoxidových disperzí s obsahem polyaminických tvrdidel

Uvedené systémy jsou určeny pro aplikace ve stavebnictví jako izolační a och-* ranné vrstvy(tmely, vyrovnávací hmoty, plastbetony) na suché i vlhké betonové konstrukce.

Předmětem řeěení jsou systémy tvrditelných kompozic na bázi vodných epoxidových disperzí s obsahem polyaminických tvrdidel, vody, plniv, aditiv a pigmentů, vyznačené tím,že obsahují 100 hmot. dílů suěiny epoxidové disperze s polyaminickým tvrdidlem, přičemž tekutá epoxidová pryskyřice mé mol. hmotnost 370 až 500 a tvrdidlem jsou polyaminpolyakrylátové kondenzáty ve formě vodného koloidního roztoku, nebo aminoamidy, až 2000 hmot. dílů vody, 20 až 1000 hmot. dílů popílku, případně až 80 hmot. dílů hydrovatelných aditiv, až 80 hmot. dílů nehydratovatelných plniv a až 20 hmot. dílů pigmentů.

Jmenovaných kompozic je možno také využít při spojování stayého betonu s čerstvým, k opravám a doplňování betonových konstrukcí apod.

Vynález ae týká vodných systémů tvrditelných kompozic na bázi vodných disperzi epoxidových pryskyřic a popílků, které jsou vhodné pro aplikace ve stavebnictví, a to jako zalévá cí a vyrovnávací hmoty, tmely, plastbetony, aplikovatelné na suchá i mokré betony.

Epoxidové vodná disperze mají ve stavebnictví široké použití především proto, že je lze aplikovat na suchá i mokrá podklady. Používají se jako penetrační a nátěrové hmoty, tmely, plastbetony, zalévací i injektážní hmoty. Jejich předností je nízký obsah organických rozpouštědel nebo neobsahují rozpouštědla vůbec.

Epoxidové disperze se aplikují v podstatě dvěma způsoby: smísí se bezvodá pryskyřice s tvrdidlem a přidá se voda, nebo se vychází z předem připravené vodní disperze epoxidové pryskyřice, do které se rozmíchá ve vodě rozpustné tvrdidlo, popřípadě tak, že tvrdidlo obsahuje vodu a do něho se mísí bezvodá epoxidová pryskyřice.

Pro aplikace ve stavebnictví se dává přednost takovým systémům, které nevyžadují při skladování vyhřívané sklady, to znamená, že obě složky si musí zachovávat aplikovatelnost i po několikanásobném zmrznutí. Tento požadavek splňují tekuté, nízko a středně molekulární epoxidové pryskyřice, případně obsahující plastlfikátory snižující konzistenci roztoků a tvrdidla ršzpustná ve vodě Si ve formě vodných koloidních disperzí, jako je tomu např. u polyaminpolyakrylátových typů.

Významnou roli při aplikacích ve stavebnictví hraje teplota. Běžné polyaminové a aminoamidové typy tvrdidel vyžadují aplikaění teploty nad 15 °C, což předpokládá vytápění prostorů od podzimu do jara. Tvrdidla modifikovaná deriváty fenolů a alkylfenolů však lze aplikovat již při teplotách od 5 °C.

Na aplikacích ae podílejí ve značné míře tmely e vyrovnávací hmoty, které se nanášejí v tlustých vrstvách. Aby se z hmoty odstrahila co nejrychleji voda, která prodlužuje obvykle dobu tuhnutí, používají se ve formulacích plniva, která chemicky vyvažují vodu. Jsou to především portlandské cementy a sádra. Tmely i plastbetony se připravují obvykle blízko místa aplikace.

Potíže Siní odměřování složek směsí, a to jak při přípravě vodné disperze, tak i při kom binaci plniv. Delší nevýhodou je požadavek na dostatečně suché písky, které se kombinují s cementem jako meziprodukt. Nastavení doby zpracovatelnosti uvedených systémů lze řídit množstvím vody a typem cementu.

Uvedená nedostatky řeší vynález, jehož předmětem jsou systémy tvrditelných kompozic na bázi vodných epoxidových disperzí s obsahem polyaminických tvrdidel, vody, plniv, aditiv a pigmentů, vhodné zejména pro aplikace ve stavebnictví vyznačená tím, že obsahují 100 dílů hmot. sušiny epoxidové disperze s polyamlnickým tvrdidlem, přičemž tekutá epoxidová pryskyřice má mol. hmotnost 370 až 500, případně obsahuje až 20 % hmot. tekutých zvláčňovadel, zejménp dibutylftalát, diokrylftalát, dibutylmaleát, dioktylmaleát, triethylfosfát a tvrdidlem jsou polyakrylátové kondenzáty ve formě vodného koloidního roztoku s výhodou upraveného vodou na mísící poměr složek 1 :-2 dílů objemových nebo aminoamidy na bázi nenasycených mastných kyselin a polyaminů s počtem atomů dusíku v molekule 3 až 5, modifikovaných alkylfenolickým kondenzátem, 30 až 2000 dílů hmot. vody, 20 až 1000 dílů hmot. popílku, případně až 60 dílů hmot. hydratovatelných aditiv, zejména vláknitých plniv o délce vláken do 10 mm, Jalo jsou azbestová, skleněné, polyesterová, kovové drátky a nejvýše 200 dílů křemičitých plniv, zejména sklářského písku, spongelitu, křemičitých úletů a nejvýše 20 dílů pigmentů, zejména za skupiny kysličníků železa.

Vodné systémy podle vynálezu mají řadu přednosti. Jedná se především o možnost přípravy výrobců o různé konzistenci jen ze základní vodné epoxidové disperze, popílku e vody. Při vyšší náročnosti na roztíratelnost a nestékavost je možno přidat vhodná plniva, zejména koloidnl SiOg, popřípadě křemičitý úlet.

Prodloužení doby aplikace lze dosáhnout jednak obsahem vody, ale také např. přídavkem sádry. Zrychlení tuhnutí lze dosáhnout přídavkem např. portlandského cementu typu SPC 350 nebo 400, případné použitím popílků stabilizovaných cementem. Pro tlusté vrstvy plastbetonů je výhodné přidávat písky křemičité. Tmely a plastbetony, u kterých se požaduje významné zvýšení mechanických odolností, je možno formulovat s přídavkem vláknitých plniv.

Zvýšení odolnosti proti otěru, případně zlepšení elektrické vodivosti povrchů je možno dosáhnout použitím kovových prášků, zejména slitin železa. Vzhledem k tomu, že tmely obsahují polyaminická tvrdidla zabudovaná v systému, mají i vlastnosti inhibitorů koroze, čímž jsou povrchy železa i jeho slitin dobře chráněny proti korozi i ve vlhkém prostředí, zvláště za přítomnosti alkalických plniv.

Jako epoxidové vodné disperze pro přípravu tvrditelných kompozic podle vynálezu jsou vhodné známé typy připravené z epoxidových pryskyřic a polyaminických tvrdidel. Epoxidová složka sestává z epoxidových pryskyřic dlaňového typu o molekulové hmotnosti 370 až 500, případně obsahující zvláčňovadla, zejména dibutylftalát a maleát, dioktylftalát, estery kyseliny fosforečné, zejména triethyl a tripropylfosfáty.

Jako tvrdidla jsou vhodné zejména vodní koloidní disperze polyakrylátů s polyaminy 5 fenolformaldehydovými nebo elkylfenolformeldehydovými kondenzáty vyrobenými podle čs. autorského osvědčení 232169, dále ve vodě rozpustné aminoaminy nenasycených mastných kyselin a polyaminů s nejméně dvěma primárními aminoskupinami případně modifikované elkylfenoly, nebo jejich kondenzáty s formaldehydem.

Tato tvrdidla mohou obsehovat i organická rozpouštědla, předevěím glykoléthery, aby se dosáhlo snadnějšího rozpuštění ve vodě nebo míšení s epoxidovými pryskyřicemi a vodou. Mísící poměry epoxidová a tvrdidlové složky jsou závislé na obsahu epoxidových skupin a obsahu aktivních vodíků v eminoskupinéch tvrdidel. Pro dosažení jednoduchých mísících poměrů, zejména v objemových dílech, je výhodné upravovat tvrdidla vodou.

Podle vynálezu je pro tento účel zvláětě vhodné tvrdidlo na bázi polyekrylátů e polyaminových kondenzátů s alkylfenoly, které je vyrobeno z vodné disperze obsahující reakční produkt kyseliny akrylové nebo methakrylové, alkylesterů těchto kyselin s počtem uhlíkových atomů v alkylové skupině 2 ež 8 a styrénů o sušině cca 25 % hmot.

Teto disperze je převedena reakcí s polyaminy, zejména diethyléntriaminem a jeho kondenzátory a s alkylfenoly a formaldehydem ne vodný koloidní roztok odolný proti opakovanému vymražovéní. Přídavkem vody je toto tvrdidlo upraveno pro kombinace s tekutými epoxidovými pryskyřicemi dlaňového typu na objemové poměry 2:1.

Jako hydratovatelné plnivo jsou podle vynálezu vhodné popílky, předevěím tak zvané elektrárenské typy, které se běžně používají ve stavebnictví pro kombinace s cementem. Mají distribuci velikosti částic od 0,01 ež 3 mm a je možno je používat takové nebo upravené, to znamená zvhčené, stabilizované cementem, vápenným hydrátem, karbidovým vápnem apod.

Podle vynálezu jsou vhodné i popílky z elektrických či mechanických odlučovačů především pro přípravu vyrovnávacích tmelů pod nátěry. Složení popílku předpokládá výskyt veškeré síry mex. 2 % e nepřítomnost sloučenin arzénu. Oxidy prvků mohou být zastoupeny v tomto rozmezí hmotnostních dílů: oxid křemičitý od 40 do 65 %, oxid hlinitý od 5 do 50 %, oxid vápenatý od 0,1 do 25 %, oxid hořečnatý od 0,1 do 20 %, oxid titaničitý od 0,1 do 15 %, oxid železitý od 0,1 do 25 %. Přesná množství oxidů jsou vždy uvedena v hodnocení popílků pro určité druhy pevných paliv v tepelných elektrárnách.

Výhodou tvrditeli^ch kompozic podle vynálezu je předevěím zhodnocení druhotných surovin, popílků, které zde nejsou pouhou náhradou kombinací písku s portlandskými cementy, ale dosahuje se jimi předevěím významně zvýšených přídržností k betonům.

To má značný význam pro opravy a doplňování betonových ploch. DalSÍ výhodou je jednodu chost zpracování tčchto tvrditelných kompozic, které lze připravovat i jako dvou a trojsložkové. Přídavkem vhodných plniv lze řídit v Širokém rozsahu jejich vlastnosti vhodné při aplikaci, ale rovněž i výsledné vlastnosti vytvrzených kompozic.

Příklad 1

Štěrková hmota

Epoxidová vodná disperze se připraví do zásoby rozmícháním dílu objemového epoxidové pryskyřice dlaňového typu o molekulové hmotnosti 380 a dílů objemových vodného koloidního roztoku polyaminického tvrdidla podle čs. autorského osvědčení č. 232169. Složky se míchají do homogenity, která se projeví vznikem smetanovltá narůžovělé hmoty. Ve 174 g této disperze je obsaženo 100 g suSiny.

Příprava štěrkové hmoty:

V pomalu obrátkové míchačce se smísí 174 díly epoxidové disperze s 10 díly vody. Potom se přidává postupně 145 dílů hmotnostních popílku(např, z odlučovače elektrárny Dětmarovice) o chemickém složení v hmot. procentech:

veSkerá síře	0,2
oxid křemičitý	53,0
oxid hlinitý	26,0
oxid vápenatý	3,5
oxid hořačnatý	2,0
oxid titaničitý	2,0
oxid železitý	8,0
oxid sírový	0,5
oxid sodný	1,0
oxid draselný	3,5,	o maxl
sení se povrch mírně roztěká.
dobu tuhnutí(Vicat) 32	hodin.
4,8 MPa, hustota	1,29.

Ve srovnání sa štěrkovou hmotou, která má místo popílku směs: písek Bl O, cement SPC 250 a Siloxid v poměrech hmot 150:20:20, je zpracovatelnost typu s popílkem o 100 % delěí, doba tuhnutí o 95 % delěí, přídržnost o 70 % vyšší, přiěemž smrátivoat a vodotěsnost jsou prakticky shodné.

Příklad 2

Štěrková hmota

174 dílů hmot. epoxidová disperze podle příkladu 1, s tím rozdílem, že epoxidová pryskyřice obsahuje 20 % hmot dioktylftalétu, ,5 dílů hmot. vody z vodovodního řádu,

120 dílů hmot. popílku o maximální velikosti částic 3 mm dílů hmot. cementu SPC 350 dílů hmot. koloidního SiOgCspecifický povrch 250 ,m Zgí, dílů hmot. ocelových drátků průměru 0,2 mm a délky 1 až 3 mm.

V pomaluběžné míchačce se připraví směs popílku s^repoxidovou disperzí; do která se při· dává voda a doplní se předem smíěenou kombinací ostatních plniv. Boba Sprecovetelnoati stár· kou při 20 °C je 2 hodiny a přídržnost na betonu po 10 dnech(&SN 73 2577) více než 4 KPa.

Příklad 3

Flastbeton

100 dílů hmot. epoxidová vodná disperze na bázi epoxidová pryskyřice dlaňového typu o molekulová hmotnosti 450 a tenzidů o sušině 50 0 hmot, dílů hmot. ve vodě rozpustného aminického tvrdidla na bézi aminoamidů nenasycených mastných kyselin a diethyléntriaminu a tetraethylénpentaminu obsahujícího 10 % hmot.

butyléteru ethylénglykolu, dílů hmot. vody tzv. kondenzační,

400 dílů hmot. popílku o velikosti částic 0,01 až 3 mm, díl hmot. železité červeně.

Tvrdidlo se rozpustí v části vody a smísí se s epoxidovou disperzí. V části této disperze se rozmíchá pigment a přidá zpět k původní disperzi. Postupně se přidává popílek za míchání a voda až do homogenity.

Příklad 4

Zalévací hmota dílů hmot. epoxidové pryskyřice dianového typu o molekulové hmotnosti 400 obsahující 5 % hmot. triethylfosfétu, dílů hmot. aminoamidů nenasycených mastných kyselin modifikovaných alkylfenolickým kondenzátem,

150 dílů obj. vody

500 dílů hmot. popílku o maximální velikosti částic 1 mm, dílů hmot. sádry, dílů hmot. hydratovaného vápna, dílů hmot. titanové běloby povrchově neupravené, rutilového typu.

Nejprve se smísí epoxidová pryskyřice s tvrdidlem a vodou a potom se postupně přidává suchá směs popílku s ostatními složkami.

Příklad 5

Plastbeton dílů hmot. epoxidové disperze podle příkladu 1 , dílů hmot. epoxidové disperze podle příkladu 3,

200 dílů vody,

150 dílů hmot. popílku z mechanických odlučovačů,

150 dílů hmot. křemičitého písku velikosti částic 1 až 3 mm, dílů hmot. spongelitu (hydratovaný kysličník křemičitý), dílů cementu SPG 400.

Nejprve se smísí obě disperze s vodou a za chodu míchačky se přidávají ostatní složky, přičemž spongelit s cementem ve formě předem připravené suché směsi.

Příklad 6

Zalévací kompozice na porézní podklady 174 dílů hmot. epoxidové disperze podle příkladu 1,

1000 dílů hmot. popílku stabilizovaného vápenným mlékem (obsah vápna 6 % hmot),

840 dílů hmot. vody, dílů hmot. mletých epoxidových laminátů s délkou vláken 3 až 10 mm.

Cement se disperguje ve vodě v míchačce a postupně se přidává mokrý popílek a jako poslední epoxidová vodná disperze ve směsi s mletým laminátem. Kompozice má dobu zpracovatelnosti 5 hodin při teplotách 10 až 20 °C.

Příklad 7

Složení kompozice jako u příkladu 6 s tím rozdílem, že místo 80 dílů hmot. mletých epoxidových laminátů obsahuje 25 dílů hmot. asbestu, 5 dílů hmot. křemičitých úletů a 50 dílů jemně mleté strusky.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Systémy tvrditelných kompozic na bázi vodných epoxidových disperzí s obsahem polyaminických tvrdidel, vody, plniv, aditiv a pigmentů vhodné zejména pro aplikace ve stavebnictví, vyznačené tím, že obsahují 100 dílů hmot. suěiny epoxidové disperze s polyaminickým tvrdidlem, přičemž tekutá epoxidová pryskyřice má mol, hmotnost 370 až 500, případnS obsahuje až 20 % hmot. tekutých zvláčňovadel, zejména dibutylftalát, diokrylftalát, dibutylmaleát, dioktylmaleát, triethylfosfát a tvrdidlem jsou polyakrylátové kondenzáty ve formě vod ného koloidního roztoku s výhodou upraveného vodou ne mísící poměr složek 1 : 2 dílů objemových nebo eminoamidy na bázi nenasycených mastných kyselin a polyaminů s počtem atomů dusíku v molekule 3 až 5, modifikovaných alkylfenolickým kondenzátem, 30 až 2000 dílů hmot. vody, 20 až 1000 dílů hmot. popílku, případně až 80 dílů hmot. hydratovetelných aditiv, zejména mletá strusky, sádry, hydrátu vápenatého, cementu, koloidníbo SiOj, ež 80 dílů hmot, nehydratovatelných aditiv, zejména vláknitých plniv o délce vláken do 10 mm, jako jsou esbestová, skleněná, polyesterová, kovové drážky e nejvýěe 200 dílů křemičitých plniv, zejména sklářského písku, spongelitu, křemičitých úletů e nejvýěe 20 dílů pigmentů, zejména ee skupiny kysličníků železa.