CS250506B1 - Impregnační a izolační hmoty - Google Patents

Abstract

Řešení se týká impregnačních a izolačních hmot zejména pro stavebnictví. Účelem řešení je vytvoření ochranných povrchů a vrstev zamezujících pronikání vody a vodných roztoků cementovými plochami nádrží, bazénů, jímek, stok apod. Účelu bylo dosaženo impregnačními a izolačními hmotami připraviteínými vytvrzením směsi sestávající z epoxidové pryskyřice dianového typu o střední molekulové hmotnosti 220 až 610, nebo z kapalného telechelického předpolymeru o střední molekulové hmotnosti 500 až 5 000, nebo jejich směsi a z alifatických aminických tvrdidel s předem sníženou funkcionalitou na minimální hodnotu 2,2 reakcí s alifatickými glyc dylétery v množství odpovídajícím 90 až 150 °/o teorie vůči obsahu epoxidových skupin v reakční směsi při teplotě 10 až 60 °C, s výhodou 15 až 25 °C.

Description

Vynález se, týká impregnačních a izolačních hmot, zejména pro stavebnictví, vhodných k vytvoření ochranných povlaků a, vrstev zamezujících pronikání vody a vodných roztoků cementovými plochami nádrží, bazénů a jímek, stok a podobně.

Naše země nemá velké zásoby vody. Proto s ní musíme dobře hospodařit. Chránit zdroje pitné vody. Dlouhodobá vodotěsnost se žádá nejen u zdravotně vodohospodářských staveb, jako jsou vodojemy, akumulační nádrže, objekty kanalizačních čistíren a podobně, ale 1 u pozemních nádrží, silážních jam, plaveckých bazénů, vybnívacích nádrží, jímek na fekálie a podobně.

Už řadu let se užívají živičné izolační soustavy. Jsou nedílnou součástí stavební konstrukce a skládají se z různých základních nátěrů, krycích vrstev z asfaltového tmelu nanášeného za horka, popřípadě z řady na sebe kladených vyztužujících vložek spojených asfaltovými nátěry a podobně. Při klesajících teplotách ale křehnou a ztrácejí přizpůsobivost k deformacím podkladu. Reologické vlastnosti zase omezují jejich použití do určitého teplotního rozmezí. Jeho překročení bývá příčinou mnohých neúspěchů. Asfaltové živice jsou kvalitnější než dehtové. Při chladném počasí je nebezpečí předčasného tuhnutí živic a tím jejich špatného rozetření. Je-li teplota podkladního zdivá nižší než -j-5 °C, musí se zdivo ohřívat, protože jinak by vznikly v nátěru trhliny, a tím by byl bezcenný. Nátěr prováděný při mrazu je křehký a lehce se poškodí. Další nevýhodou živic je, že mají stálý plastický tok.

V poslední době se u nás i v zahraničí vzrůstající měrou používají plasty. Jde například o fólie z polyvinylchloridu. Jejich nevýhodou je obtížné a často nedokonalé spojení (lepením, horkým vzduchem i vysokofrekvenčním ohřevem) a pak to, že voda extrahuje z fólií změkčovadlo, fólie tvrdnou, praskají, ztrácejí pružnost a dochází k průsaku. Proto jsou vhodné jen jako mezilehlá izolace. Spojování kovových pásů je ještě obtížnější. Použití silikonů naráží na značné smrštění. Klasické epoxidové pryskyřice mají nízkou tažnost a při deformacích betonu praskají. Desky a fólie z polyetylénu jsou chemicky velmi odolné, pružné, lehké, ale jejich spojení bývá nedokonalé. Také s lepením pryžových pásů jsou potíže, zejména v ohybech a rozích. Navíc se s nimi obtížně manipuluje pro jejich velikou hmotnost. Nátěry emailem (polystyrénovým, epoxidovým) mívají omezenou životnost. Někdy se beton chrání fluatováním.

Nedávno bylo zjištěno, že podstatně pružnější a houževnatější impregnační a izolační hmoty se sníženou smrštivostí a se zvýšenou životností poskytnou houževnaté epoxyakryláty přlpravitelné z epoxyakrylátů na bázi epoxidových pryskyřic a mono i diakrylátů, kapalných epoxidových elastomerů, jejich směsí i kombinací, případně obsahující vnější plastifikátor a z alifatických polyaminů či aminoamidových pryskyřic.

Používání reaktivních kompozic obsahujících reaktivní plastifikátory, které se zabudují při vytvrzování, mění svou strukturou tuhý charakter hmoty. Dnes se nejvíce používají alifatické glycidylétery a látky s dvojnou vazbou jako jsou estery kyseliny maleinové. Některé velmi příznivé zpracovatelské vlastnosti těchto modiflkátů, vedou ke stále širšímu použití v řadě průmyslových oborů. Obvykle obsahují ještě řadu dalších látek, např. urychlovače či zpomalovače tvrzení či vulkanízace, látky regulující reoviskozitní vlastnosti a podobně.

Nepříjemnou nevýhodou ohrožující zdraví pracovníků při aplikaci těchto modifikátorů je skutečnost, že alifatické glycidylétery jsou dosti značně toxické. Při přímém kontaktu dochází k iritaci pokožky. Mohou vzniknout až vodnaté puchýře, zejména tam, kde je kůže nemozolnatá a občas zapařená (pod prstýnky, mezi prsty). Jejich páry dráždí oči za vzniku zánětu spojivek a sliznice horních cest dýchacích. U citlivějších lidí mívají tyto účinky kumulativní charakter. Také vdechované páry akrylátů poškozují sliznice dýchacích cest. Akutní otrava může končit až smrtí, pro porušení nervové tkáně, vnitřní - krvácení a patologické změny různých orgánů. Nebezpečnost akrylátů silně závisí na velikosti akrylu. Kapalné akryláty působí kožní záněty, zejména při dlouhodobém působení, a záněty spojivek.

Další nevýhodou je často nižší skladovatelnost takto modifikovaných epoxidových pryskyřic oproti modifikovaným či modifikacím vnějším plastifikátiorem. Dochází k nežádoucím reakcím, roste viskozita a zhoršuje se zpracovatelnost i skladovatelnost. Pokusy nahradit alifatické glycidylétery jinými glycidylovými sloučeninami jako jsou aromatické monoglycidylétery, glycidylestery nižších dikarbonových kyselin, glycidylsulfidy či glycidylaminy, neměly velký úspěch.

Nyní jsme zjistili, že některé z těchto problémů při impregnování nátěrem, nástřikem, tmelením či laminaci lze vyřešit použitím reaktivní kompozice poskytující houževnaté až pružné hmoty připravitelné podle vynálezu vytvrzením směsi sestávající z epoxidové pryskyřice dlaňového typu o střední molekulové hmotnosti 220 až 610, obsahující případně reaktivní či nereaktivní ředidlo, nebo z kapalného technického předpolymeru o střední molekulové hmotnosti 500 až 5 000, zejména epoxyesterových, epoxypolyesterových, glycidylových, glycidylesterových, glycidylpolyesterových a glycidylpolyuretanových předpolymerů, složené z 10 až 90 dílů hmot. předpolymeru, z 1 až 50 dílů hmot. nízkomolekulární

S S 5 B S epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 250 až 460, zejména alifatické či dianové a z 0,1 až 40 dílů hmot. reaktivního či nereaktivního ředidla, nebo jejich směsí a z alifatických amimických tvrdidel s předem sníženou funkcionalitou na m nimální hodnotu 2,2, s výhodou na 3,5 až 4.5' reakcí s alifatickými glycidylétery, v množství odpovídajícím 90 až 150 % teorie vůči obsahu epoxidových skupin v reakční směsi, při teplotě 10 až 60 ~'C, s výhodou při 15 až 25 °C.

Rychlost reakce lze ovlivňovat běžnými urychlovači a retardéry tvrzení. Hmoty podle vynálezu mohou také obsahovat plniva, pigmenty a přísady regulující mechanické a technologické vlastnosti.

Funkcionalita je geometrický průměr počtu reakceschopných míst molekul v reakčním produktu pro konkrétní reakci. Např. pro reakci s epoxidovými skupinami dian-bisglycidyléteru je dipropylentrlamin pětifunkční, jeho adukt s molekulou butyl-glycidyléteru nebo s dvo-juou vazbou dibuíylmaleátu čtyřfunkční a jeho adukt vzniklý přeamidací jedné esterové skupiny dibutylmaleátu je třífunkční.

Alifatická ara i nicka tvrdidla se sníženou funkcionalitou podle vynálezu se získají známými reakcemi alifatických poiyalkylenpolyaminů s alifatickými glycidylétery. Podle stupně snížení funkcionality se získají více či méně pružné hmoty. Podobná tvrdidla lze připravit i z alifaťckých a cykloalifaíických polyaminů. Je možné použít i směsi tvrdidel.

Výhodou řešení podle vynálezu je snížení kontaktu až vyloučení se zdravotně nebezpečnými modifikačními činidly u pracovníků, kteří impregnaci převádějí. Dále zlepšení skladovatelnosti vynecháním nebo snížením množství reaktivních modifikačních činidel, zlepšení dlouhodobé reprodukovatelnosti získávaných hmot snížením změn během skladování a možnost získat pružné hmoty pomocí tvrdidel, která lze získat energeticky méně náročnou a bezodpadovou technologií.

Pro uživatele reaktivních kompozic bývá většinou výhodnější hmetnestmí mísící poměr s tvrdidlem co nejbližší 1 : 1. Použ íí tvrdidel se sníženou funkcionalitou toto výhodnější formulování hmot často umožňuje.

Vlastnosti získaných hmot se dají ovlivnit volbou výchozího epoxidu, polyaminů, reaktivního- modifikátoru, stupněm snížení funkcionality tvrdidla, množstvím tvrdidlu vůči teorii i případnou přítomností dalších plastifikátorů v pryskyřici. Změnou druhů a podílů plniv lze ovlivnit mechanické i elektrické vlastnosti (pevnost, otěr, povrchový odpor aj.j a zpracovatelnost (viskozita, tixotropiej.

Používané epoxidové pryskyřice se připravují známými způsoby z bisfenolů A i F, dihydroxydifenylmetanu, hydrochinonu, resorcinu apod., většinou kondenzací s epichlorhydrinem v alkalickém prosí ředí. Mohou obsahovat vnější i vnitřní plsstifikátory.

Kapalné epoxidové elastomery se připravují 'nejčastěji známými postupy z epox dových pryskyřic i sloučenin o střední molekulové hmotnosti 170 až 500 reakcí s polymerními mastnými kyselinami nebo- karboxylovými polymery o střední molekulové hmotnosti 500 až 4 000 a středním obsahu karboxylových skupin. 1,80 až 2,07. Obvykle se používá molární poměr epoxdové sloučen-ny ku polymerní mastné kyselině nebo nízkomolekulárnímu karboxylovému polymeru 1,9 až 5 : 1.

Kapalné epoxidové elastomery sestávají z 10 až 90 dílů hmot. epoxidového' telechelického předpolymeru, 1 až 50 dílů hmot. nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 250 až 460, zejména al fatické č’ dianové, a z 0,1 až 40 dílů hmot. reakťvního či nereaktivního ředidla.

Hmoty podle vynálezu mají houževnatý až pružný charakter, který se projevuje lažností 5 až 100 % při mezi pevnosti v tahu 0,1 až 60 MPa. Vyznačují se výbornou přilnavostí, odolností pimti opotřebení, vl vu povětr,nosti a nepropustoostí vody a lejň. Tyto dobré vlastnost’ lze využít zejména v zemědělské stavebnictví, dále při opravách poruch betonů, betonových nádrží a podobně.

Při tvrzení lze používat látky zpomalující i urychlující reakce látek ve směsích jako jsou fenolieks sloučeniny, voda, polyoly, thioly, ketony, kyselina sal cylová, cyklické étery a podobně. Někdy je vhodné použít i látky ovlivňující rozliv, povrchové napěn apod. Lze použít běžná plniva jako jsou grafit, písek, mastek, amorfní oxid křemičitý, práškový polyvinylchlorňd i jiné polymery a kopolymery a také pigmenty jako je oxid zinečnatý, železitý a podobně.

Ochranné povlaky a vrstva z hmot podle vynálezu se připravují natíráním, válečkováním, roztíráním, nástřikem, lam’nací a p zdobně. Nejlépe na pemetrovaný povrch. Lze kombinovat i více vrstev stejné i různé kvality. Důležité je dokonalé rozmíchání všech složek a nanesení provést tak, aby v ochranných povlacích i vrstvách bylo c z nejméně vzduchových bublin. Mezi jednotlivými pracovními postupy se musí dbát na ^;Os aby mezi vrstvy nevni kla vlhkost nebo nečistota. Cementové plochy musí být suché, tuhé, jemně drsné, bez cementového mléka, prachu a volných částeček, bez olejů a tuků či jiných nečistot. Povrch se může otryskat tlakovou vodou či pískem, ožehnout plamenem, obrousit a podobně.

Příklad 1

Reaktivní směs sestávající hmotnostně z dílů kapalného epoxidového elastomeru

230506 ο střední molekulové hmotnosti 660 z dimerních mastných kyselin, ze 45 dílů nízkomolekulární dianové epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 385 a z 18,3 dílu dietyléntriaminu s předem sníženou funkcionalitou na hodnotu 4,5 pomocí butylglycidyléteru o- obsahu epoxidových skupin 0,7 mol/100 g poskytne po vytvrzení velmi houževnatou hmotu s dobrou adhezí k přírodním materiálům mající mez pevnosti v tahu 27 MPa, tažnost 10 % a rázovou houževnatost 31 KJ/m². Množství tvrdidla odpovídá 100 % teorie.

Příklad 2

Použije-li se hmotnostně 63 dílů výše uvedeného elastomeru a 32 dílů výše uvedené epoxidové pryskyřice a 57,2 dílu dietyléntriaminu s předem sníženou funkcionalitou na hodnotu 3 pomocí butylglycidyléteru o obsahu epoxidových skupin 0,7 mol/ /100 g, získá se pružná hmota o mezi pevnosti v tahu 0,3 MPa a tažnosti 81 %. Rázová houževnatost je neměřitelná. Množství tvrdidla odpovídá 130 % teorie.

Příklad 3

Reaktivní směs sestávající hmotnostně z 90 dílů nízkoviskózní epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 417 a 61 dílů dipropylentriaminu s předem sníženou funkcionalitou na hodnotu 3,3 pomocí hexyglycidyléteru o obsahu epoxidových skupin 0,54 mol/100 g poskytne po vytvrzení pružnou hmotu mající mez pevnosti v tahu 6 MPa a tažnost 52 %. Množství tvrdidla odpovídá 110 % teorie.

Příklad 4

Reaktivní směs sestávající hmotnostně ze dílů nízkomolekulární epoxidové pryskyřice dianového typu o střední molekulové hmotnosti 571, 24 dílů nízkomolekulární epoxidové pryskyřice dianového· typu o střední molekulové hmotnosti 392, 15 dílů dibutylmaleátu, 15 dílů diisooktylftalátu, 10 dílů křemeliny a 38 dílů dietyléntriaminu s předem sníženou funkcionalitou na hodnotu 4 pomocí butylglycidyléteru ·ο obsahu epoxidových skupin 0,6 mol/100 g poskytne po vytvrzení pružnou hmotu o mezi pevnosti v tahu 3 MPa a tažnosti 45 %.

Příklad 5

Reakcí hmotnostně 346 dílů polyesteru ze 2 molů kyseliny adipové a 1 molu 1,4-butandiolu se 784 díly nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o střední molekulové 392 se získá epoxipolyesterový telechelický předpolymer o.· střední molekulové hmotnosti 1 045. Kompozice sestávající z 80 dílů předpolymeru, 14 dílů alifatické epoxidové pryskyřice na bázi 1,8-oktandiolu o střední molekulové hmotnosti 445 a ze 6 dílů etylénglykolbisglycidyléteru představuje kapalný epoxidový elastomer o viskozitě 43 Pa . s/25 °C a o obsahu epoxidových skupin 0,29 mol/100 g, který poskytne po vytvrzení trimetylhexametyléndiaminem s předem sníženou funkcionalitou na hodnotu 3,5 pomocí oktylglycidyléteru o střední molekulové hmotnosti 476 při hmotnostním poměru 100 : 38 hmotu s mezí pevnosti v tahu 23 MPa a tažnosti 57 %. Množství tvrdidla odpovídá 115 % teorie vůči epoxidovým skupinám v kapalném epoxidovém elastomeru.

Claims (1)

1. Impregnační a izolační hmoty vhodné k tvoření ochranných povlaků i vrstev zamezujících pronikání vody a vodných roztoků, připravitelné vytvrzením směsi sestávající z epoxidové pryskyřice dianového typu o střední molekulové hmotnosti 220 až 610, obsahující případně reaktivní či nereaktivní ředidlo·, nebo z kapalného telechelického předpolymeru o střední molekulové hmotnosti 500 až 5 000, zejména epoxyesterových, epoxypolyesterových, glycidylových, glycidylesterových, glycidylpolyesterových, glycidylpolyuretanových předpolymerů, složené z 10 až 90 dílů hmot. předpolymeru, z 1 až 50 dílů hmot. nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 250 až 460, zejména alifatické či dianové a z 0,1 až 40 dílů hmot. reaktivního či nereaktivního ředidla, nebo jej'ch směsí a z alifatických aminických tvrdidel s předem sníženou funkcionalitou na minimální hodnotu 2,2, s výhodou na 3,5 až 4.5 reakcí s alifatickými glycidylétery, v množství odpovídajícím 90 až 150 % teorie vůči obsahu epoxidových skupin v reakční směsi, při teplotě 10 až 60 °C, s výhodou při 15 až 25 °C.