CS258834B1

CS258834B1 - Sealant consisting of furanketonaldol resin and filler

Info

Publication number: CS258834B1
Application number: CS866929A
Authority: CS
Inventors: Pavel Kral; Miloslav Kacer
Original assignee: Pavel Kral; Miloslav Kacer
Priority date: 1986-09-26
Filing date: 1986-09-26
Publication date: 1988-09-16
Also published as: CS692986A1

Abstract

Řešení se týká pryskyřičného tmelu používaného k provádění chemicky odolných izolací. Tmel je složen z furanketonaldo- , lové pryskyřice vyrobitelné z 1 dílu hmotnostního formaldehydu, 1 dílu hmotnost ního acetonu a 1,7 dílu hmotnostního furfurylaldehydu kondenzací za teploty alespoň 100 °C o konzistenci 70 až 150 sekund, měřeno výtokovým pohárkem s otvorem o průměru 4 mm při 20 °C, minerálních plnidel a kombinovaného· kysele reagujícího tvrdidla, kterým je směs p-toluensulfo- ohloridu a dusičnanu močoviny. Životnost připraveného tmelu je v závislosti na teplotě prostředí 30 až 90 minut. Po 24 hodinách tuhnutí při teplotě alespoň 15 °C je tmel zcela vytvrdlý.The solution relates to a resin sealant used for performing chemically resistant insulation. The sealant is composed of a furan ketone aldol resin, which can be produced from 1 part by weight of formaldehyde, 1 part by weight of acetone and 1.7 parts by weight of furfuryl aldehyde by condensation at a temperature of at least 100 °C with a consistency of 70 to 150 seconds, measured with a pouring cup with a hole of 4 mm in diameter at 20 °C, mineral fillers and a combined acid-reacting hardener, which is a mixture of p-toluene sulpho- chloride and urea nitrate. The shelf life of the prepared sealant is 30 to 90 minutes, depending on the ambient temperature. After 24 hours of solidification at a temperature of at least 15 °C, the sealant is completely hardened.

Description

Vynález se týká tmelu, který sestává z furanketonaldolové pryskyřice a tvrdící výplně obsahující kombinované kysele reagující tvrdidlo.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sealant comprising a furanketonealdol resin and a curing filler comprising a combined acid-reactive hardener.

K ochraně stavebních konstrukcí před agresivními účinky chemického prostředí se pro kladení dlažby, obkladů, vyzdívek atd. a jejich následné spárování používají chemicky odolné tmely na bázi syntetických pryskyřic. Významné postavení zejména pro svou odolnost proti organickým činidlům zaujímá mezi těmito materiály tmel na bázi furanketonaldolové pryskyřice. Tmel se skládá z tekutého furanketonaldolového pryskyřičného pojivá a z výplně, obsahující minerální částice např. křemenné kamenivo zrnitosti do 1 mm, mletý živec apod. a kysele reagující tvrdilo-dusičnan močoviny. Tvrdidlo se přidává při výrobě výplně ve formě směsi s křemennými nebo živcovými mletými materiály jakd koncentrát o obsahu 25 + 2 % dusičnanu.To protect building structures from the aggressive effects of the chemical environment, chemically resistant sealants based on synthetic resins are used for laying of tiles, tiles, linings, etc. and their subsequent jointing. In particular, due to its resistance to organic agents, a furanketonaldol resin sealant occupies an important position. The sealant consists of a liquid furanketonaldol resin binder and a filler containing mineral particles such as quartz aggregates up to 1 mm in size, ground feldspar, etc., and acid-reacting hard urea nitrate. The hardener is added in the production of the filler in the form of a mixture with quartz or feldspar ground materials as a concentrate containing 25 + 2% nitrate.

Příprava tmelu se uskutečňuje na pracovišti, kde se provádí montáž chemicky odolné izolace dokonalým promíséním pryskyřičného pojivá se sypkou výplní. Vzniklý tmel těstovité konzistence má životnost řádově desítky minut v závislosti na teplotě prostředí a při teplotě nad 20 °C má být v průběhu 24 h vytvrdlý. Vytvrdlý tmel má po 28 dnech zrání při teplotě 20 + 2 °C podle PNI 668 633 garantovanou pevnost v tlaku min. 20 MPa a v tahu 4 MPa.The preparation of the sealant is carried out in the workplace, where the assembly of chemically resistant insulation is carried out by perfect mixing of the resin binder with the loose filler. The resulting pasty-like putty has a lifetime of the order of tens of minutes depending on the ambient temperature and should be cured within 24 hours at a temperature above 20 ° C. The cured sealant has a guaranteed compressive strength of min. 20 MPa and 4 MPa.

Nevýhodou tohoto vytvrzovacího systému je značná závislost průběhu vytvrzování ná kvalitě dodávaného koncentrátu dusičnanu močoviny, zejména na jeho steohiometrickém poměru mezi močovinou a kyselinou dusičnou ve vyrobeném nitrátu. V praxi dochází často k tomu, že průmyslově vyráběný koncentrát dusičnanu močoviny obsahuje nevelké podíly nezreagované močoviny, jejíž přítomnost ve vytvrzovaoí výplni značně zpomaluje vytvrzovací proces.The disadvantage of this curing system is the considerable dependence of the curing process on the quality of the supplied urea nitrate concentrate, in particular on its stoichiometric ratio between urea and nitric acid in the produced nitrate. In practice, it is often the case that industrially produced urea nitrate concentrate contains small proportions of unreacted urea, the presence of which in the curing filler greatly slows the curing process.

V některých případech je negativní vliv přítomnosti volné močoviny tak značný, že je zcela znemožněno dokonalé vytvrzeni tmelu.In some cases, the negative effect of the presence of free urea is so great that complete curing of the sealant is completely impossible.

Tento nedostatek se projevuje intenzivně už při teplotách pod 20 °C, tj. při teplotách při nichž se provádí naprostá většina montážních prací b.ěhem roku. Důsledkem je značné zpomalení provádění izolačních prací při nižších teplotách a zhoršení mechanických vlastností a chemických odolností vytvrzeného tmelu. Pokud není obsah volné močoviny příliš vysoký, je možné tento negativní vliv do jisté míry eliminovat vyhříváním prostorů, kde se provádí izolační práce, což je však z energetického hlediska značně hospodárné. Naopak při přebytku volné kyseliny dusičné v koncentrátu· dusičnanu močoviny dochází k tak rychlému vytvrzování (řádově několik minut), žeje tmel prakticky nezpracovatelný.This deficiency manifests itself intensively even at temperatures below 20 ° C, ie at temperatures at which the vast majority of assembly work is carried out during the year. As a result, the insulation work at lower temperatures is considerably slowed down and the mechanical properties and chemical resistance of the cured sealant deteriorates. If the free urea content is not too high, this negative effect can be eliminated to a certain extent by heating the insulating area, which is, however, very economical in terms of energy. Conversely, the excess nitric acid in the urea nitrate concentrate cures so rapidly (in the order of several minutes) that the putty is virtually unprocessable.

Nevýhodou je rovněž poměrně značný obsah ve vodě rozpustných podílů ve výplni (cca 5 %), které snižují chemickou odolnost vytvrzeného tmelu. ,A disadvantage is also the relatively high content of water-soluble proportions in the filler (about 5%), which reduce the chemical resistance of the cured sealant. ,

V zahraničí se k vytvrzování pryskyřičných tmelů na bázi pryskyřic furanového typu používají zejména sulfonové kyseliny aromatické řady) známé jsou např. mono- a dideriváty naftalensulfonové kyseliny.Above all, sulfonic acids of the aromatic series are used to cure furan-type resin sealants), for example, mono- and diderivatives of naphthalenesulfonic acid are known.

Výše uvedený problém řeší tmel podle vynálezu, jehož výplň obsahuje kombinované tvrdidlo nového typu tvořené směsí dusičnanu močoviny a p-toluensulfochloridu. Para-toluensulfochlorid je dosud používán jako tvrdidlo k vytvrzováni pryskyřic fenolformaldehydového typu a jeho samotné použití pro furanketonaldolové nebo furfurylalkoholové pryskyřice je technicky nedokonalé (nízké pevnosti vytvrzeného tmelu, extrémně dlouhá doba tuhnuti a tím prodloužení montážních prací, zhoršení chemické odolnosti atd.).The above problem is solved by a sealant according to the invention, the filler comprising a new hardener of the new type consisting of a mixture of urea nitrate and p-toluenesulfochloride. Para-toluenesulfochloride is still used as a hardener for the curing of phenol-formaldehyde type resins and its actual use for furancetonaldol or furfuryl alcohol resins is technically imperfect (low strength of cured sealant, extremely long solidification time and thus prolonged assembly work, deterioration of chemical resistance, etc.).

Předmětem vynálezu je tmel sestávající z furanketonaldolbvého pryskyřičného pojivá a tvrdící výplně na bázi křemene, žuly, čediče, kaolinu, živce nebo perlitu, která obsahuje kombinované kysele reagující tvrdidlo. Tmel je složen z 17 až 33 dílů hmotnostních furanketonaldolové pryskyřice, 0,1 až 9,0 dílů hmotnostních p-toluensulfochloridu, 0,5 až 9,0 dílů hmotnostních dusičnanu močoviny a 49 až 82,4 dílů hmotnostních minerálního plnidla, s výhodou křemenného písku, křemenné moučky nebo kaolinu.The present invention relates to a sealant consisting of a furanketonealdol resin binder and a curing filler based on quartz, granite, basalt, kaolin, feldspar or perlite, which contains a combined acid-reactive hardener. The sealant is comprised of 17 to 33 parts by weight of the furanketonealdol resin, 0.1 to 9.0 parts by weight of p-toluenesulfochloride, 0.5 to 9.0 parts by weight of urea nitrate, and 49 to 82.4 parts by weight of a mineral filler, preferably silica sand, quartz flour or kaolin.

Velikost zrn minerálního plnidla se voli podle předpokládaného způsobu užití. Pro pokládací a spárovací tmel se používá materiál s velikostí zrn maximálně do 0,8 až 1,0 mm, pro tmel určený k pokládáni monolitických chemicky odolných vrstev se volí kamenivo hrubší o velikosti zrn až do 5 mm. Jako pojivo se používá furanketonaldolová pryskyřice, vyrobitelná z 1 dílu hmotnostního formaldehydu, 1 dílu hmotnostního acetonu a 1,7 dílů hmotnostního furfurylaldehydu kondenzaci za teploty alspoň 100 °C, o konzistenci 70 až 150 sekund, měřeno výtokovým pohárkem s otvorem průměru' 4 mm při 20 °C (stanoveno podle ČSN 67 3013).The grain size of the mineral filler is selected according to the intended use. A material with a grain size of up to 0.8 to 1.0 mm is used for laying and jointing putty; The binder used is a furanketonaldol resin obtainable from 1 part by weight of formaldehyde, 1 part by weight of acetone and 1.7 parts by weight of furfuryl aldehyde by condensation at a temperature of at least 100 ° C, with a consistency of 70 to 150 seconds, measured 20 ° C (determined according to ČSN 67 3013).

Hmotnostní poměr při přípravě tmelu se řídí konzistencí pryskyřičného pojivá, požadovanou výslednou konzistencí tmelu, teplotou při zpracováni a účelem použití v rozmezích od poměru 1 díl hmotnostní pryskyřičného pojivá ku 1,7 dílům hmotnostním výplně do poměru 1 díl hmotnostní pojivá ku 5,2 dílům hmotnostním výplně. Tmel se připravuje přímo na pracovišti, kde se provádí izolační práce, nebot jeho životnost-je v závislosti na teplotě prostředí a do jisté míry i na konzistenci tmelu 30 až 90 minut. Po 24 h při teplotě 20 + 2 °C je tmel vytvrdlý. Pracuje-li se při nižší teplotě, vytvrzovaci doba se úměrně prodlužuje.The weight ratio in the preparation of the mastic is governed by the resin binder consistency, the desired final mastic consistency, the processing temperature and the intended use in the range from 1 part by weight resin binder to 1.7 parts by weight filler to 1 part by weight binder to 5.2 parts by weight fillings. The sealant is prepared directly in the workplace where the insulation work is carried out, as its lifetime is 30 to 90 minutes depending on the ambient temperature and, to a certain extent, the sealant consistency. After 24 hours at 20 + 2 ° C the sealant is hardened. When working at a lower temperature, the curing time is proportionally extended.

Chemicky odolný tmel vytvořený podle vynálezu má proti dosud používanému tmelu několik přednosti:The chemically resistant mastic produced according to the invention has several advantages over the hitherto used mastic:

1. Zdokonalení vytvrzovacího procesu. Efekt spočívá zejména v tom, že kombinace katalyzátorů způsobuje rychlejší a dokonalejší zesítění molekul pryskyřice, což výrazně kladně ovlivňuje výsledné vlastnosti tmelu. Prakticky se eliminuje negativní vliv stechiometrického přebytku volné močoviny v tvrdidle. Výrazně se zlepší vytvrzování tmelu při teplotách nižších než 20 °C, což vede ke značným energetickým úsporám při temperování pracoviště a omezení sezónnosti prací.1. Improvement of the curing process. The effect is in particular that the combination of catalysts causes faster and better crosslinking of the resin molecules, which significantly affects the resulting sealant properties. Practically, the negative effect of the stoichiometric excess of free urea in the hardener is eliminated. The curing of the sealant at temperatures lower than 20 ° C will significantly improve, resulting in considerable energy savings in tempering the workplace and reducing seasonal work.

2. Zvýšení mechanických pevností vytvrzeného tmelu, zejména jeho pevnosti v tlaku, které bylo ověřeno laboratorními měřeními. Mechanické pevnosti v tlaku u tmelu zhotoveného podle vynálezu jsou cca dvojnásobně vyšší néž byly garantované pevnosti u dosud používaného tmelu. Tím se zvýši u izolace, provedené tímto tmelem odolnost proti mechanickému poškození.2. Increasing the mechanical strength of the cured sealant, especially its compressive strength, which has been verified by laboratory measurements. The mechanical compressive strengths of the sealant produced according to the invention are approximately twice as high as those of the previously used sealant. This will increase the mechanical damage resistance of the insulation provided by the sealant.

3. Ze sníženého obsahu ve vodě rozpustných látek v nové výplni a tím i ve výsledném tmelu vyplývá i zlepšená chemická odolnost.3. The reduced content of water-soluble substances in the new filler and thus in the resulting putty also results in improved chemical resistance.

4. Zavedením nového vytvrzovacího systému s .částečnou náhradou dusičnanu močoviny p-toluensulfochloridem se sníží celkový obsah katalyzátoru ve výplni a tím dojde ke snížení celkových materiálových nákladů při výrobě výplně.4. The introduction of a new curing system with partial replacement of urea nitrate with p-toluenesulfochloride will reduce the total catalyst content of the filler and thereby reduce the total material cost of the filler production.

5. Podle použitého granulometrického sležení výplně lze optimálně regulovat i poměr pryskyřice k výplni ve výsledném tmelu podle účelu použití.5. Depending on the granulometric reduction of the filler used, the ratio of resin to filler in the resulting sealant can be optimally controlled according to the intended use.

Následující příklady ilustrují provedení vynálezu:The following examples illustrate embodiments of the invention:

PřikladlHe did

Připraví se tmelová výplň z 2,0 dílů hmotnostních p-toluensulfochloridu, 6,5 dílů hmotnostních 25 % koncentrátu dusičnanu močoviny, 45 dílů hmotnostních křemenného písku o velikosti zrn do CT,8 mm a 46,5 dílů hmotnostních křemenné moučky, která se mísí s 35 díly hmotnostními furanketonaldové pryskyřice, vyrobené z 1 dílů hmotnostního formaldehydu, dílu hmotnostního acetonu a 1,7 dílu hmotnostního furfurylaldehydu kondenzací za teploty nad 100 °C (FAL 112), o konzistenci 105 sekund, měřeno při 20 °C výtokovým pohárkem o průměru výtokového otvoru 4 mm. Smísením připravený tmel je zpracovatelný 50 minut při teplotě 20 °C a po 28 dnech zrání při teplotě 20 + 2 °C má průměrnou hodnotu pevnosti v tlaku 79,7 MPa a v tahu 4,7 MPa.A filler is prepared from 2.0 parts by weight of p-toluenesulfochloride, 6.5 parts by weight of 25% urea nitrate concentrate, 45 parts by weight of quartz sand of grain size up to CT, 8 mm and 46.5 parts by weight of quartz flour to be mixed. with 35 parts by weight of furanketoneald resin, made from 1 part by weight of formaldehyde, part by weight of acetone and 1.7 parts by weight of furfurylaldehyde by condensation above 100 ° C (FAL 112), with a consistency of 105 seconds, measured at 20 ° C outlet opening 4 mm. The blend prepared is workable for 50 minutes at 20 ° C and after 28 days maturation at 20 + 2 ° C has an average compressive strength of 79.7 MPa and a tensile strength of 4.7 MPa.

Příklad 2Example 2

Připraví se výplň z 5,2 dílů hmotnostních 25 % koncentrátu dusičnanu močoviny, 1,7 dílů hmotnostního p-toluensulfochlor.idu, 40 dílů hmotnostních křemenného písku o velikosti zrn do 0,8 mm, 39,5 dílů hmotnostních křemenné moučky a 13,6 dílů hmotnostních kaolinu, která se smísí s 37 díly hmotnostními furanketonaldolové pryskyřice, vyrobené z 1 dílu hmotnostního formaldehydu, 1 dílu hmotnostního acetonu a 1,7 dílu hmotnostního furfurylaldehydu kondenzací za teploty nad 100 °C (PAL 112), o konzistenci 90 sekund, měřeno při tpelotě 20 °C výtokovým pohárkem ό průměru výtokového otvoru 4 mm. Připravený tmel má po 28 dnech zrání při teplotě 20 + 2 °C průměrnou pevnost v tlaku 81,0 MPa, v tahu 4,58 MPa a v tahu za ohybu 11,57 MPa.A filler is prepared from 5.2 parts by weight of 25% urea nitrate concentrate, 1.7 parts by weight of p-toluenesulfochloride, 40 parts by weight of quartz sand up to 0.8 mm in grain size, 39.5 parts by weight of quartz flour and 13 parts by weight, 6 parts by weight of kaolin, mixed with 37 parts by weight of furanketonealdol resin, made from 1 part by weight of formaldehyde, 1 part by weight of acetone and 1.7 parts by weight of furfurylaldehyde by condensation at a temperature above 100 ° C (PAL 112), with a consistency of 90 seconds; measured at a temperature of 20 ° C by means of a discharge cup ό of an outlet diameter of 4 mm. The prepared putty has an average compressive strength of 81.0 MPa, a tensile strength of 4.58 MPa and a flexural tensile strength of 11.57 MPa after 28 days of aging at 20 + 2 ° C.

Příklad 3Example 3

Připraví se výplň ze 4,9 dílů hmotnostních 25 % koncentrátu dusičnanu močoviny, 0,9 dílu hmotnostního p-toluensulfochloridu, 83,6 dílů hmotnostních křemenného písku velikosti zrn do 5 mm a 10,6 dílů hmotnostních křemenné moučky, která se smísí s 28 díly hmotnostními furanketonaldolové pryskyřice (PAL-112), vyrobené z 1 dílu hmotnostního formaldehydu, dílu hmotnostního acetonu a 1,7 dílu hmotnostního furfurylaldehydu kondenzací za teploty nad 100 °C (PAL 112), o konzistenci 85 sekund, měřeno při teplotě 20 °C výtokovým pohárkem o průměru výtokového otvoru 4 mm. Dokonalým promísením he získá tmelová kompozice vhodná k tlakovému stříkání chemicky odolné vrstvy.A filler is prepared from 4.9 parts by weight of 25% urea nitrate concentrate, 0.9 parts by weight of p-toluenesulfochloride, 83.6 parts by weight of quartz sand up to a grain size of 5 mm and 10.6 parts by weight of quartz flour mixed with 28% by weight. parts by weight of furancetonaldol resin (PAL-112), made from 1 part by weight of formaldehyde, part by weight of acetone and 1.7 parts by weight of furfuryl aldehyde by condensation at a temperature above 100 ° C (PAL 112), with a 85 second consistency measured at 20 ° C spout cup with a spout diameter of 4 mm. By perfect mixing he obtains a sealant composition suitable for pressure spraying of a chemically resistant layer.

Claims

Mastic consisting of a furancetonaldol resin and a hardening filler, in particular based on quartz, kaolin, feldspar, granite, basalt or perlite, preferably silica sand, characterized in that it consists of 1 part by weight of furanketonealdol resin obtainable from 1 part by weight of formaldehyde, 1 part by weight by weight of acetone and 1.7 parts by weight of furfurylaldehyde by condensation at a temperature of at least 100 ° C, with a consistency of 70 to 150 seconds, measured by a 4 mm diameter outlet cup at 20 ° C and 1.7 to 5.2 parts by weight of curing filler composed of 0.2 to 10 parts by weight of p-toluenesulfochloride, 1.5 to 10 parts by weight of urea nitrate and 80.0 to 98.3 parts by weight of mineral binder.