CS261486B1 - Plasticko-elastické tmely na bázi vodných výhradně akrylátových disperzí - Google Patents

Abstract

Řešení se týká plasticko-elastických tmelů na bázi vodných výhradně akrylátových disperzí obsahujících jako disperzní pojivo kopolymer kyseliny akrylové a jejích nejméně dvou esterů s 1 až 10 atomy uhlíku v alkoxylové skupině. Podle zastoupení jednotlivých komonomerů v disperzním pjjivu a podle obsahu komponent v tmelu lze připravit tmely požadovaných vlastností s vysokou odolnosti proti atmosférickému stárnutí, vhodných jako tmely spárovací, těsnicí, k vyrovnávání povrchů, ale i jako tmely lepicí.

Description

Vynález se týká plasticko-elastických tmelů na bázi výhradně akrylátovýeh kopolyraerních disperzí. Tyto tmely jsou vhodné jako tmely spárovací a těsnicí (např. ve stavebnictví pro těsnění dilatačních spár nebo pro uzavírání spár mezi dílci a otvorovými výplněmi), sklenářské, vyrovnávání povrchů, ale i jako tmely lepící např. pro obkladačské práce.

Tmely na bázi disperzí polymerů jsou celosvětově nejmladší skupinou tmelů. Ve srovnání se tmely na bázi syntetických kaučuků, olejů, asfaltů a dehtů jde o vodou ředitelné systémy, jejichž předností je především zdravotní nezávadnost. Základní složkou disperzního tmele je pojivo, kterým je disperze polymeru. Dosud se nejvíce uplatňují polymery vinylacetátu, kopolyméry vinylacetátu a esterů kyseliny akrylové a kopolymer etylénu s vinylacetátem. Tmely na bázi polyvinylacetátu, které byly vyráběny nejdříve, mají omezené použiti (v interiérech), nedostatečnou odolnost ke zmrazovacím cyklům, vlivem atmosférického stárnutí tvrdnou a ztrácejí původní tažnost. Tyto tmely také nejsou odolné vůči hydrolyze v alkalickém prostředí.

V posledních deseti letech se ve světě připravují tmely, kde jako disperzní pojivo se používá kopolymer esterů kyseliny akrylové nebo methakrylové s dalšími komonomery, jako např. vinylaromatické nebo vinylalifatické sloučeniny, akrylonitril a jiné. Japonský patent 7 939 447 uvádí jako disperzní pojivo kopolymer 95 % butylakrylátu a 5 % styrenu, patent NSR 3 247 337 pak kopolymer esteru kyseliny akrylové a akrylonitrilu. Tyto tmely mají sice dostatečnou odolnost vůči hydrolýze v alkalickém prostředí, ale nevhodné tahové vlastnosti, které vyplývají z kombinace použitých komonomerů. Pokud se požaduje vysoká tažnost, odolnost proti únavě střídavým namáháním, je nutné přidávat velký podíl vnějších změkčovadel nebo plastifikátorů, jako např. alkylesterů kyseliny ftalové.

To na druhé straně způsobuje menší odolnost proti atmosferickému stárnuti, takže je nelze doporučit jako tmely pro venkovní použití.

261 486 □ako pojivá vysoce elastických tmelů odolných vůči povětrnosti jsou podle japonských patentů 6 053 584 a 6 053 583 produkty polyoxyalkylénpolyolu s izokyanáty a nizkomolekulárními akrylovými polymery. Sítujicí složkou jsou polyoxyalkylénpolyoly a akrylové polymery schopné reagovat s NCO- skupinami, Tyto tmely jsou zpravidla dvoj složkové a vyžaduji přimíchání tvrdidla před aplikací, kromě toho jejich výroba je značně nákladná· Neobsahuji vodná disperzní pojivá stejně jako v případě rumunského patentu 83 808, kde pojivém vysoce elastického tmelu je roztokový kopolymer etylakrylát s kyselinou akrylovou v toluenu·

Uvedné nevýhody nemají tmely, podle tohoto vynálezu, u nichž jako disperzní pojivo je použita vodná disperze kopolymerů kyseliny akrylové a jejích nejméně dvou esterů obsahujících i až 10 atomů uhlíku v alkoxylové skupině·

Vedle disperzního pojivá obsahují tmely podle tohoto vynálezu další přísady za účelem získáni požadovaných vlastností. Pro dosaženi optimální konzistence a pro snížení výrobních nákladů se přidávají plniva jako uhličitany vápenaté (vápenec, křída), křemičitany jako kaolin nebo mastek. Oako přísady upravující reologické vlastnosti se přidávají různé modifikace oxidu křemičitého jako např. mikromletý křemen, srážený oxid křemičitý, kalcinovaný nebo ve formě aerogelu.

Kromě uvedených komponent se přidávají další speciální aditiva jako dispergátory, smáčedla, fungicidní přípravky, odpěňovače, hydrofobizačni přísady; případně i vnější změkčovadla nebo plastifikátory a další speciální přísady.

Bylo zjištěno, že při formulaci disperzního pojivá podle tohoto vynálezu lze s výhodou využit disperzních kopolymerů esterů kyseliny akrylové a alifatických alkoholů s nižší a vyšší molekulovou hmotnosti. Film vzniklý odpařením vody z takového disperzního pojivá se pak chová jako částečně zesítěný elastomer, přestože neobsahuje chemicky sítujicí komponenty. Tento kopolymer má pak při dostatečné povrchové

261 486 lepivosti i určitou houževnatost a vratnou deformaci, a přitom nijak nepříznivě neovlivňuje dlouhodobou skladovatelnost výsledného tmelu na rozdíl od tmelů připravených z pojiv obsahujících chemicky sítující reaktivní skupiny. Vlastnosti kopolymerů podle vynálezu se výhodně přenášejí i do výsledného tmelu. Požadované tvrdosti tmelů, tahových charakteristik a konzistence se dosahuje i vyšším nebo nižším zastoupením esterů kyseliny akrylové s alkoholy s lehčím nebo těžším alifatickým alkylem v kopolymerů tvořícím disperzní pojivo. Není tedy nutné přidávat vnější změkčovadla. Proto tyto tmely mají vynikající odolnost proti atmosferickému stárnutí a zachovávají si potřebnou tažnost po celou dobu své životnosti, tj. 15 - 20 let.

Příprava tmelu je ilustrována následujícími příklady provedení, přičemž příklad 3 dokládá nevhodnost použiti pojivá se sítujícími komonomery.

Příklad 1

Výchozí látky

a) vodná disperze kopolymerů 68 % butylakrylátu, 30 % etylakrylátu a 2 % kyseliny akrylové se sušinou 60 %,

b) odpěňovač na bázi kovových mýdel a silikonových sloučenin

c) metylfenylsilikonový olej (měrná hmotnost 1,032 g/cm )

d) bistributylcínoxid - roztok s obsahem 11 % aktivní složky

e) nonylfenol etoxilovaný 20 moly etylénoxidu, ve formě 80 % vodného roztoku

f) mletý vápenec č. 10 dle ČSN 721220 s touto granulometrii

- zbytek na sítě 0,09 mm max. 0,4 % hm.

- zbytek na sítě 0,063 mm max. 5 % hm.

g) amorfní oxid křemičitý o těchto parametrech

- zbytek n‘a sítě 10 000 ok podle ČSN 6705-22 max. 1 % hm.

- amorfní SiOg dle ČSN 72 1110 min. 95 %, max. 97,5 % hra.

Postup přípravy *^Bb

Do mísiče z nerezavějící oceli o obsahu 100 litrů, opatřeného kotvovým míchadlem, se předloží 15,6 kg vodné kopolymerní akrylátové disperze (a), 20 g odpěňovače (b), 0,8 kg metylfenylsilikonového oleje (c), 0,2 kg roztoku bistributylcinoxidu (d), 0,4 kg vodného roztoku etoxilovaného nonyl fenolu (e). Směs se promíchává po dobu 5 minut při 60 otáčkách za minutu, pak se sníží otáčky na 20 ot /min, postupně se přidává 5,6 kg amorfního oxidu křemičitého (g) a 17,4 kg vápence (f). Po přidáni sypkých komponent se otáčky zvýši opět na původní počet a promíchává se po dobu 40 min· Produktem je 40 kg tmelu o následujících parametrech: penetrace kuželem dle ČSN 722343 při 23 °C ... 230 penetr. jednotek stékavost ve žlábku o šíři 18 mm podle ČSN 722342 ··· O mm objemové smrštění podle ČSN 722346 ... 9 % hmotnostní úbytek podle ČSN 722347 ... 16 % tvrdost Shore dle ČSN 722348 ... 33 °Sh.

tažnost dle či. 14 ČSN 722344 na betonu ... 75 %·

Příklad 2

Výchozí látky a, b, c, e, f a g stejné jako v přikladu 1

d) 33 %ni vodná suspenze 1,2 - banzthiazolin-3-on Postup přípravy

Oo mísiče z nerezavějící oceli o obsahu 100 litrů, opatřeného kotvovým míchadlem, se předloží 19,2 kg vodné kopolymerní akrylátové disperze (a), 20 g odpěňovače (b), 0,8 kg metylfenylsilikonového oleje (c), 0,2 kg suspenze l,2-benzthiazolin-3-on (d), 0,4 kg vodného roztoku etoxylovaného nonylfenolu (e)· Směs se promíchá po dobu 5 minut, při 60 otáčkách za minutu, poté se otáčky sni£í na 20 min a postupně se přidává 6,8 kg amorfního oxidu křemičitého (g) a 12,6 kg vápence (f).

- 5 261 486

Po přidání sypkých komponent se otáčky zvýši na původní počet a promíchává se po dobu 40 min. Produktem je 40 kg tmelu o následujících parametrech:

penetrace kuželem dle ČSN 722343 při 23 °C ... 257 penetr. jednotek stékavost ve žlábku o šiří 18 mm ČSN ... 1 mm objemové smrštění dle ČSN 722346 ... 18 % hmotnostní úbytek dle ČSN 722347 ... 19 % tvrdost dle Shorea dle ČSN 722348 ... 25 °Sh.

tažnost dle čl. 14 ČSN 722344 na-betonu ... 110 %.

Příklad 3

Výchozí látky

a) směs vodné disperze kopolymerů 68 % butylakrylátu, % etylakrylátu, 2 % kyseliny akrylové se sušinou 60 % a vodné disperze kopolymerů 85 % etylakrylátu, % akrylonitrilu, 2 % N-methylolakrylaraidu, 6 % kyseliny akrylové se sušinou 40 %. Směs uvedených disperzí v hmotnostním poměru 3 : 1.

b, c, d, e, f a g) stejné jako v příkladě 1.

Postup přípravy a navážky výchozích látek stejné jako v příkladě 1.

Parametry tmelu penetrace kuželem dle ČSN 722343 při 23 °C ... 240 penetr. jednotek stékavost ve žlábku o šíři 18 mm dle ČSN 722342 ... O mm hmotnostní úbytek dle ČSN 722347 ... 18 %.

Po dobu 48 hodinách tmel zcela zesítoval, takže další parametry nebyly hodnoceny.

Claims (1)

1. 6 PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   261 486

   Plasticko-elastické tmely na bázi vodných výhradně akrylátových disperzi jako pojiv, plniv a dalších aditiv, vyznačující se tim, že jako pojivo obsahuji kopolymér kyseliny akrylové a jejich nejméně dvou esterů obsahujících 1 až 10 atomů uhlíku v alkoxylové skupině.

   Cena: 2,40 Kčs

   Vytiskly Moravské tiskařské závody, střed. 11 100, tř.Lidových'milicí 3, Olomouc