CZ20024027A3

CZ20024027A3 - Prostředek na bázi emulgovatelných pryskyřic vytvrditelných UV

Info

Publication number: CZ20024027A3
Application number: CZ20024027A
Authority: CZ
Inventors: Viet Dung Dao; Gabriel Houba; Jean-Yves Simon
Original assignee: Tarkett Sommer S. A.
Priority date: 2000-06-15
Filing date: 2000-10-17
Publication date: 2003-03-12
Also published as: PL358916A1; ES2452725T3; EP1290051A1; RU2235108C1; CZ304819B6; EP1290051B1; WO2001096431A1; AU2001211211A1; PL199753B1; HUP0300634A3; HUP0300634A2; CA2413868A1; EP1164149A1; CA2413868C; UA72807C2

Description

Prostředek na bázi emulgovatelných pryskyřic vytvrditelných UK

Oblast techniky

Předložený vynález se týká nových prostředků emulgovatelných pryskyřic, vytvrditelných UF, polyurethanové typu nebo podobných, které umožňují, jestliže je to žádoucí, snadné zahrnutí přísad a které se snadno používají.

Tento vynález se týká také použití takových prostředků, samotných nebo obvykle v kombinaci s přísadami, jako lakové vrstvy pro zlepšení odolnosti vůči opotřebení a ušpinění a pro regulaci lesku krytin podlah a stěn.

Dosavadní stav techniky

Mnoho krytin podlah nebo stěn existuje ve formě pruhů nebo obkládaček získaných různými způsoby, zvláště způsobem potahování, použitím různých syntetických materiálů, jako je PVC nebo semisyntetické pryskyřice, jako je linoleum. Tyto produkty obecně získávají ochranné vrstvy a zvláště laky tak, aby lépe uspokojovaly požadavky na používání.

Tento lak musí být transparentní tak, aby nezakryl pod nim ležící vzor, musí být stabilní tak, aby nedocházelo k jeho zabarvování časem, a musí mít dobrou pevnost proti oděru a odolnost vůči ušpinění.

Obvykle se aplikuje ve formě velmi tenkého filmu tak, aby zachovával vyražené efekty, které jsou obvykle vidět na konečném produktu, zvláště chemickým nebo mechanickým mramorováním.

Aplikace laku se obvykle používá pro to, aby se přidaly přísady nebo plnidla, která zlepšují vzhled nebo vlastnosti produktu.

• · ·*..’*· · *. * · · z · • I · ····.

: :·..·· : .

: . · .......

Tato plnidla produktů, jako je oxid hlinitý, mají obvykle vysoké hustoty a obvykle je obtížné dosáhnout a udržet jejich jednotnou disperzi. Vzhledem k tomu, že tyto produkty vykazují v podstatě svoji funkci na povrchu; je tom chápáno tak, že dekantace plnidel, dokonce i do tenké lakové vrstvy, je nežádoucí.

Bylo zjištěno, že použití pryskyřic polyuretanového typu je zvláště výhodné díky jejich vnitřním vlastnostem, zvláště možnosti snadno a rychle je vytvrzovat UF zářením.

UF vytvrzování se stále častěji používá při potahování na umělé hmoty, dřevo a lamináty, papír, kov, kůži, textilní materiály atd. Je obvyklé také u inkoustů a adhezních činidel.

Při srovnání s jinými typy vytvrzování má UF-vytvrzování mnohé výhody, z nich lze zmínit zvýšenou produktivitu pocházející od vyšší rychlosti a nižší energie, kompaktnosti nanesení a lepší ochrany vůči okolnímu prostředí díky úplnému vyhnutí se nebo drastickému snížení množství potřebných rozpouštědel a jejich snížené toxicitě.

Používání některých pryskyřic je však obtížné, zvláště v případě, že jsou zahrnuty přísady s minerálními plnidly nebo podobné.

Výroba jednotné a stabilní disperze plnidel obecně vyžaduje použít pryskyřice s vysokou molekulovou hmotností a tedy vysokými viskozitami, tudíž potřebu pracovat při vysoké teplotě, aby se snížila jejich viskozita.

Běžně typický přípravek laku na bázi pryskyřice typu polyurethanu vytvrditelného UF obsahuje:

- oligomemí bázi definující konečné vlastnosti vytvrzeného produktu,

- monofuknční nebo polyfunkční monomery sloužící jako reaktivní ředidla a jako činidla napomáhající vytvrzení,

- fotoiniciátory inicující vytvrzení a

- přísady dávající produktu specifické vlastnosti.

Obvykle používanými oligomery jsou polymery s molekulovou hmotností v rozsahu od 400 do 7000.

Ty, které mají nízkou molekulovou hmotnost, jsou kapaliny, které je možné lít.

Naopak ty, které mají vysokou molekulovou hmotnost, jsou polymery, se kterými se obtížně pracuje za teploty místnosti.

Viskozita oligomerů je v rozmezí od 10 do 100 Pa s za teploty místnosti.

To obvykle vyžaduje používání monomerů, kvůli nižší viskozitě konečného aplikačního vzorku.

Jiným způsobem zpracování je použít velká množství rozpouštědel.

V těchto případech bude viskozita konečné aplikace řádově několik desetin

Pa.s.

Mělo by však být uvedeno, že na rozdíl od oligomerů, které jsou považovány za netoxické, některé monomery jsou klasifikovány a označeny jako rizikové produkty podle platných předpisů. Použití obrovských množství rozpouštědel by se mělo obejít z podobných důvodů. Navíc monofunkční monomery mají nevýhodu v tom, že velice zpomalují rychlosti vytvrzování a snižují účinnost výroby.

Byly tedy navrženy oligomery modifikované naroubováním hydrofilních funkcí tak, aby byly slučitelné s vodným prostředím.

V tomto případě přítomnost monomerů v přípravku se obchází a dosahuje se tak viskozita řádově 10 Pa.s se suchým obsahem 30 až 40 %.

• · • · ·

Hlavní nevýhodou je to, že shora uvedené modifikované oligomery jsou drahé a je v nich omezený výběr.

U nemodifikovaných oligomerů dodavatelé nedoporučují používat vodu nebo omezit její přítomnost na obsahy, které nepřevyšují několik procent.

Cílem tohoto vynálezu je překonat nevýhody roztoků navržených podle předchozí oblasti techniky a zvláště získání prostředků na bázi pryskyřic vytvrditelných UF a emulgovatelných ve vodném prostředí, zvláště prostředků urethanového typu, bez požadavku používat rozpouštědlo nebo modifikované oligomery.

Podstata vynálezu

Tento vynález se týká prostředku sestávajícícho z;

nemodifikované oligomemí báze definované konečnými vlastnostmi vytvrzeného produktu, činidel napomáhajících vytvrzení sestávajících z polyfunkčních monomerů, fotoiniciátorů iniciujících polymeraci a přísad poskytujících produktu specifické vlastnosti.

Tento prostředek se vyznačuje tím, že je ve formě jednotné a stabilní emulze, přičemž směs vody a pryskyřice obsahuje mezi 5 % a 35 %, s výhodou mezi 10 % a 25 % hmotn. vody.

Pojem pryskyřice se týká všech oliogomerů přítomných a shora uvedených vytvrzujících pomocných činidlech.

Tento roztok má výhodu v tom, že nevyžaduje rozpouštědla a monofuknční monomery, které jsou vysoce těkavé.

• · ·

Příslušným výběrem pryskyřic, při kterém se vezme v úvahu možná přítomnost přísad, tento prostředek umožňuje přizpůsobit viskozitu tím, že se bude pohybovat ve shora uvedených mezích hmotnostního poměru voda/pryskyřice.

Během aplikace jako lak na potahy podlah nebo stěn standardními způsoby, které jsou dobře známy odborníkům z oblasti techniky, je možné, jestliže to není nutné, přizpůsobit požadovanou konečnou viskozitu aplikovanému zařízení použitím malého množství vhodných rozpouštědel.

Zatímco u prostředků, které jsou připraveny ze 100 % akrylátové pryskyřice se setkáváme s obtížemi při získávání matných povrchů, tyto obtíže vznikají u prostředků podle vynálezu, které umožňují bez obtíží zahrnout zmatňující plnidla.

Obecně se prostředky podle vynálezu snadno přizpůsobují zahrnutí více plnidel jakéhokoliv původu.

Zvláště se používají následující zmatňující a zpevňující činidla:

1. zmatňující činidla:

- prachový oxid křemičitý,

- jemně mleté zmatňující činidlo,

- polyolefinový vosk,

- polyamidový vosk, a

- PTFE vosk, a

2. zpevňující činidla:

- křemen,

- oxid křemičitý,

- karbid křemíku,

- oxid hlinitý (karborundum),

- skleněné kuličky a

- karbid volframu.

« ·

U zmatňujících plnidel činidel může být jejich obsah v rozmezí od O a 10 % hmotn. a u zesilujících činidel a u plnidel odolných vůči vodě může být jejich obsah v rozmezí od 0 do 30 % hmotn. Tyto obsahy jsou hodnoty hmotnostní vyjádřené vzhledem k pryskyřici (phr).

Díky dobré disperzi plnidel, která je umožněna prostředky podle vynálezu, obsahy složek mohou být optimalizovány bez potřeby přeplnění, aby se zajistilo, že se získá požadované množství přísad na povrchu.

Lze pozorovat malou dekantaci a snadný návrat do suspenze dokonce i u produktů s vysokou hustotou (jako je oxid hlinitý, hustota kolem 4).

Jako neomezující ilustrace nemodifikovaných oligomerů, které se mohou používat podle vynálezu, lze uvést:

- urethanový akrylát,

- epoxyakrylát,

- polyesterový akrylát,

- polyetherový akrylát a

- silikonový akrylát.

Viskozity jsou mezi 10 a 100 Pa. s.

Jako příklady polyfunkčních monomerů působících jako vytvrzovací činidla lze uvést:

- GPTA (glyceryl-propoxylát-triakrylát),

- HDDA (diakrylát hexandiolu),

- TPGDA (diakrylát tripropylenglykolu),

- TMPTA (triakrylát trimethylolpropanu) a

- PETIA (pentaerythrityl-tri- a tetraakrylát).

Hmotnostní procenta monomeru ve směsi polyfunkčního monomeru a nemodifikovaného oligomeru jsou mezi 0 a 35 % hmotn.

Mezi fotoiniciátory, které se mohou používat, patří:

- a-hydroxyketon,

- a-aminoketon,

- benzyldimethylketál a

- benzofenon.

Tyto fotoiniciátory se používají v obvyklých poměrech, které závisejí na používaném oligomeru a na používaném polyfunkčním monomeru.

Tento vynález bude podrobněji popsán odkazy na výhodná provedení podle vynálezu, která jsou ilustrována následujícím příkladem, a pracovní schémata pro výrobu potahu na podlahu.

Příklad provedení vynálezu

povaha	název	výrobce	F1	F2	F3	F4
1. Alifatický polyurethan	CN 965	Cray Valley	100	-	-	-
2. Epoxyakrylát	CN 104	Cray Valley	100	-	-	-
3. Triakrylát trimethylolpropanu	SR 350	Cray Valley	20	20	20	20
4. Povrchově aktivní činidlo	FC 430	3M	0,4	0,4	0,4	0,4
5. Fotoiniciátor 1173	Darocure	Ciba	3	3	3	3
6. Zmatňující činidlo	OK 412	Gedussa	-	-	3	3
7. Zpevňující činidlo	Al₂ O3	Semanaz	-	-	18	18

8. Voda

30 30 30

Provedení:

F1:

postupně se přidává alifatický polyurethan, triakrylát trimethylolpropanu, povrchově aktivní činidlo a fotoiniciátor a směs se míchá zařízením Dispermat CV rychlostí 10CX) otáček za minutu po dobu 10 minut a postupně se přidá voda pň 4000 otáčkách za minutu během 15 minut.

F2:

postupně se přidá epoxyakrylát, triakrylát trimethylolpropanu, povrchově aktivní činidlo a fotoiniciátor a směs se míchá zařízením Dispermat CV rychlostí 1000 otáček za minutu po dobu 10 minut a postupně se přidá voda při 4000 otáčkách za minutu během 15 minut.

F3:

postupně se přidá alifatický polurethan, triakrylát trimethylolpropanu, povrchově aktivní činidlo a fotoiniciátor a směs se míchá zařízením Dispermat CV rychlostí 1000 otáček za minutu po dobu 10 minut, postupně se přidá zmatňující činidlo a zpevňující činidlo a potom se směs homogenizuje při 2000 otáčkách za minutu 10 minut a postupně se přidá voda při 4000 otáčkách za minutu během 15 minut.

F4:

postupné se přidá epoxyakrylát a triakrylát trimethylolpropanu, povrchově aktivní činidlo a fotoiniciátor a směs se míchá zařízením Dispermat CV rychlostí 1000 otáček za minutu po dobu 10 minut, postupně se přidá zmatňující činidlo a zpevňující činidlo a potom se směs homogenizuje při 2000 otáčkách za minutu 10 minut a postupně se přidá voda při 4000 otáčkách za minutu během 15 minut.

Níže uvedená tabulka shrnuje srovnávací vlastnosti na jedné straně pro roztoky podle předchozí oblasti techniky, konkrétně polyurethan, obsahující 100 % hmotn.

• ·

suchého obsahu, a vodný polyurethan, obsahující 40 % hmotn. suchého obsahu, a srovnává je s emulgovaným polyurethanem podle vynálezu.

Tabulka

vlastnosti	výběr pryskyřice
	100% PU (nemodifikovaný oligomer)	vodný PU/UF (modifkovaný oligomer)	emulgovananý PU (podle vynálezu)
kontrola	s monomery	bez monomeru	málo nebo žádné
viskozity			monomery
provedení	omezení typů	několik problémů	několik problémů
	zařízení	(u všech typů)	(u všech typů)
tenký poklad obtížný	snadný	snadný
lesk:
vysoký lesk vysoký (k 95)	omezený (k 85)	vysoký (k 95)
matný lesk	obtížně získatelný	snadný	snadný
zahrnutí			dobrá
plnidel	dekantace	dekantace	stabilita

disperze plnidel slabá přiměřená dobrá

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Prostředek na bázi emulgovatelných pryskyřic vytvrditelných UF, který sestává z:

oligomemí báze definované konečnými vlastnostmi vytvrzeného produktu, činidel napomáhajících vytvrzení sestávajících z polyfunkčních monomerů, fotoiniciátorů iniciujících polymeraci a přísad dodávacích produktu specifické vlastnosti, vyznačující se tím, že oligomemí báze znamená nemodifikovanou oligomemí bázi, která je slučitelná s vodou a že tento prostředek je ve formě jednotné a stabilní emulze, v níž množství vody ve směsi vody a pryskyřice je mezi 5 % a 35 % hmotn.
2. Prostředek podle nároku 1, v y z n a č u j i c í se t í m, že směs vody a pryskyřice obsahuje mezi 10 % a 25 % hmotn. vody.
3. Prostředek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že obsahuje plnidla.
4. Prostředek podle nároku 3, vyznačující se t í m, že obsahuje 0 a 10 % hmotn. matových plnidel.
5. Prostředek podle nároku 3 nebo 4, v y z n a č u j í c i se t í m, že obsahuje 0 až 30 % hmotn. zesilujících plnidel a plnidel odolných vůči vodě.
6. Prostředek podle kteréhokoliv z nároků 1až 5, vyznačující se tím, že nemodifikovaná oligomemí báze je vybrána z jedné nebo více následujících sloučenin:

- urethanového akrylátu.

- epoxyakrylátu,

- polyesterového akrylátu.

- polyetherového akrylátu a

- silikonového akrylátu.
7. Prostředek podle kteréhokoliv z nároků 1 až6, vyznačující se tím, že polyfunkční monomer působící jako vytvrzující činidlo je vybrán z jedné nebo více následujících sloučenin:

- GPTA, glyceryl-propoxylát-triakrylátu,

- HDDA, diakrylátu hexandiolu,

- TPGDA, diakrylátu tripropylenglykolu,

- TMPTA, triakrylátu trimethylolpropanu a

- PETIA, pentaerythrityl-tri- a tetrakrylátu.
8. Prostředek podle kteréhokoliv z nároků 1až 7, vyznačující se tím, že směs polyfunkčního monomeru a nemodifikovaného oligomeru obsahuje mezi 0 a 35 % hmotn. monomeru.
9. Prostředek podle kteréhokoliv z nároků 1až 8, vyznačující se tím, že fotoiniciátor je vybrán z jedné nebo více následujících sloučenin:

- a-hydroxyketonu,

- a-aminoketonu,

- benzyldimethylketálu a

- benzofenonu.
10. Použití prostředku podle kteréhokoliv z nároků 1 až 9 jako lakové vrstvy pro krytinu podlah a stěn.