CZ20031330A3

CZ20031330A3 - Polyuretanové pojivo obsahující plnivo a sendvičový panel jej obsahující

Info

Publication number: CZ20031330A3
Application number: CZ20031330A
Authority: CZ
Inventors: Uffe Damgaard Munk; Jeppe Rasmussen
Original assignee: Casco A/S
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2003-08-13
Also published as: NO20032323D0; CZ299511B6; PL362461A1; EP1358296A1; WO2002046325A1; NO20032323L; AU2002218155A1

Description

Předkládaný vynález se týká pojivá na bázi polyurethanu obsahujícího zrnité anorganické plnivo, a zejména pojivá pro použití k lepení ochranných vrstev na izolační vrstvu např. struskovou vlnu tak, aby se vytvořil sendvičový panel.

Dosavadní stav techniky

Aby byly sendvičové panely výše uvedeného druhu použitelné pro stavební účely, musí vyhovovat určitým požadavkům ohledně ohnivzdomosti, stanoveným směrnicí EU 89/106/EEC. Například spalné teplo žádného lepeného spoje s podkladovým nátěrem nesmí v takovýchto sendvičových panelech přesáhnout 4 MJ/m², aby panely získaly klasifikaci A2.

Spalné tepk» materiálu udává množství energie uvolněné z materiálu v případě požáru. Spalné teplo se určuje podle ISO 1716 v kalorimetrické bombě.

Polyurethan (PUR), který se typicky používá jako hlavní složka pojiv pro přípravu sendvičových panelů typu uvedeného v úvodu, má spalné teplo přibližně 30 MJ/kg, a pro přípravu panelů dobré kvality je normálně zapotřebí, aby bylo polyurethanové pojivo použito v množství alespoň 300g/m².

Je známo přidávání anorganických plniv, jako například uhličitanu vápenatého, k pojivům na bázi polyurethanu v množství 20 až 30 % hmotn., aby se snížilo spalné teplo pojivá. Tímto způsobem byla úspěšně získána pojivá se spalným teplem 18-20 MJ/kg, což však dovoluje použít pro přípravu sendvičových panelů pojivo v množství pouze do 200g/m³, když se vezme v úvahu spalné teplo podkladového nátěru na ochranné vrstvě nebo vrstvách.

Pokusy o další snížení spalného tepla za použití většího množství anorganického plniva měly za následek zvýšení viskozity pojivá to té míty, že tato pojívá nemohou být použita ve spojení s existujícími metodami a zařízeními pro nanášení lepidla.

ί ···· * · • · ♦ ·

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je poskytnout pojivo mající nižší spalné teplo než známá pojivá, a mající zároveň nízkou viskozitu vhodnou pro aplikační účely a dobrou stabilitu, tj. dobrou odolnost vůči sedimentaci plniva.

Dalším předmětem vynálezu je poskytnout pojivo, které může být použito v množství alespoň 300g/m² pro přípravu sendvičových panelů, které musí vyhovovat požadavkům ohledně ohnivzdomosti podle směrnice EU 89/106/EEC.

Překvapivě bylo nalezeno, že tyto cíle jsou dosažitelné s pojivém na bázi polyurethanu druhu uvedeného v úvodu, které se vyznačuje tím, že polyurethan je připraven z polyether diolu majícího střední molekulovou hmotnost 200 až 4000, že obsah plniva představuje alespoň 40 % hmotn., a že alespoň 75 % plniva má velikost zrn větší než 2 μιη, a že plnivo má střední velikost zrn 3 až 8 μηχ

Pro přípravu sendvičových panelů druhu uvedeného v úvodu jsou hojně používána tzv, 1K-polyurethanová pojivá, tj, předpolymery vznikající reakcí mezi polyolem a izokyanátem.

Takovéto předpolymery představují reaktivní systém, který je citlivý na aditiva a vodu.

Překvapivě bylo nalezeno, že pokud je předpolymer připraven s použitím výše uvedeného diolu, je možné přimísit plnivo v množství až 60 % hmotn. a více, zatímco dosažená viskozita umožňuje použití známých metod a zařízení pro nanášení plniva. Použitím vhodných velikostí zrn je přitom zajištěno, že nedochází k žádné sedimentaci plniva.

Také při použití tzv. 2K-pojiv, tj. pojiv připravovaných bezprostředně před použitím reakcí mezi izokyanátem a polyolem, poskytuje vynález výhodu, že může být použito zvýšených množství plniva, což vede ke snížení spalného tepla pojívá.

Při použití pojivá podle vynálezu pro tvoření lepených spojů v sendvičových panelech výše uvedeného druhu může být spalné teplo lepeného spoje a podkladového nátěru sníženo pod 4 MJ/m², i když je pojivo naneseno v množství více než 300 g/m², např. mezi 300 a 350 g/m², a sendvičové panely tak mohou vyhovět požadavku pro získání klasifikace A2.

Polyether diol použitý pro přípravu polyurethanu má výhodně střední molekulovou hmotnost mezi 1500 a 3000. Polyether diol může být použit spolu s jinou nízko molekulární organickou hydroxysloučeninou, jako například polyether triolem.

Izokyanátová složka pro použití pro přípravu polyurethanového předpolymeru je výhodně aromatický polyizokyanát, jako například difenylmethan diizokyanát.

Plnivo je výhodně používáno v množství mezi 40 a 60 % hmotn., ale jsou použitelná dokonce i větší množství, tj. 70 % hmotn. nebo vyšší.

Plnivo je výhodně tvořeno uhličitanem vápenatým, ale jsou použitelná i jiná anorganická plniva, jako například síran bamatý, křemenný prášek a dolomit. Plnivo má výhodně velikost zrn mezi 4 a 6 |im.

Pojivo podle vynálezu může také obsahovat běžně používaná aditiva, jako například absorbent vlhkosti, katalyzátor pro katalýzu reakce mezi předpolymerem a vodou, dispergovadlo pro dispergování zrn plniva v polyurethanovém pojívu, a inhibitor pěnění.

Při použití ΙΚ-pojiv se provádí vytvrzování pojivá působením vody, např. atmosférické vlhkosti. Rychlost vytvrzování je závislá na teplotě.

Při použití obzvláště vysokých množství plniva, např. více než 60 % hmotn., bývá nutné použít ředidlo v podobě málo viskózní organické kapaliny s nízkou tenzí par při teplotě místnosti, jako například acetylacetát.

Vynález se dále týká sendvičového panelu obsahujícího anorganickou izolační vrstvu mající alespoň na jedné straně přilepenou ochrannou vrstvu.

Sendvičový panel podle vynálezu se vyznačuje tím, že lepený spoj mezi izolační vrstvou a ochrannou vrstvou se skládá z pojivá na bázi polyurethanu jak je popsáno výše.

Dále je vynález popsán podrobněji níže uvedenými příklady.

·♦♦ · ·**♦

Příklady provedení vynálezu Příklad 1

Byla připravena směs následujících komponent:

Polymerní difenylmethan diizokyanát Polyether diol (střední molekulová hmotnost: 2000)

Katalyzátor (dibutylstannyl-laurát) r> _ j; ji _

ÍXCU1U1U

Uhličitan vápenatý (střední velikost zrn 5 pm, 75 % > 2 pm)

Celkem

19,5 hmotnostních dílů

0,5

100,0

Směs měla viskozitu přibližně 12 Pa.s.

Spalné teplo takto vytvořeného pojivá bylo 10,5 MJ/kg, a mohlo by být - bez podkladového nátěru - použito v množství 381 g/m² bez překročení hranice 4 MJ/m² pro spalné teplo stanovené směrnicí EU 89/106/EEC.

Příklad 2

Byla připravena základní směs následujících komponent:

Polyether diol (střední molekulová hmotnost: 2000)

Polyether triol (střední molekulová hmotnost: 200)

Ricínový olej

Uhličitan vápenatý (střední velikost zrn 5 pm, 75 % > 2 pm) hmotnostních dílů

Celkem

100,0

Směs byla přidána k vytvrzovacímu činidlu ve formě polymeru difenylmethan diizokyanátu v hmotnostním poměru 20 hmotnostních dílů vytvrzovacího činidla na 100 hmotnostních dílů základní směsi a 1 hodinu míchána, aby se získala dokonalá disperze vytvrzovacího Činidla v základní směsi.

Směs měla viskozitu přibližně 15 Pa.s.

Spalné teplo takto vytvořeného pojivá bylo 11,2 MJ/kg, což umožňuje použít pojivo v množství 337 g/m² bez překročení výše uvedené hraniční hodnoty 4 MJ/m².

Srovnávací přiklad

Tři pojivá 1,2 a 3 byla připravena postupem popsaným v příkladu 1. Plnivo v pojivu 1 mělo střední velikost zrn 5 pm a 76 % zrn plniva mělo velikost zrn nad 2 pm.

V pojivu 2 byla střední velikost zm plniva 6 pm a méně než 71 % zrn plniva mělo velikost zm nad 2 pm.

Pojivo 3 obsahovalo zrna plniva se střední hodnotou velikosti zm 12 pm a více než 85 % zm plniva mělo velikost zm nad 2 pm.

Viskozita těchto tří pojiv byla stanovena udržováním při 23 °C po 3, 17 a 24 dní, a stabilita byla stanovena udržováním při 50 °C po 4, 12 a 19 dní v usazováku.

Během udržování pojiv se tvoří vrchní čirá vrstva, střední kalná vrstva a spodní vrstva sedimentu.

Stabilita pojiv byla stanovena měřením tloušťky vrstvy sedimentu a čiré vrstvy (= sedimentace).

Při studiích těchto tří pojiv byly získány výsledky uvedené v tabulkách 1 a 2:

Tabulka 1

	Pojivo
	1 (podle vynálezu)	2	3
Viskozita, Pa.s, po 3 dnech	14,9	17.5	10,9
Viskozita, Pa.s, po 17 dnech	20,8	24,3	14,5
Viskozita, Pas, po 24 dnech	23,0	26,2	15,2

Tabulka 2

	Pojivo
čas držení	1 (podle vynálezu)	2	3
4 dny -sediment -sedimentace	Omm 2 mm	0 mm 0,5 mm	0 mm 4 mm
12 dní -sediment -sedinientace	5 mm 2 mm	2 mm 2 mm	20 mm 10 mm
19 dm' -sediment -sedimentace	3 mm pevná vrstva 4 mm	3 mm 2 mm	0,5 mm pevná vrstva 13 mm

Jak je patrné z výsledků v tabulce 1 a v tabulce 2, pojivo 1 a pojivo 3 mají lepší viskozitní vlastnosti než pojivo 2, zatímco stabilita pojivá 3 je významně nižší než pojivá 1 a pojívá 2.

Pojivo 1 má proto významně lepší kombinaci vlastností viskozity a stability než druhá dvě pojivá.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Pojivo na bázi polyurethanu obsahující zrnité anorganické plnivo, vyznačující se tím, že *

polyurethan je připraven z polyether diolu majícího střední molekulovou hmotnost 800 až >

20000, že obsah plniva představuje alespoň 40 % hmotn., že alespoň 75 % plniva má velikost ' zrn větší než 2 pm, a že plnivo má střední velikost zrn 3 až 8 pm.
2. Pojivo podle nároku 1, vyznačující se tím, že polyurethan je připraven z polyether diolu majícího střední molekulovou hmotnost 1500 až 3000.
3. Pojivo podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že polyurethan je připraven ze směsi polyether diolu a alespoň jedné další nízkomolekulámí organické hydroxysloučeniny.
4. Pojivo podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že plnivo představuje 40 až 60 % hmotn. pojivá.
5. Pojivo podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že plnivo je tvořeno zrny uhličitanu vápenatého.
6. Pojivo podle nároku 5, vyznačující se tím, že zrna plniva mají střední velikost zrn mezi

4 a 6 pm.
7. Pojivo podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že navíc obsahuje ředidlo.

)
8. Sendvičový panel obsahující anorganickou izolační vrstvu mající alespoň na jedné straně přilepenou ochrannou vrstvu, vyznačující se tím, že lepený spoj mezi izolační vrstvou a ochrannou vrstvou se skládá z pojivá na bázi polyurethanu podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7.