CZ287576B6

CZ287576B6 - Nátěrové hmoty a omítky s vysokou odolností proti působení vody a způsob jejich výroby

Info

Publication number: CZ287576B6
Application number: CS19923622A
Authority: CZ
Inventors: Hermann Kober; Montigny Armand Dr. De; Ottfried Dr. Schlak
Original assignee: Ge Bayer Silicones Gmbh & Co. Kg
Priority date: 1991-12-11
Filing date: 1992-12-10
Publication date: 2000-12-13
Also published as: DE4140733A1; SK281063B6; DK0546421T3; ES2067288T3; EP0546421B1; EP0546421A1; HU212052B; ATE116670T1; SK362292A3; US5356463A; CZ362292A3; DE4140733C2; DE59201149D1; HUT66603A

Abstract

Nátěrové hmoty a omítky s vysokou odolností proti působení vody, obsahující 45 až 60 % hmotnostních anorganických pevných látek, zahrnujících anorganická plnidla a pigmenty, 5 až 50 % hmotnostních silikonové pryskyřice, organické polymerní pojivo, jehož obsah nepřevyšuje obsah silikonu, a vodu, které jsou prosté emulgátoru a obsahují silikonovou pryskyřici s viskozitou 2 až 10 000 mPa.s, které jsou vyrobitelné nejprve dispergací anorganických plnidel a pigmentů v nejméně 80 % hmotnostních celkově použité vody na disperzi anorganického plnidla a pigmentu za přítomnosti stopového množství pomocného prostředku pro smáčení pigmentu, potom dispergací silikonové pryskyřice za nepřítomnosti emulgátorů a přimícháním vodné disperze polymerního pojiva do takto připravené disperze. Dále se řešení týká způsobu výroby takovýchto látek.ŕ

Description

Předložený vynález se týká fasádních nátěrových hmot a omítek s vysokou počáteční odolností proti vodě. Fasádní nátěrové hmoty a omítky podle vynálezu patří ke třídě, u které nepřesahuje obsah organických pryskyřic obsah organopolysiloxanů (viz příkladně DE-B 1 284 007).

Dosavadní stav techniky

Takové fasádní nátěrové hmoty a omítky vykazují obecně obsah anorganických pevných látek 45 až 60 % hmotn., obsah silikonů 10 až 20 % hmotn., organickou polymemí disperzi v množství 2/5 až 4/5 podílu silikonového produktu, dále 20 až 25 hmotn. dílů vody a nepatrná množství dispergačních, smáčecích a zahušťovacích prostředků.

Obvykle se silikon ve formě vodné disperze, připravené za použití emulgátorů, vnese, popřípadě se předloží, do směsi, do které se pak dispergují anorganické složky.

Takové nátěrové hmoty a omítky vykazují po aplikaci zprvu určitou dobu („vymývací doba“) ještě relativně vysokou schopnost pohlcovat vodu, v důsledku které je počáteční odolnost proti povětrnostním vlivům (déšť) omezena.

Podstata vynálezu

Předložený vynález si klade za cíl vytvořit fasádní nátěrové hmoty a omítky výše uvedeného druhu, které jsou odolné proti působení vody i krátce po aplikaci, to znamená, které nevykazují počáteční vymývací dobu.

Nyní bylo nalezeno, že úkol podle vynálezu je vyřešen tím, že se fasádní nátěrové hmoty a omítky vyrábějí v podstatě bez emulgátorů. Překvapujícím způsobem se toto podařilo bez ovlivnění dalších podstatných požadavků na takové fasádní nátěrové hmoty a omítky, jako následná zředitelnost vodou, dlouhodobá skladovací stabilita atd.

Předmětem předloženého vynálezu tedy jsou nátěrové hmoty a omítky s vysokou odolností proti působení vody, obsahující 45 až 60 % hmotnostních anorganických pevných látek, zahrnujících anorganická plnidla a pigmenty, 5 až 50% hmotnostních silikonové pryskyřice, organické polymemí pojivo, jehož obsah nepřevyšuje obsah silikonu, a vodu, jejichž podstata spočívá vtom, že jsou prosté emulgátorů a obsahují silikonovou pryskyřici sviskozitou 2 až 10 000 mPa.s a že jsou vyrobitelné nejprve dispergací anorganických plnidel a pigmentů v nejméně 80 % hmotnostních celkově použité vody na disperzi anorganického plnidla a pigmentu za přítomnosti stopového množství pomocného prostředku pro smáčení pigmentu, potom dispergací silikonové pryskyřice za nepřítomnosti emulgátorů a přimícháním vodné disperze polymerního pojivá do takto připravené disperze.

Dále je předmětem předloženého vynálezu způsob výroby uvedených nátěrových hmot a omítek, jehož podstata spočívá v tom, že se nejprve dispergují anorganická plnidla a pigmenty v nejméně 80 % hmotnostních celkově použité vody na disperzi anorganického plnidla a pigmentu za přítomnosti stopového množství pomocného prostředku pro smáčení pigmentu, potom se do získané disperze dispergují silikonové pryskyřice za nepřítomnosti emulgátorů a konečně se do této disperze přimíchá vodná disperze polymerního pojivá.

Je výhodné, když silikonová pryskyřice má viskozitu 20 až 5000 mPa.s.

-1 CZ 287576 B6

Dále je výhodné, když polymemí pojivo je styren-akrylátový kopolymer.

Vhodné pigmentové smáčecí prostředky ve smyslu předloženého vynálezu jsou natriumpolyfosfát nebo hexametafosfát, které se s výhodou používají ve formě vodného roztoku, případně povrchově aktivní prostředky se silnou afinitou k povrchům pevných látek anorganických částic, jako soli kyseliny polyakiylové PVA nebo chráněné koloidy na základě celulózy. Použití ve stopových množstvích (pigmentových smáčecích prostředků) znamená, že tyto mají být použity v nejvýše takovém množství, že jsou zcela absorbovány povrchy pevných látek anorganických částic a dispergační prostředek (voda) po dispergaci anorganických částic v podstatě neobsahuje žádné volné molekuly pigmentových smáčecích prostředků.

Jako anorganické složky se podle vynálezu používají obvykle anorganické složky nátěrových hmot a omítek, jako příkladně talek, uhličitan draselný, anorganické barevné pigmenty, jako oxid titaničitý, oxidy železa atd.

S výhodou se předloží pigmentovací smáčecí prostředky ve vodě a dále se dispergují anorganické složky. Pigmentové smáčecí prostředky se s výhodou používají v množstvích pod 1 % hmotn., zvlášť výhodně 0,4 až 0,8 % hmotn., vztaženo na hmotnost vody.

Jako silikony se podle vynálezu použijí organopolysiloxany, popřípadě silikonové pryskyřice, které případně po přídavku nepatrného množství rozpouštědla vykazují viskozitu od 2 do 10 000 mPa.s., s výhodou od 20 do 5000 mPa.s a mají složení obecného vzorce

R^líGUO) , ¹ 4—X—V kde

R je alifatický, aromatický, nasycený nebo nenasycený, případně halogenem nebo kyanovou skupinou substituovaný jednomocný uhlovodíkový zbytek až s 18 atomy uhlíku, přičemž s výhodou obsahuje 80 % methylových zbytků, a kde

G představuje atom vodíku, skupinu OH- a/nebo hydrolyzovatelný zbytek, s určením, že hydrolyticky odštěpný zbytek neruší trvale charakteristické vlastnosti fasádních nátěrových hmot nebo omítek, a kde x má hodnotu 0,75 < x < 2 y má hodnotu 0 < y < 2.

Příklady povolených hydrolyticky odštěpitelných produktů jsou alkoholy, aminy, nízkomolekulámí karboxylové kyseliny, oximy atd. Jako hydrolyticky odštěpitelné skupiny jsou zvýhodněny alkoholy.

Podle vynálezu mohou být použity rovněž silikonové pryskyřice s vyšší viskozitou, pokud se tyto smísením s nepatrnými množstvími rozpouštědel, jako isoparafm, solventnafta (příkladně Shellsol A), přizpůsobí jejich viskozitou.

Podle vynálezu je podstatné, že se silikony bez emulgátorů, obzvláště bez předchozí dispergace ve vodě, přidávají k disperzím, které již obsahují anorganické složky. Dispergace se provádí obvyklým způsobem pomocí rychloběžných míchadel.

Jako vodné disperze organického polymeru se obvykle přimísí pojivové disperze, odpovídající současnému stavu techniky, příkladně ze styrenu a esteru kyseliny akrylové.

-2CZ 287576 B6

Konečně může být případně k nastavení reologie použito nepatrné množství zahušťovacího prostředku, příkladně 1,5 až 3 %, vztaženo na celkovou hmotnost disperze, příkladně 2,5 % roztoku derivátů etherů celulózy, příkladně hydroxyethylcelulózy ve vodě.

Vynález bude blíže objasněn dále uvedenými příklady.

Příklady provedení vynálezu

A. Výroba

Výroba disperzních barev se provádí v disolveru. Přitom se do míchací nádrže předloží recepturou stanovené množství vody. Přidají se pigmentové smáčecí pomocné prostředky. Potom se přidají plniva a pigmenty a po dobu cca 5 minut se provádí předběžná dispergace.

Po rozrušení aglomerátů pigmentů a plniv se nyní podle vynálezu vmíchá silikon a disperguje se s veškerou směsí po dobu dalších 5 minut. V posledním kroku se přidá polymemí disperze a míchá se po dobu 1 minuty až do homogenního rozdělení.

Tímto způsobem zhotovené silikonové disperzní barvy se dodatečně nastaví na zpracovatelskou konzistenci, pokud je to požadováno, zahušťovacími prostředky, obvyklými v praxi, jako jsou deriváty etherů celulózy, hydroxyethylcelulózy atd.

Proces výroby disperzních omítek je srovnatelný. Také zde se přidává organopolysiloxan k předem dispergovaným plnivům a pigmentům. Přídavek hrubšího křemenného písku se děje teprve tehdy, když je dispergační proces ukončen.

B. Receptury

V následujících příkladech jsou použity dále uvedené navážky

Receptura I:

210.7 hmotn. dílů vody

8.4 hmotn. dílů roztoku natriumpolyfosfátu (10 % ve vodě)

1.4 hmotn. dílů pigmentového smáčecího prostředku na (bázi kyseliny polyakrylové)

70,2 hmotn. dílů talku (velikost částic 20 pm)

70.2 hmotn. dílů sráženého uhličitanu vápenatého (střední velikost částic 0,3 pm)

140,4 hmotn. dílů uhličitanu vápenatého (plnivo typu kalcit, střední velikost částic 5 pm)

140,4 hmotn. dílů uhličitanu vápenatého (plnivo typu kalcit, střední velikost částic 15 pm)

140,4 hmotn. dílů titandioxidu rutilového typu

140.4 hmotn. dílů silikonového produktu podle vynálezu

56.2 hmotn. dílů styrenu a esteru kyseliny akrylové, 50 % v H₂O (disperze polymeru)

21.3 hmotn. dílů zahušťovacího prostředku (hydroxyethylcelulóza 2,5 % roztok v H₂O)

1000 hmotn. dílů

Receptura II

203.4 hmotn. dílů vody

6.4 hmotn. dílů roztoku natriumpolyfosfátu (10 % ve vodě)

1,1 hmotn. dílů pigmentového smáčecího prostředku (viz ad I)

105,9 hmotn. dílů talku (viz ad I)

105,9 hmotn. dílů sráženého uhličitanu vápenatého (viz ad 1)

264.8 hmotn. dílů uhličitanu vápenatého typu kalcit (5 až 15 pm)

-3CZ 287576 B6

105,9 hmotn. dílů titandioxidu rutilového typu

105,9 hmotn. dílů silikonového produktu podle vynálezu

84.8 hmotn. dílů disperze styrenu a esteru kyseliny akrylové (viz ad I)

15.9 hmotn. dílů zahušťovacího prostředku (viz ad I)

1000 hmotn. dílů

C. Zkoušení

Fasádní barvy, vyrobené výše uvedeným postupem a podle výše uvedených receptur, byly zkoušeny z hlediska absorpce vody. Přitom byl měřen nasávací účinek stavebního materiálu, případně spojeného systému stavební materiál/omítka.

Měření kapilárního příjmu vody je popsáno v DIN 52 617. Zde použité postupy byly provedeny jako krátký test, založený na výše uvedeném předpisu.

Jako podkladový materiál pro nátěr slouží desky z vápenopískových cihel (115 x 70 x 20 mm o povrchu 0,008 m²).

Při potahování podkladového materiálu bylo jako první nátěr nalito na povrch 6,5 g a rovnoměrně rozděleno plochým štětcem, přičemž byly rovněž potaženy boční plochy.

V odstupu 24 hodin se provede druhý nátěr. Nanesené množství barvy činí 4,5 g.

Potažená zkušební tělesa byla uložena 24 hodin při teplotě místnosti a následně 24 hodin při teplotě 50 °C. K dalšímu kondiciování je uskutečněno dodatečné 24 hodinové uložení při teplotě místnosti.

Takto připravená zkušební tělesa se vloží do misek, které jsou vyloženy pěnovou hmotou a naplněny vodou tak, že natřená plocha zůstává trvale v kontaktu s vodou nasyceným povrchem pěnové hmoty.

Měří se přírůstek hmotnosti v závislosti na čase (po 2, 6 a 24 hodinách) a tento je srovnán se stejnými hodnotami neošetřených zkušebních těles.

Příklad 1 (referenční příklad)

Neošetřené zkušební těleso bylo podrobeno uložení ve vodě podle popsané zkušební metody.

Doba uložení (h)

Absorpce vody (kg/m²)

2,98

3,01

3,1

Příklad 2 (srovnávací příklad)

Podle receptury I byla vyrobena barva, přičemž byla nejprve dispergována ve vodě silikonová pryskyřice středního složení (CH3)_)i2Si(0)_1>38(OH)o,o4, jejíž viskozita byla přídavkem 45 hmotn. dílů solventnafiy nastavena na 2050 mPa.s (23 °C), za použití 8,4 hmotn. dílů polyethylenoxidalkylaminu jako emulgátoru. Následně byly dispergovány anorganické složky atd.

-4CZ 287576 B6

Doba uložení (h)

Absorpce vody (kg/m²)

0,40

2,90

3,10

Tento vzorek byl následně znovu uložen. Při tomto druhém uložení byly dosaženy dále uvedené hodnoty:

Doba uložení (h)

Absorpce vody (kg/m²)

0,10

0,25

0,50

Příklad 3

Zkušební těleso, které bylo potaženo fasádní barvou, vyrobenou způsobem podle vynálezu podle receptury I za použití silikonového produktu o viskozitě 114,5 mPa.s a průměrného složení [CH₃Si0_3/2]₃o[(CH3)2SiO]4ooC₂H50_1/2]₃₂, vykazovalo při uložení ve vodě následující výsledky:

Doba uložení (h)

Absorpce vody (kg/m²)

0,11

0,21

0,34

Příklad 4

Způsobem podle vynálezu vyrobená barva podle receptury I za použití silikonového produktu o viskozitě 90 mPa.s a průměrného složení (CH₃)₀,₈(C₁₂H₂₅)o,₂Si(0)₁(OCH₃)₁, která byla stabilizována 1 % hexamethyldisilazanu, vykazovala na popsaných zkušebních tělesech následující účinky:

Doba uložení (h)

Absorpce vody (kg/m²)

0,12

0,28

0,86

Příklad 5

Podle receptury I byla vyrobena barva, ve které byl změněn poměr organopolysiloxanu (z příkladu 3) kpolymemímu pojivu z 83,3 : 16,7 % hmotn. na 73 : 27 % hmotn. Zkouška poskytla následující hodnoty:

Doba uložení (h)

Absorpce vody (kg/m²)

0,23

0,41

0,60

-5CZ 287576 B6

Viskozita barvy před zpracováním:

okamžitá po 2 týdnech po 8 týdnech

1300 mPa.s

1450 mPa.s

Příklad 6

Barvy A, B a C, založené na receptuře II, které jako silikonovou složku obsahují produkty podle vynálezu:

a: [CH₃Sio_3/2]₅₀[(CH₃)₂SiO]₁ ooofC^HsOi^^ (viskozita: 176,8 mPa.s b: [CH₃Sio_3/2]₃₀[(CH₃)₂SiO]4oo[C₂H₅0_1/2]₃₂ (viskozita: 114,5 mPa.s) c: [CH₃Sio_3/2]₃₀[(CH₃)₂SiO]₂0₀[C₂H₅O_1/2]₃₂(viskozita: 32,1 mPa.s) vykázaly na zkušebních tělesech následující výsledky:

Doba uložení (h)	Absorpce vody (kg/m²)
	A	B	C
2	0,11	0,12	0,14
6	0,22	0,22	0,24
24	0,34	0,33	0,36

Doba skladování	- viskozita (mPa.s) -
nezpracované barvy (týdny), T: cca 25 °C	A	B	C
0	1800	1200	1000
7	1800	1250	1050

Příklad 7

Barva založená na receptuře II, která jako silikonovou složku obsahovala 80 % roztok pryskyřice středního složení (CH₃)i_/2Si(O)i_j38(OH)₀,04 ve Shellsolu A, vykazuje po uložení ve vodě následující hodnoty:

Doba uložení (h)

Absorpce vody (kg/m²)

0,04

0,13

0,46

Průmyslová využitelnost

Fasádní nátěrové hmoty a omítky, připravené způsobem podle vynálezu, vykazují vysokou odolnost proti působení vody krátce po jejich aplikaci. Zkracuje se tak doba, po kterou zůstává povrchová úprava „živá“, tedy citlivá příkladně na atmosférické srážky.

Claims

1. Nátěrové hmoty a omítky s vysokou odolností proti působení vody, obsahující 45 až 60 % hmotnostních anorganických pevných látek, zahrnujících anorganická plnidla a pigmenty, 5 až 50 % hmotnostních silikonové pryskyřice, organické polymemí pojivo, jehož obsah nepřevyšuje obsah silikonu, a vodu, vyznačující se tím, že jsou prosté emulgátoru a obsahují silikonovou pryskyřici s viskozitou 2 až 10 000 mPa.s a že jsou vyrobitelné nejprve dispergací anorganických plnidel a pigmentů nejméně v 80 % hmotnostních celkově použité vody na disperzi anorganického plnidla a pigmentu za přítomnosti stopového množství pomocného prostředku pro smáčení pigmentu, potom dispergací silikonové pryskyřice za nepřítomnosti emulgátorů a přimícháním vodné disperze polymemího pojivá do takto připravené disperze.

2. Způsob výroby nátěrových hmot a omítek podle nároku 1, vyznačující se tím, že se nejprve dispergují anorganická plnidla a pigmenty nejméně v 80 % hmotnostních celkově použité vody na disperzi anorganického plnidla a pigmentu za přítomnosti stopového množství pomocného prostředku pro smáčení pigmentu, potom se do získané disperze dispergují silikonové pryskyřice za nepřítomnosti emulgátorů a konečně se do této disperze přimíchá vodná disperze polymemího pojivá.

3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že silikonová pryskyřice má viskozitu 20 až 5000 mPa.s.

4. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že polymemí pojivo je styrenakrylátový kopolymer.