CZ299511B6

CZ299511B6 - Polyurethanové pojivo obsahující plnidlo a sendvicový panel jej obsahující

Info

Publication number: CZ299511B6
Application number: CZ20031330A
Authority: CZ
Inventors: Damgaard Munk@Uffe; Rasmussen@Jeppe
Original assignee: Sika Technology Ag
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2008-08-20
Also published as: PL362461A1; NO20032323D0; WO2002046325A1; AU2002218155A1; EP1358296A1; NO20032323L; CZ20031330A3

Abstract

Pojivo na bázi polyurethanu obsahuje zrnité anorganické plnivo, pricemž polyurethan je pripraven z polyether diolu majícího strední molekulovou hmotností 800 až 4000, obsah plniva predstavuje alespon40 % hmotn., alespon 75 % plniva má velikost zrn vetší než 2 .mi.m, a plnivo má strední velikost zrn 3 až 8 .mi.m.

Description

Oblast techniky

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 teplo 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 300 g/m².

Je známo přidávání anorganických plniv, jako například uhličitanu vápenatého, kpojivům 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 200 g/m², 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 do té míry, že tato pojivá nemohou být použita ve spojení s existujícími metodami a zařízeními pro nanášení lepidla.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je poskytnout pojivo mající nižší spalné teplo než známá pojivá, a mající zároveň 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 300 g/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 pm, a že plnivo má střední velikost zrn 3 až 8 pm.

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

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

-1 CZ 299511 B6

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 pojivá.

Při použití 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 sjinou nízkomolekulámí organickou hydroxysloučeninou, jako například polyether triolem.

Izokyanátová složka pro použití pro přípravu polyurethanového předpolymeru je výhodně aromatický pólyizokyanát, 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 např. síran bamatým, křemenný prášek a dolomit. Plnivo má výhodně velikost zm mezi 4 a 6 pm.

Pojivo podle vynálezu může také obsahovat běžně používaná aditiva, jako např. absorbent vlhkosti, katalyzátor pro katalýzu reakce mezi předpolymerem a vodou, dispergovadlo pro dispergování zm plniva v polyurethanovém pojivu, 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 např. 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.

-2CZ 299511 B6

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Byla připravena směs následujících komponent:

Polymemí difenylmethan diizokyanát Polyether diol (střední molekulová hmotnost; 2000) Katalyzátor (dibutylstannyl-laurát) Ředidlo Uhličitan vápenasý (střední velikost zrn 5 pm, 75 % > 2 pm)	19,5 15 0,5 5 60	hmotnostních dílů tt H U ii
Celkem	100,0	ii
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/m bez překročení hranice 4 MJ/m 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	18	hmotnostních dílů
hmotnost: 200)	6	ii
Ricínový olej Uhličitan vápenatý (střední velikost	6	ii
zm 5 pm, 75 % > 2 pm)	68	ii
Celkem	100,0	ii

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.

-3CZ 299511 B6

Srovnávací příklad

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

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

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

Viskozita těchto tří pojiv byla stanovena udržováním při 23 °C po 3, 17 a 24 dní, a stabilita byla 15 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, Pa.s, 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	Omm 0,5 mm	Omm 4 mm
12 dní -sediment -sedimentace	5 mm 2 mm	2 mm 2 mm	20 mm 10 mm
19 dní -sediment -sedimentace	3 mm pevná vrstva 4 mm	3mm 2 ŽXXCXX	0,5 mm pevná vrstva 13 mm

-4CZ 299511 B6

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 pojivá 2.

Pojivo 1 má proto významně lepší kombinaci vlastností viskozity a stability než druhá dvě 5 pojivá.

Claims

10 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

15 až 4000, obsah plniva představuje alespoň 40 % hmotn., alespoň 75 % plniva má velikost zrn větší než 2 pm, a 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 nároku 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 před25 stavuje 40 až 60 % hmotn. pojivá.

5. Pojivo podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že plnivo je tvořeno zrny uhličitanu vápenatého.

30

6. Pojivo podle nároku 5, vyznačující se tím, že zrna plniva mají střední velikost 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.