ES3055372T3 - Composition for liquid waterproofing system - Google Patents

Composition for liquid waterproofing system

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ES3055372T3
ES3055372T3 ES23701104T ES23701104T ES3055372T3 ES 3055372 T3 ES3055372 T3 ES 3055372T3 ES 23701104 T ES23701104 T ES 23701104T ES 23701104 T ES23701104 T ES 23701104T ES 3055372 T3 ES3055372 T3 ES 3055372T3
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Coralie Teulere
Jérémie Lacombe
Icham Rouabah
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Saint Gobain Weber SA
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Saint Gobain Weber SA
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Abstract

La invención se refiere a una composición para un sistema de sellado de líquidos, siendo dicha composición una dispersión acuosa que comprende: agua, 5-50% en peso de partículas de resina a base de acetal de polivinilo, un plastificante, un emulsionante, 5-80% en peso de cargas y 0-20% en peso de pigmentos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0003] Composición para un sistema de sellado líquido
[0004] La invención se refiere al campo de la construcción. Más específicamente, se refiere a la producción de membranas de sellado para la industria de la construcción.
[0005] Impermeabilizar techos, terrazas, balcones, habitaciones húmedas y fachadas es fundamental para garantizar la longevidad de los edificios.
[0006] Se han desarrollado numerosos sistemas de sellado para este propósito. Los ejemplos incluyen membranas bituminosas y membranas sintéticas termoplásticas o vulcanizadas que se sueldan entre sí, recubrimientos de asfalto fundido en caliente o sistemas conocidos en el mercado como “sistemas de sellado líquido” (LSS).
[0007] Se componen de materiales a base de resina polimérica que se aplican en una o más capas mediante pulverización, con rodillo, con brocha o con espátula. Se usan varios tipos de resinas, incluyendo poliésteres, acrílicos, betunes de neopreno y resinas de poliuretano. Altamente duraderos y fáciles de aplicar, estos sistemas generalmente permiten el tráfico de peatones directamente después del secado, lo que elimina la necesidad de una protección pesada. Los documentos EP 3269777 A1 y EP 0326976 A1 describen composiciones de membranas de sellado que comprenden PVB plastificado, opcionalmente reciclado, betún modificado y carbonato de calcio.
[0008] El objetivo de la invención es ofrecer nuevas membranas de sellado que sean tan eficaces y fáciles de usar como las membranas a base de resina de poliuretano, y que ofrezcan un mejor rendimiento, particularmente en términos de propiedades mecánicas, resistencia al agua y durabilidad que las membranas a base de resina acrílica actualmente en uso. Otro objetivo de la invención es ofrecer membranas de sellado con una huella de carbono más baja.
[0009] Con este fin la invención se refiere a una composición para un sistema de sellado líquido, siendo dicha composición una dispersión acuosa que comprende agua, del 5 al 50 % en peso de partículas de resina a base de polivinil acetal, un plastificante, un emulsionante, del 5 al 80 % en peso de materiales de carga y del 0 al 20 % en peso de pigmentos, expresándose los porcentajes en peso sobre el peso total de la composición.
[0010] La invención también se refiere a un método para sellar un techo, terraza, balcón, habitación húmeda o fachada, que comprende aplicar, a un sustrato de dicho techo, terraza, balcón, habitación húmeda o fachada, dicha composición para formar una membrana, y a continuación secar dicha membrana para obtener una membrana seca que tiene un espesor que varía de 0,1 a 2,0 mm.
[0011] Otro objeto de la invención es el uso de una membrana obtenida al aplicar y secar una composición según la invención como membrana impermeabilizante. En particular, se puede aplicar a un sustrato de un techo, terraza, balcón, habitación húmeda o fachada.
[0012] Los inventores pudieron demostrar que las formulaciones reivindicadas tenían un rendimiento mecánico muy bueno, un secado rápido, una absorción de agua muy baja y una buena resistencia al envejecimiento.
[0013] Preferiblemente, la resina a base de polivinil acetal es a base de polivinil butiral, también conocido como PVB.
[0014] Preferiblemente, la resina a base de polivinil acetal, en particular a base de polivinil butiral, consiste en polivinil acetal, en particular polivinil butiral.
[0015] Preferiblemente, la resina a base de polivinil acetal, en particular de polivinil butiral, incluye funciones alcohólicas y de acetato residuales. Estas funciones residuales provienen del método de fabricación de resina, que generalmente implica la hidrólisis del acetato de polivinilo a alcohol polivinílico, seguida de la acetalización del mismo. Como se explica con mayor detalle más adelante en este texto, la presencia de funciones alcohólicas permite que la resina se reticule y que se mejoren sus propiedades.
[0016] La resina a base de polivinil butiral se deriva ventajosamente del reciclaje de vidrio laminado. Estos últimos utilizan PVB como capa intermedia de laminación entre dos láminas de vidrio. El uso de materiales reciclados reduce la huella de carbono del sistema de sellado líquido.
[0017] Preferiblemente, el contenido en peso de resina a base de polivinil acetal, en particular resina a base de polivinil butiral, en la composición está entre el 7 y el 48 %, en particular entre el 10 y el 45 %, incluso entre el 15 y el 40 %, e incluso entre el 20 y el 35 %.
[0018] El contenido en peso de resina corresponde al porcentaje en peso de resina en extracto seco en la composición, es decir, el peso de la resina en relación con el peso total de la composición. En términos generales, los contenidos de los diversos constituyentes de la composición se indican en relación con el peso total de la composición.
[0019] La composición también puede incluir partículas de otras resinas, en particular seleccionadas entre resinas estirenoacrílicas, resinas de estireno-butadieno, resinas acrílicas y mezclas de dos o más de estas resinas. En este caso, la relación entre el peso total de estas partículas de resina y el peso de las partículas de resina a base de polivinil acetal está preferiblemente entre 0,05 y 3,0, particularmente entre 0,1 y 2,0. Según otra realización, la composición no comprende partículas de resinas distintas de las resinas a base de polivinil acetal.
[0020] Las partículas de resina a base de polivinil acetal (o, cuando sea aplicable, las otras resinas descritas anteriormente) tienen preferiblemente una distribución de tamaño volumétrica tal que el d50 esté entre 50 y 300 nm, particularmente entre 100 y 250 nm. La distribución del tamaño de partículas se determina en particular mediante dispersión dinámica de luz.
[0021] Preferiblemente, la relación de peso entre el contenido de plastificante y el contenido de resina a base de polivinil acetal está entre 0,1 y 1, particularmente entre 0,2 y 0,5.
[0022] El plastificante se elige ventajosamente entre ésteres de polietilenglicol, adipatos, sebacatos, ftalatos, ésteres de benzoato y mezclas de dos o más de estos compuestos. Los ejemplos incluyen di(2-etilhexanoato) de tri(etilenglicol), di(2-etilbutirato) de tri(etilenglicol), di(n-heptanoato) de tri(etilenglicol), di(n-heptanoato) de tetra(etilenglicol), adipato de bis(2-butoxietilo), sebacato de dibutilo, ftalato de dibutilo o ftalato de dioctilo.
[0023] Preferiblemente, la relación de peso entre el contenido de emulsionante y el contenido de resina a base de polivinil acetal está entre 0,001 y 0,05, particularmente entre 0,005 y 0,025.
[0024] El emulsionante se elige ventajosamente entre emulsionantes iónicos (catiónicos o aniónicos) y emulsionantes no iónicos. Los emulsionantes aniónicos incluyen en particular carboxilatos y sulfonatos. Ejemplos de carboxilatos son sales de ácidos grasos saturados o insaturados tales como estearatos, oleatos y lauratos, y sales de colofonia tales como oleato de potasio. Los sulfonatos incluyen alquilsulfonatos, arilsulfonatos, alquilarilsulfonatos y ésteres sulfonados tales como dodecilsulfato de sodio. Los emulsionantes no iónicos incluyen, en particular, éteres alquilfenílicos de polioxietileno.
[0025] El emulsionante es preferiblemente aniónico. Dichos emulsionantes logran una menor absorción de agua que los emulsionantes no iónicos.
[0026] La temperatura de transición vítrea de la composición está preferiblemente entre 5 y 40 °C, y en particular entre 10 y 30 °C, para mantener una buena flexibilidad después del secado, asegurando la correcta superposición de cualquier grieta que pueda aparecer en el sustrato. En particular, la temperatura de transición vítrea se mide mediante calorimetría diferencial de barrido. La temperatura de transición vítrea se puede modificar ajustando la cantidad de plastificante. La temperatura mínima de formación de película (generalmente denominada por su acrónimo “MFFT”) de la composición es preferiblemente inferior a 30 °C, en particular inferior a 20 °C, incluso inferior a 10 °C e incluso inferior a 0 °C, para permitir la formación de película y la coalescencia de la membrana a temperatura ambiente en diferentes condiciones climáticas. La temperatura mínima de formación de película se puede modificar ajustando la cantidad de plastificante o incluso añadiendo agentes coalescentes.
[0027] El contenido en peso total de los materiales de carga está preferiblemente entre el 6 y el 70 %, en particular entre el 7 y el 65 %, o entre el 8 y el 50 %, o entre el 9 y el 40 %, o entre el 10 y el 25 %, o entre el 11 y el 24 %.
[0028] Los materiales de carga son preferiblemente de naturaleza mineral. Los materiales de carga se seleccionan preferiblemente entre carbonato de calcio, arcillas, talco, dolomita, mica, arenas de sílice, basalto triturado y mezclas de dos o más de estos compuestos. Preferiblemente, los materiales de carga tienen un tamaño de partícula que varía de 0,5 a 500 µm, en particular de 1 a 200 µm, medido mediante análisis granulométrico por láser.
[0029] El contenido en peso total de los pigmentos está comprendido preferiblemente entre el 1 y el 20 %, en particular entre el 2 y el 10 %.
[0030] Los pigmentos se seleccionan preferiblemente entre pigmentos inorgánicos (por ejemplo, dióxido de titanio u óxido de hierro), pigmentos orgánicos (por ejemplo, negro de carbón) y mezclas de dos o más de estos compuestos.
[0031] Preferiblemente, la composición comprende además un agente de reticulación.
[0032] La relación de peso entre el contenido de agente de reticulación y el contenido de resina a base de polivinil acetal está preferiblemente entre 0,001 y 0,10, particularmente entre 0,002 y 0,06.
[0033] El agente de reticulación se selecciona ventajosamente entre compuestos organometálicos solubles en agua, partículas de óxido o hidróxido metálico insolubles en agua y compuestos orgánicos reactivos contra grupos hidroxilo.
[0034] Los compuestos orgánicos reactivos contra grupos hidroxilo incluyen, en particular, moléculas polifuncionales que reaccionan contra grupos hidroxilo, tales como ácidos policarboxílicos, poliisocianatos y polialdehídos. Los ejemplos incluyen en particular glutaraldehído y ácido cítrico.
[0035] Los compuestos organometálicos solubles en agua son preferiblemente complejos de circonio, titanio, cinc o boro. Ejemplos de compuestos organometálicos solubles en agua son bis[carbonato-O]dihidroxicirconato de diamonio, dihidroxibis(lactato de amonio)titanio (IV), lactato de titanio o trietanolamina de titanio.
[0036] Más preferiblemente, el agente de reticulación consiste en partículas de óxido o hidróxido metálico insolubles en agua, en particular óxidos o hidróxidos de cinc, circonio o aluminio. Se prefieren particularmente los óxidos de zinc. Estas partículas tienen preferiblemente un tamaño de entre 0,5 y 100 µm, particularmente entre 1 y 50 µm. El tamaño de partícula se determina normalmente mediante granulometría láser.
[0037] El agente de reticulación permite la reticulación de una pluralidad de partículas de resina, en particular gracias a las funciones alcohólicas residuales mencionadas anteriormente. El resultado es un secado ligeramente más rápido y, sobre todo, una menor absorción de agua, especialmente después de la inmersión en agua.
[0038] La cantidad de agua en la composición está preferiblemente entre el 10 y el 70 % en peso, particularmente entre el 20 y el 60 % en peso, basándose en el peso total de la composición.
[0039] Preferiblemente, la composición también comprende uno o más aditivos, en particular seleccionados entre:
[0040] - agentes desespumantes (por ejemplo, silicona, fluorosilicona, aceite mineral, polímeros acrílicos o vinílicos), - agentes coalescentes (por ejemplo, glicoles tales como propilenglicol o dietilenglicol, éteres de glicol tales como éter de n-butilo, dipropilenglicol o acetato de éter metílico de propilenglicol, alcoholes de éster, tales como monoisobutirato de 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol, pirrolidonas, tales como N-metil-2-pirrolidona o N-butil-2-pirrolidona),
[0041] - agentes reológicos (por ejemplo, poliuretano/poliurea, poliacrílico, poliamida, a base de aceite de ricino, a base de arcilla o éter de celulosa),
[0042] - agentes dispersantes (por ejemplo, silicona, poliacrilato, poliéter),
[0043] - agentes bactericidas o alguicidas (en particular, agentes de tipo isotiazolinona tales como bencisotiazolinona o metilisotiazolinona, o agentes halogenados).
[0044] El contenido en peso total de estos aditivos está preferiblemente entre el 0,1 y el 10 %, preferiblemente entre el 0,2 y el 5 %, basándose en el peso total de la composición.
[0045] Los agentes dispersantes son útiles para ayudar a dispersar los rellenos y los pigmentos. Como se mencionó anteriormente, los agentes coalescentes se pueden usar para ajustar la temperatura mínima de formación de película. La composición según la invención es normalmente una composición de un solo componente, es decir, no requiere la adición de otra composición antes o después de la aplicación.
[0046] Para sellar techos, terrazas, balcones, habitaciones húmedas o fachadas, la composición se aplica a un sustrato de dichos techos, terrazas, balcones, habitaciones húmedas o fachadas para formar una membrana.
[0047] La aplicación se realiza en particular con rodillo, brocha o pulverizador. Se puede hacer en una pluralidad de capas. En cuartos húmedos, la membrana suele estar cubierta con azulejos.
[0048] La membrana se seca a continuación. El secado normalmente tiene lugar de forma natural en el aire, sin calentamiento ni soplado, y normalmente dura de unos minutos a unas pocas horas.
[0049] La membrana final puede resultar de la aplicación de una pluralidad de capas sucesivas. Su espesor en seco está preferiblemente entre 0,1 y 2,0 mm, en particular entre 0,2 y 1,5 mm.
[0050] El sustrato está hecho preferiblemente de material cementoso (por ejemplo, hormigón, mortero o yeso), pero también puede estar hecho de piedra (particularmente piedra caliza), ladrillo, terracota, arenisca o cerámica.
[0051] Los siguientes ejemplos no limitativos ilustran la invención.
[0052] Se evaluaron varias dispersiones (A a E) que comprendían resina, plastificantes y emulsionantes.
[0053] Las dispersiones A, B y C son dispersiones acuosas a base de PVB que contienen bis(2-etilhexanoato) de trietilenglicol como plastificante y oleato de potasio como emulsionante, comercializadas por Shark Solutions. La dispersión D es una dispersión acuosa de poliuretano y la dispersión E es una dispersión acuosa de estireno-acrilato, usándose estas dispersiones en ejemplos comparativos.
[0054] La tabla 1 siguiente muestra el porcentaje de extracto seco, el tamaño de partícula (d50), el pH, la temperatura de transición vítrea (Tg), la temperatura mínima de formación de película (MFFT) y la carga electrostática de las partículas a pH 7 para cada dispersión.
[0055] [Tabla 1]
[0057]
[0059] A estas dispersiones acuosas se añadieron agua, materiales de carga (material de carga 1: carbonato de calcio, material de carga 2: talco), pigmentos (dióxido de titanio), un agente de reticulación, denominado reticulante, en forma de partículas de óxido de cinc, agentes desespumantes de tipo silicona, un agente dispersante de tipo poliacrílico, un agente reológico de tipo poliuretano y un agente coalescente (propilenglicol).
[0060] Las tablas 2 y 3 siguientes muestran las composiciones ensayadas, con los contenidos expresados como un porcentaje del peso total de la composición. Los ejemplos 1 a 7 son según la invención, mientras que los ejemplos C1 y C2 son ejemplos comparativos.
[0061] [Tabla 2]
[0063]
[0065] [Tabla 3]
[0067]
[0068]
[0070] Después se obtuvieron membranas de 0,3 a 0,4 mm de espesor seco después de aplicar una película húmeda de 1 mm y secar durante 7 días a 23 °C y el 50 % de humedad relativa.
[0071] Las tablas 4 y 5 siguientes muestran, para cada ejemplo, el tiempo de secado de una película húmeda de 1 mm de espesor (determinado con un dispositivo conocido como “registrador de secado BK”), la resistencia a la tracción (en MPa) y la elongación de rotura (en %) (determinados con un medidor de tracción a una velocidad de 50 mm/min a 23 °C y 60 °C), la absorción de agua después de 1 y 7 días (en %) y la pérdida de masa después de 7 días en agua. La absorción de agua A después de 1 o 7 días se calcula a partir de la masa M1 de la película después de 1 o 7 días de inmersión en agua y la masa M2 de la película sumergida en agua durante 1 o 7 días y a continuación se seca a 50 °C durante 10 horas, según la siguiente fórmula: A = 100*(M1-M2)/M2.
[0072] La resistencia a la tracción y la elongación también se midieron después de la inmersión en agua durante 7 días y después del envejecimiento bajo luz UV (7 días a 110 W/m²). La pegajosidad después del tratamiento a 60 °C también se evaluó cualitativamente.
[0073] [Tabla 4]
[0075]
[0077] [Tabla 5]
[0079]
[0081] De estos diversos resultados se puede deducir que las membranas según la invención son generalmente mejores que las membranas a base de resina estireno-acrílica, particularmente en términos de absorción de agua. Las membranas según la invención también ofrecen un rendimiento mecánico similar al de las membranas a base de poliuretano y, en algunos casos, un mejor rendimiento en términos de absorción de agua, incluso a niveles bajos de resina.
[0082] La adición de un agente de reticulación reduce el tiempo de secado y, lo que es más importante, la absorción de agua. La elongación se reduce ligeramente, pero sigue siendo aceptable para las aplicaciones específicas. El agente de reticulación también mejora el rendimiento mecánico (resistencia a la tracción y elongación) después de la inmersión en agua.
[0083] Las membranas según la invención son particularmente resistentes al envejecimiento y, en particular, tienen muy buenas propiedades mecánicas después de la irradiación con UV. A altas temperaturas, las membranas según la invención conservan buenas propiedades mecánicas y no se vuelven pegajosas, a diferencia de las membranas a base de estireno-acrílico.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES
1. Una composición para un sistema de sellado líquido, siendo dicha composición una dispersión acuosa que comprende: agua, del 5 al 50 % en peso de partículas de resina a base de polivinil acetal, un plastificante, un emulsionante, del 5 al 80 % en peso de materiales de carga y del 0 al 20 % en peso de pigmentos, dándose los porcentajes en peso con respecto al peso total de la composición.
2. La composición según la reivindicación anterior, en donde la resina a base de polivinil acetal es a base de polivinil butiral.
3. La composición según la reivindicación anterior, en donde la resina a base de polivinil butiral comprende funciones alcohólicas y de acetato residuales.
4. La composición según la reivindicación anterior, en donde la resina a base de polivinil butiral se deriva del reciclaje de vidrio laminado.
5. La composición según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un agente de reticulación.
6. La composición según la reivindicación anterior, en donde la relación de peso entre el contenido de agente de reticulación y el contenido de resina a base de polivinil acetal está entre 0,001 y 0,10, en particular entre 0,002 y 0,06.
7. La composición según una de las reivindicaciones 5 o 6, en donde el agente de reticulación se elige entre compuestos organometálicos solubles en agua, partículas de óxido o hidróxido metálico insolubles en agua y compuestos orgánicos reactivos contra grupos hidroxilo.
8. La composición según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la relación de peso entre el contenido de plastificante y el contenido de resina a base de polivinil acetal está entre 0,1 y 1, en particular entre 0,2 y 0,5.
9. La composición según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la relación de peso entre el contenido de emulsionante y el contenido de resina a base de polivinil acetal está entre 0,001 y 0,05, en particular entre 0,005 y 0,025.
10. La composición según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende además partículas de otras resinas, en particular seleccionadas entre resinas estireno-acrílicas, resinas de estireno-butadieno, resinas acrílicas y mezclas de dos o más de estas resinas.
11. La composición según una de las reivindicaciones anteriores, en donde los materiales de carga se eligen entre carbonato de calcio, arcillas, talco, dolomita, mica, arenas de sílice, basalto triturado y mezclas de dos o más de estos compuestos.
12. La composición según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la cantidad de agua está entre el 10 y el 70 % en peso, especialmente entre el 20 y el 60 % en peso.
13. Un método para sellar un techo, terraza, balcón, habitación húmeda o fachada, que comprende aplicar, a un sustrato de dicho techo, terraza, balcón, habitación húmeda o fachada, una composición según una de las reivindicaciones anteriores para formar una membrana, y a continuación secar dicha membrana para obtener una membrana seca que tiene un espesor que varía de 0,1 a 2,0 mm.
14. El método según la reivindicación anterior, en donde el sustrato está hecho de material cementoso.
15. Uso de una membrana obtenida al aplicar y secar una composición según una de las reivindicaciones 1 a 12 como membrana impermeabilizante.
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