NO133544B

NO133544B -

Info

Publication number: NO133544B
Application number: NO8/73A
Authority: NO
Inventors: H J Shearing
Original assignee: Ici Ltd
Priority date: 1972-01-03
Filing date: 1973-01-02
Publication date: 1976-02-09
Also published as: DE2300206A1; BE793375A; NO133544C; FR2167586B1; NL7217810A; ZA729091B; ES410327A1; AU5059272A; IT973224B; FR2167586A1; DD102375A5; CA1013084A; AU472895B2; GB1413121A

Description

Denne oppfinnelse angår nye sementkomposisjoner som er

egnet for bruk på overflaten av gulv, vegger og lignende.

Britisk patent nr. 1.192.864 beskriver og gir be-skyttelse for sementkomposisjoner som har som hovedbestand-

deler en hydraulisk sement, et silisiumdioksydfyllstoff,

vann og en organisk forbindelse som inneholder et flertall isocyanatgrupper. Når disse blandinger engang er blandet sammen, herdnér de raskt og er således nyttige når det er nødvendig å skaffe et nytt gulv- eller veggbelegg med minimal tid mellom leggingen av overflaten og å ta det i bruk.

Komponentene i de kjente sementblandinger er imidlertid ikke alle forenlige med hverandre. Vannet og isocyanatet er ikke blandbare og blandingene inneholder vanligvis i tillegg en organisk isocyanatreaktiv forbindelse, for eksempel en di- eller trihydrisk polyeter eller en polyester som kan være uforenlig med isocyanatet og/eller vannet, og for å oppnå en tilfredsstillende blanding av de forskjellige ingrediensene er det noen ganger nød-vendig å bruke et organisk løsningsmiddel. Bruken av et organisk løsningsmiddel gjør komposisjonen mye dyrere og forårsaker også brannfare. I tillegg må verktøy og annet utstyr som brukes ved fremstilling og legging av komposisjonene, vaskes med løsningsmidler, med de ulemper som det allerede er referert til.

Søkerne har nå funnet at om komposisjonene inneholder en vannløselig polymer, blir systemet forenlig med vann, som kan brukes istedenfor et organisk løsningsmiddel for fortynning av komposisjonene og for rensing av det utstyret som anvendes for fremstilling og påføring av dem.

Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes en herdbar komposisjon omfattende en blanding av en hydraulisk sement, et fyllstoff, vann, et organisk polyisocyanat og eventuelt én eller flere isocyanatreaktive organiske forbindelser. Komposisjonen karakteriseres ved at den også inneholder en vannløselig polymer valgt fra celluloseetere, poly(vinylalkohol), poly(vinylpyrrolidon), etylenoksyd-addukter av fettalkoholer og alkylfenoler, og metylerte polymetylol melamin/ urea-formaldehydharpiks forkondonsater i en mengde tilstrekkelig til å sikre at komposisjonene efter blanding.forblir forenelig med og dispergerbar i vann inntil komposisjonen har herdet til punktet for begynnende fasthet.

"Begynnende fasthet" er definert som det punktet ved hvilket komposisjonen begynner å blir fast og ikke lenger 'er fritt bearbeidbar og istand til å spres utover.

De vannløselige polymerer som kan anvendes omfatter alkyl-, hydroksyalkyl-, karboksyalkyl- og alkylhydroksyalkyletere av cellu-lose, som f.eks. metylcellulose, etylcellulose, hydroksyeteylcellu-lose, natr iumkarboksymetylcellulose, metylhydroksypropylcellulose, etylhydroksypropylcellulose, etylhydroksyetylcellulose, metylhydr-oksyetylcellulose og natriummetylkarboksymetylcellulose, etylenoksyd-addisjonsprodukter av cetylalkohol-, oleyalkohol- og blandinger av dem, og av oktylfenol og nonylfenol.

Uttrykket "hydraulisk sement" brukes i vanlig forstand for å betegne den klasse av strukturmaterialer som anvendes i blanding med vann og som deretter hårdner eller herder som et reultat av fysiske eller kjemiske forandringer som forbruker det tilstedeværende vann. For-uten Portlandsement omfatter det: 1. Rasktherdende sementer, karakterisert ved et høyt alu-miniumoksyd innhold . 2. Lav-varmesementer, karakterisert ved høyt innhold av dikalsiumsilikat og tetra-kalsiumaluminoferritt og lavt innhold av trikalsiumsilikat og trikalsiumaluminat. 3. Sulfatmotstandsdyktige sementer, karakterisert ved uvan-lig høyt innhold av trikalsiumsilikat og dikalsiumsilikat og uvan-lig lavt innhold av trikalsiumaluminat og tetrakalsiumaluminoferritt. 4. Portland masovnsement, karakterisert ved en blanding av Portlandsementklinker og granulert slagg. 5. Murersement, karakterisert ved blandinger av Portlandsement og en eller flere av de følgende: vannholdig kalk, granulert slagg, pulverisert kalksten, kolloidal leire, diatomejord eller en annen form av findelt silisiumoksyd, kalsiumstearat og paraffin. 6. Naturlige sementer, karakterisert ved materialer oppnådd fra leier i Lehig Valley, USA. 7. Kalksementer, karakterisert ved kalsiumoksyd i ren eller uren form som kan inneholde noe leiremateriale.

8. Selenitisk sement, karakterisert ved tilsetning av 5 -

lo % gips til kalk.

9. Pozzolansement, karakterisert ved blandingen av pozzolan, trasskiselgur, pimpsten, tuff, santorinjord (santorin earth) eller granulert slagg med kalkmørtel.

10. Kalsiumsulfatsementer, karakterisert ved de som avhenger av vanntilsetning til kalsiumsulfat og omfatter gips, Keene's sement og Pariasement. Den foretrukne hydrauliske sement er Portlandsement. Det kan også brukes hvit Portlandsement som

er en sement med lavt jern- og karboninnhold fremstilt fra spesielt valgte ingredienser.

Som eksempler på fyllstoffer som kan brukes skal nevnes silikafyllstoffer som f.eks. sand, singel og lignende aggre-gater med lavt leireinnhold, fortrinnsvis vasket og med en partikkelstørrelse i området 200 B.S. siktstørrelse (0,076 mm siktåpninger) til ca. 4 cm. Disse materialer kan være i sin naturlige tilstand eller de kan være kunstig farget, for eksempel ved påføring av et fargestoff eller pigment. Glass-fragmenter som kan være klare, gjennomskinnelige eller opake, fargeløse eller fargede, er også egnet. Andre fyllstoffer som kan brukes er materialer med lav densitet sammenlignet med silikafyllstoffene som er nevnt ovenfor, for eksempel frag-menter av fargeløse eller massepigmenter plast i form av fliser, dreiespon, granuler og lignende, hensiktsmessig plastavfall som fåes ved etterbehandling av injeksjonsstøpte artikler eller fra andre støpeprosesser. Egnede plastmaterialer er termoplastiske eller termoherdende polymerer og kopolymerer, for eksempel nylonpolymerer, polyvinylklorid, polyvinylklorid/ polyvinylacetatkopolymerer, urea/formaldehydpolymerer, fenol/ formaldehydpolymerer, melamin/formaldehydpolymerer, acetal-polymerer og -kopolymerer, akrylpolymerer og -kopolymerer, akrylonitril/butadien/styrenterpolymerer, celluloseacetat, celluloseacetatbutyrat, polykarbonater, polyetylentereftalater, polystyrener, polyuretaner, polyetulener og polypropylener.

Det kan også brukes skumplast som f.eks. polystyrenskum og polyuretanskum, sagmugg, trebiter, pimpsten, vermikulitt og fibermaterialer av naturlig eller syntetisk opprinnelse,

for eksempel asbest, glassfiber, bomull, ull, polyamidfibre, polyesterfibre og polyakrylonitrilfibre.

Ved å bruke slike lavdensitetsfyllstoffer reduseres totaldensiteten for det herdede produkt som oppnås fra komposisjonene ifølge nærværende oppfinnelse sterkt. Fyllstoffer med fin partikkelstørrelse, med det menes en størrelse i området fra 75 til 1 mikron, kan også brukes, og som eksempler på slike materialer kan nevnes kraftstasjon flygeaske, ekspan-dert leire, oppskummet slagg, glimmer, kritt, talk, leirer som f.eks. kaolin, asbest, baryt, silisiumoksyd og pulver-formig skifer, redusert til den nødvendige finhetsgrad om nødvendig ved knusing, maling, mikronisering eller på annen passende måte.

Andre egnede fyllstoffer er et tungtsme1telig aggregat av aluminiumsilikat laget ved høytemperaturkalsinering av en kaolin som er valgt spesielt på grunn av lavt jern- og alkali-innhold og som oppnåes i handelen under navnet "Molochite". Også knuste mineralaggregater fremstilt av blå flintstein fra leier i Thames Valley er tilgjengelig i handelen under navnet "Flintag".

Det organiske polyisocyanatet som brukes kan være et enkelt polyisocyanat eller det kan være en isocyanat-avsluttet prepolymer oppnådd ved reaksjonen av et overskudd enkelt isocyanat med en hydroksylavsluttet polyeter, polyester eller polyesteramid.

Som eksempler på polyisocyanater kan nevnes alifatiske diisocyanater som f.eks. heksametylendiisocyanat, tetrametylen-diisocyanat, 2,2,4- og 2,4,4-trimetylheksametylendiisocyanater, aromatiske diisocyanater som f.eks. tolylen-2,4-diisocyanat, tolylen-2,6-diisocyanat, difenylmetan-4,4'-diisocyanat, 3-metyl-difenylmetan-4,4'-diisocyanat, m- og p-fenylendiiso-cyanat, klorfenylen-2,4-diisocyanat, xylylendiisocyanat, naftalen-1,5-diisocyanat, difenyl-4,4'-diisocyanat, 4,4'-diisocyanato-3,3 '-dimetylfenyl- og -difenyleterdiisocyanat og cykloalifatiske diisocyanater som f.eks. dicykloheksylmetan-diisocyanater, metylcykloheksylendiisocyanater og 3-isocyanato-metyl-3,5,5-trimetylcykloheksylisocyanat. Triisocyanater som kan brukes omfatter aromatiske triisocyanater som f.eks. 2,4,6-triisocyanato-toluen og triisocyanatodifenyleter. Eksempler på andre egnede organiske polyisocyanater omfatter reaksjonsproduktene av et overskudd diisocyanat med enkle polyhydriske alkoholer som f.eks. etylenglykol, 1,4-, 1,3-

og 2,3-butandioler, dietylenglykol, dipropylenglykol, pentametylenglykol, heksametylenglykol, neopentylenglykol, propylen-

glykol, glycerol, heksantrioler, trimetylolpropan, pentaery-tritol og lavmolekylvekts reaksjonsprodukter av de ovennevnte polyoler med etylenoksyd eller propylenoksyd.

Det kan også brukes uretdiondimerer og isocyanuratpoly-merer av diisocyanat, for eksempel tolylen-2,4-diisocyanat, tolylen-2,6-diisocyanat og blandinger av dem, og biuretpoly-isocyanatene som oppnås ved reaksjonen mellom polyisocyanater og vann.

Blandinger av polyisocyanater kan brukes, omfattende

de blandinger som oppnås ved fosgenering av de blandede polyaminer som fremsti lies ved reaksjonen mellom formaldehyd og aromatiske aminer som f.eks. anilin og orto-toluidin under sure betingelser. Et eksempel på den sistnevnte polyisocyanat-blanding er den som er kjent som rå MDI, som oppnås ved fosgenering av de blandede polyaminer som fremstilles ved reaksjonen mellom formaldehyd og anilin i nærvær av saltsyre og som består av difenylmetan-4,4 '-diisocyanat i blanding med isomerer av den og med metylenforbundne polyfenylpolyisocyanater inneholdende mere enn to isocyanatgrupper.

Eksempler på egnede hydroksylavsluttede polyestere og polyesteramider for bruk ved fremstillingen av prepolymerene er de som oppnås ved kjente metoder fra karboksylsyrer, gly-koler og om nødvendig mindre mengder diaminer eller aminoalkoholer. Egnede dikarboksylsyrer omfatter rav-, glutar-, adipin-, suberin-, azelain-, sebacin-, ftal-, isoftal- og tereftalsyre og blandinger av dem. Eksempler på dihydriske alkoholer omfatter etylenglykol, 1:2-propylenglykol, 1:3-butylenglykol, 2:3-butylenglykol, dietyleriglykol, tetrametylen-glykol, pentametylenglykol, heksametylenglykol, dekametylen-glykol og 2:2-dimetyltrimetylenglykol. Egnede diaminer eller aminoalkoholer omfatter heksametylendiamin, etylendiamin, monoetanolamin og fenylendiaminer. Blandinger av polyestere og polyesteramider kan brukes om ønsket. Små mengder polyhydriske alkoholer som f.eks. glycerol eller trimetylolpropan kan og-så brukes, i hvilke tilfeller det oppnås forgrenede polyestere og polyesteramider.

Som eksempler på hydroksylavsluttede polyetere som kan omsettes med et overskudd av et organisk polyisocyanat som definert ovenfor slik at det dannes en prepolymer, kan nevnes polymerer og kopolymerer av cykliske oksyder, for eksempel 1:2-alkylenoksyder som f.eks. etylenoksyd, epiklorhydrin, 1:2-propylenoksyd, 1:2-butylenoksyd og 2:3-butylenoksyd, oksy-cyklobutan og substituerte oksycyklobutaner og tetrahydrofuran. Det kan også nevnes polyetere oppnådd ved polymerisasjon av et alkylenoksyd i nærvær av en basisk katalysator og vann, glykol eller et primært monoamin. Blandinger av slike polyetere kan brukes.

Andre prepolymerer som kan brukes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er de som oppnås ved omsetning av kulltjærebek som inneholder isocyanat-reaktive grupper, med et overskudd av et organisk polyisocyanat, for eksempel et eller flere av de organiske polyisocyanatene som er definert ovenfor, eventuelt sammen med en organisk forbindelse som inneholder isocyanatreaktive grupper som f.eks. polyestere, polyesteramider og polyetere som beskrevet ovenfor. Slike bek-baserte prepolymerer er beskrevet i søkernes britisk patent nr. 1.093.375.

I tillegg til den hydrauliske sement, fyllstoffet, vannet, polyisocyanatet og den vannløselige polymer som definert ovenfor, kan komposisjonene ifølge oppfinnelsen også inneholde en eller flere isocyanat-reaktive organiske forbindelser, for eksempel en av de hydroksylavsluttede polyetere, polyestere eller polyesteramider som er angitt ovenfor som egnet for fremstilling av isocyanat-avsluttede prepolymerer og også de enkle polyhydriske alkoholer som inneholder fra 2 til 6 karbonatomer og fra 2 til 4 hydroksylgrupper og lavmolekylvekts-produktet av dem med etylenoksyd eller propylenoksyd.

Andre isocyanat-reaktive organiske forbindelser som kan brukes omfatter aminoalkoholer som f.eks. monoetanolamin, polyaminer som f.eks. etylendiamin, heksametylendiamin, m- og p-fenylendiaminer og 2,4- og 2,6-diaminotoluener, epoksyharpikser som også inneholder isocyanatreaktive grupper, f.eks. de hydroksylgruppehoIdige produkter som oppnås ved reaksjon mellom difenylolpropan og epiklorhydrin, tørkende olje- og ikke-tørkende olje-modifiserte alkydharpikser, ricinusolje, hydrogenert ricinusolje, uretanoljer som er reaksjonsproduktene av diisocyanater med alkoholyseproduktene av en tørkende olje, for eksempel mono- eller diglyceridene av linførolje, og uretanalkyder som er alkydharpikser ved hvis fremstilling en del av ftalsyreanhydridet har blitt erstattet med et diisocyanat. Ytterligere en isocyanatreaktiv harpiks som kan være tilstede i komposisjonen ifølge oppfinnelsen er den som oppnås ved reaksjonen ved høy temperatur mellom ricinusolje og en kompleks harpiks oppnådd ved å omsette sammen naturlig kolofonium, glycerol og en resolharpiks ved høy temperatur. Ricinusoljen og den komplekse harpiksen kan omsettes i forholdet fra 95:5 til 20:80 vektdeler ved en temperatur fra 230 til 250°C i en tid fra 1/2 til 2 timer. Vanligvis oppvarmes ricinusoljen og kompleksharpiksen sammen i forholdet 4:1 vektdeler ved en temperatur på ca. 240°C i ca. 45 minutter.

For fremstilling av kompleksharpiksen oppvarmes kolofonium, glycerol og resol (fremstilt ved kondensasjon av 1 mol difenylolpropan med ca. 4 mol formaldehyd under vandige alkaliske betingelser ved moderate temperaturer) i forholdet ca. 8,2:1,1:1,0 vektdeler ved en temperatur opp til 275°C i en inert atmosfære inntil syretallet er mindre enn 20 mg KOH/g.

De ovenfor definerte isocyanat-reaktive organiske forbindelser kan delvis erstatte innholdet av den vannløselige polymerkomponent i komposisjonen, men den sistnevnte må være tilstede i en slik mengde som er tilstrekkelig til å sikre at blandingen er vanndispergerbar, slik at komposisjonen kan "tynnes" ved tilsetning av ekstra vann som fortynningsmiddel.

Komposisjonene kan også modifiseres ved tilsetning til dem av en forbindelse eller blanding av forbindelser som f.eks. monohydriske alkoholer, monokarboksylsyrer med en molekylvekt på minst 60 og forbindelser som i middel inneholder minst én epoksygruppe pr. molekyl, forutsatt at når epoksyforbindelsen er reaksjonsproduktet mellom difenylolpropan og epiklorhydrin, må nevnte epoksyforbindelse ikke inneholde mer enn en hydroksy1-gruppe.

Som eksempler på monohydriske alkoholer som kan brukes

i komposisjonene, kan nevnes metanol, etanol, propanol, butanol, isooktanol, honanol, dekanol, dodekanol, cetanol, umettede alkoholer som f.eks. allylalkohol og propargylalkohol og polyeteralkoholene som oppnås ved innvirkning av alkylenoksyder, for eksempel etylenoksyd og/eller propylenoksyd, på mono-

hydriske alkoholer.

Monokarboksylsyrer med molekylvekter på minst 60 som

kan brukes i komposisjonene, er for eksempel de syrer som oppnås ved oksydasjon av de ovennevnte monohydriske alkoholer som inneholder to eller flere karbonatomer, de blandede fettsyrer oppnådd fra en av oljene som nevnes nedenfor og også eleostearin-, linolen-, linol-, olein- og stearinsyre.

Som eksempler på forbindelser som inneholder minst én epoksygruppe pr. molekyl kan nevnes epoksyderte oljer, som f.eks. de som oppnås fra raps-, tobakks-, soya-, safflower-, solsikke-, drue-, niger-, valmuefrø-, hampefrø-, candlenøtt-, gummifrø-, linfrø-, perilla-, stillingia-, chia-, corophor-, tung-, oiticica-, Japantre-, poyok-, myk lumbang-, ricinus-, dehydrert ricinus-, tall- og fiskeoljer. Det kan også brukes produkter som oppnås ved først å forestre de blandede fettsyrer som fås fra de ovennevnte oljer ved forsåpning, med monohydriske alkoholer, dioler eller polyoler med høyere funksjona-litet og så epoksydering av de oppnådde blandede estere. Som ytterligere eksempler på forbindelser som inneholder epoksy-grupper og som kan brukes i komposisjonene ifølge oppfinnelsen kan det nevnes bis-epoksyforbindelsene som oppnås fra difenylolpropan og epiklorhydrin og' som har den følgende generelle formel:

Formel I

hvor n er 0 eller 1.

Andre epoksyholdige forbindelser som kan brukes omfatter de som inneholder minst én epoksycykloheksan- eller epoksycyklopentan-gruppe, for eksempel forbindelser med den generelle formel: hvor X representerer en divalent gruppe med formelen:

hvor R representerer et direkte bindeledd eller en alkylen-eller arylengruppe inneholdende fra 1 til 12 karbonatomer.

R"*" representerer en lavere alkyl- eller lavere oksy-alkylengruppe og

R^-Rg representerer hver et hydrogenatom eller en lavere alkylgruppe.

Disse og andre egnede epoksyforbindelser er beskrevet i for eksempel U.S.-patenter nr. 2.750.395, 2.890.195, 2.917.491, 3.027.357 og 3.117.099.

Ytterligere en epoksyforbindelse som kan brukes er det produktet som er tilgjengelig i handelen som "Cardura E", som er glycidylesteren av den syntetiske harpiksen "Versatic 911".

Epoksyforbindelsene som brukes i oppfinnelsen kan også inneholde minst én isocyanat-reaktiv gruppe, for eksempel en hydroksylgruppe.

I tillegg til de epoksyforbindelser som er definert ovenfor kan det også brukes estere som oppnås ved reaksjon mellom minst én fettsyre og en epoksyforbindelse med formel I hvor n er 0 til 12 inklusive, eller en av de andre epoksyforbindelsene som er angitt ovenfor som egnet for bruk i komposisjonene ifølge oppfinnelsen, og også de produkter som oppnås fra disse estere ved ytterligere epoksydering.

Som eksempler på fettsyrer som kan omsettes med epoksyforbindelser til de estere som er beskrevet ovenfor kan det nevnes de blandede fettsyrer som oppnås fra de oljer som er nevnt ovenfor, og også fra eleostearin-, linol-, linolen- og oleinsyre.

Effekten av å tilsette epoksygruppeholdige forbindelser som definert ovenfor avhenger av forbindelsens struktur. Søkerne har funnet at om epoksygruppen eller -gruppene er bundet direkte eller indirekte til et ringsystem, som kan være aro-matisk eller cykloalifatisk eller danner en del av dem, har de oppnådde komposisjonene stor styrke når de herdes. Når epoksygruppen danner en del av en alifatisk kjede, tenderer forbindelsene, i tillegg til å ha en plastiserende virkning på de herdede komposisjoner, også til å ha en;svakt forsinkende virkning på begynnelsesherdingen for komposisjonen, eller med andre ord forlenges den periode da komposisjonen forblir bearbeidbar etter blandingen.

Komposisjonene ifølge oppfinnelsen kan også inneholde løsningsmidler som er inerte overfor isocyanatgruppene, for å hjelpe til med innføringen av vanskelig løselig eller meget viskose komponenter. Slike løsningsmidler omfatter estere, ketoner, hydrokarboner og klorerte hydrokarboner. Spesielle løsningsmidler som kan brukes omfatter metylety.lketon; metyl-isobutylketon, 4-metyl-4-metoksypentan-2-on, etylacetat, butylacetat, etoksyetylacetat, cykloheksanon., toluen og xylen.

Andre organiske væsker som kan være tilstede i komposisjonene omfatter furuolje og plastifiseringsmidler som f.eks. dibutylftalat, dinonylftalat, trikresylfosfat, tritolylfosfat.. tri-(2-kloretyl)fosfat og klorerte hydrokarboner som f.eks.

de som selges under navnet "Cereclor".

Om ønsket kan komposisjonene ifølge oppfinnelsen også inneholde bitumen (ved hvilket det menes resten fra destilla-sjonen av råpetroleum og som er i hovedsak alifatisk av natur og i det vesentlige fri for isocyanat-reaktive grupper), som vanligvis forbedrer fleksibiliteten og vannraotstandsevnen.

Bitumen med lav viskositet kan tilsettes direkte til komposisjonene som den er, men for meget viskos og hård bitumen med nålgjennomtrengning på 350 eller mindre er det nødvendig med tilsetning ved hjelp av en oppløsning eller emulsjon. Nålgjennomtrengning refererer til Institut of Petroleum Test Method IP 49/67.

Som eksempler på løsningsmidler som kan brukes for opp-løsning av meget hård og viskos bitumen kan det nevnes ethvert av de ovenfor nevnte løsningsmidler.

Bitumen kan også oppnås i form av en emulsjon ved å

bruke både anioniske og kationiske emulgeringsmidler og kan

ha et nominelt bitumeninnhold på opp til et maksimum på 60-62 vekt%, og disse emulsjoner kan også brukes for innføring av bitumen i komposisjonene ifølge oppfinnelsen.

Kulltjærebek kan også tilsettes til komposisjonene.

Selvom polyisocyanat og vann er tilstede sammen i komposisjonene ifølge oppfinnelsen, opptrer vanligvis ikke skum.fordi det er tilstrekkelig sement tilstede og denne er basisk nok til å absorbere det karbondioksyd som frigjøres når isocyanat reagerer med vann. Skulle komposisjonene være slik at de har en tendens til å skumme, så kan denne tendens minskes ved å tilsette til komposisjonen en basisk forbindelse av et metall fra gruppe I til IV i det periodiske systemet (som det er angitt på bakomslagets innerside i boken "Advanced Inorganic Chemistry" av Cotton and Wilkinson, 2dre utgave, publisert i 1966 av Interscience Publishers.) Slike basiske forbindelser kan være oksyder, hydroksyder, basiske salter, komplekssalter eller dobbeltsalter av metaller og som eksempler kan det nevnes kalsiumoksyd, magnesiumoksyd, bariumoksyd, natrium-hydroksyd, kaliumhydroksyd, litiumhydroksyd, kalsiumhydroksyd, bariumhydroksyd, magnesiumhydroksyd, kadmiumhydroksyd, kalsium-silikat, bariumsilikat, natriumsilikat, blyhydroksyd og basisk blyacetat'.

Komposisjonene kan også inneholde katalysatorer som er kjent å katalysere reaksjonen mellom isocyanatgrupper og hydroksylgrupper. Egnede katalysatorer er for eksempel organometalliske forbindelser, metallsalter og tertiære aminer, av hvilke spesielle eksekpler er dibutyltinndilaurat, tetra-butyltitanat, sinkoktoat, sinknaftenat, stanno-oktoat, stanni-.klorid, ferriklorid, blyoktoat, kaliumoleat, kobolt-2-etyl-heksoat, N,N-dimetylcykloheksylamin, N,N-dimetylbenzylamin, N-etylmorfolin, 1,4-diazabicyklo-2,2,2-oktan, 4-dimetyl-aminopyridin , oksypropylert trietanolamin, /3-dietylaminoetanol og N,N,N ' ,N'-tetrakis(2-hydroksypropyl)etylendiamin.

De fleste av komposisjonene ifølge oppfinnelsen vil vanligvis overflate-herde i løpet av ca. 1 time og er istand til å ta lett trafikk 6-9 timer etter blanding-og legging, selvom noen herder langsommere og behøver å herde over natten.

Bruken av en vannløselig polymer i disse komposisjonene sikrer at de organiske bestanddelene i blandingen er vann-dispergerbare og derav følger at komposisjonene forblir vann-forenelige etter blandingen og kan tynnes om nødvendig ved ganske enkelt å tilsette mer vann inntil den ønskede konsistens er oppnådd.

Det er mulig å anvende store variasjoner av mengdene

av de forskjellige ingrediensene i komposisjonene. Således

kan det pr. 100 vektdeler hydraulisk sement anvendes fra 10 til 20000 vektdeler fyllstoff, fra 5 til 200 vektdeler vann og fra 5 til 5000 vektdeler organisk polyisocyanat. Det er foretrukket å bruke fra 50 til 12000 deler fyllstoff, fra 20 til 100 deler vann og fra 10 til 4000 deler isocyanat. Minimumsmengden vann-løselig polymer som brukes er den som er nødvendig for å sikre vanndispergerbarhet for de organiske bestanddelene, men det kan brukes mere enn denne mengde, for eksempel opp til 100 ganger minimumsmengden kan brukes. Den mengde vannløselig polymer som vanligvis brukes er slik at den sikrer vann-blandbarhet for komposisjonen i ca. 15 minutter etter blandingen. Når andre isocyanatreaktive organiske forbindelser også er tilstede, kan de brukes i mengder fra 0,2 til 25, fortrinnsvis 0,5 til 15, vektdeler pr. 100 deler hydraulisk sement.

Oppfinnelsen illustreres men begrenses ikke, av de følgende eksempler hvor deler og prosenter er etter vekt.

Eksempel 1

20 vektdeler rått MDI (inneholdende ca. 50 vekt% difenylmetan-4 ,4 '-diisocyanat , resten er isomerer av det og metylen-bundne polyfenylpolyisocyanater inneholdende mer enn to isocyanatgrupper) blandes inn i 80 deler av en 5%-ig vandig oppløsning av en metylcellulose modifisert ved tilføring av en liten mengde hydroksypropylgrupper, og til denne blanding tilsettes med videre blanding 100 deler Portlandsement og 300 deler sand. Når den bres ut i et lag som er ca. 1,3 cm tykt, herder blandingen i løpet av 1 time og er istana til å motta lett fot-trafikk etter 9-10 timer. Komposisjonen er forenelig med vann i 15 minutter etter blandingen.

Eksempel 2

60 vektdeler av en 5 %-ig vandig oppløsning av den samme metylcellulose modifisert med hydroksypropylgrupper som ble brukt i eksempel 1 blandes med 20 deler av et ricinusolje/ naturlig kolofonium-basert produkt (fremstilt som beskrevet nedenfor), hvoretter 40 deler rått MDI (som brukt i eksempel 1) tilsettes og blandes inn. Til denne blanding tilsettes med ytterligere blanding 100 deler Portlandsement og 300 deler sand og når det hele er jevnt dispergert og spredd ut i et lag på ca. 1,3 cm tykkelse blir det overflateherdet i løpet av ca. 40 minutter og kan tåle lett fottrafikk etter ca. 5-6 timer. Komposisjonen er forenelig med vann i 15 minutter

etter blandingen.

Ricinusolje/kolofonium-produktet som brukes i dette eksempel oppnås ved oppvarming av 320 deler Iste pressing ricinusolje sammen med 80 deler av en forestret kolofonium-modifisert fenolformaldehyd resolharpiks ved 240°C i 45 minutter. Den sistnevnte komponent oppnås ved å oppvarme sammen naturlig kolofonium, glycerol og kondensasjonsproduktet av difenylolpropan med ca. 4 mol formaldehyd i forholdet 8,2:1,1:1,0 vektdeler ved 275°C, inntil syretallet for materialet er mindre enn 20 mg KOH/g.

Eksempel 3

Om i eksempel 1 de 80 delene av en 5 %-ig vandig opp-løsning av hydroksyprbpyl-modifisert metylcellulose erstattes av en 53-ig vandig oppløsning av en hydroksyetylcellulose oppnås det en lignende komposisjon som herder med tilsvarende hastighet. ,

Eksempel 4

50 deler av en 5..%-ig vandig oppløsning av metylcellulose modifisert med hydroksypropylgrupper (som brukt i eksempel 1) blandes med 60 deler av en polyisocyanatoppløsning (fremstilt som beskrevet nedenfor) og til denne blanding tilsettes med fortsatt omrøring 100 deler Portlandsement og 300 deler sand. Når den spres ut i et lag som er ca. 1,3 cm tykt blir blandingen overflateherdet i løpet ,av ca. 2 timer og kan tåle lett fottrafikk etter 9-10 timer. Komposisjonen er forenelig med vann i 15 minutter etter blandingen.

Polyisocyahatet som brukes i dette eksempel oppnås ved oppvarming av en blanding av tolylendiisocyanat (1 mol), trimetylolpropan (0,197 mol) og butylenglykol (0,159 mol) i to timer ved 60°C i nærvær av halve den kombinerte vekten av blandingen av en 1:1 blanding av /J-etoksyetylacetat og xylen. 0,029 mol oksypropylert glycerol med molekylvekt 3000 tilsettes og oppvarmingen fortsettes i 4 timer ved 60°C. Tilstrekkelig xylen tilsettes så til å gi en oppløsning med et innhold på 70 % faste stoffer.

Eksempel 5

50 deler a<y> en 5 %-ig vandig oppløsning av et metylert polymetylolmelamih/ureaformaldehydprekondensat blandes med 60 deler av en polyisocyanatoppløsning (fremstilt som beskrevet nedenfor) og til denne blanding tilsettes med fortsatt omrøring 100 deler Portlandsement og 300 deler sand. Når den spres utover i et lag på ca. 1,3 cm tykkelse herder blandingen i løpet av 40-45 minutter og kan tåle lett fottrafikk etter ca. 6 timer. Komposisjonen er forenelig med vann i 15 minutter etter sammenblandingen.

Polyisocyanatoppløsningen som brukes i dette eksempel oppnås ved å omsette sammen 1 mol tolylendiisocyanat, 0,22

mol glycerol og 0,18 mol dietylenglykol i 1/3 del av deres kombinerte vekt etylacetat ved 75-80°C i 3 timer.

Eksempel 6

50 deler av en 5 %-ig vandig oppløsning av et polymer-prekondensat (som brukt i eksempel 5) blandes med 60 deler av en polyisocyanatoppløsning (fremstilt som beskrevet nedenfor) og til denne blanding tilsettes under fortsatt omblanding 100 deler Portlandsement og 300 deler sand. Når den spres i et lag som er ca. 1,3 cm tykt herder blandingen på ca. 50 minutter og kan tåle lett fottrafikk etter 7-8 timer. Komposisjonen er forenelig med vann i 15 minutter etter sammenblandingen.

Polyisocyanatoppløsningen som brukes i dette eksempel fremstilles som følger: Et polyetylen/propylen (7:3) adipat med molekylvekt på ca. 1000 kondenseres med 1,43 ekvivalenter tolylendiisocyanat og det resulterende produkt (1 del) blandes med 1 del av en isocyanuratpolymer av tolylendiisocyanat med et isocyanattall på 14,8 %, i 0,5 del 2-metyl-2-metoksy-pentan-4-on og 1,5 deler butylacetat.

Eksempel 7

60 deler av en 5 %-ig vandig oppløsning av metylcellulose modifisert med hydroksylgrupper (som brukt i eksempel 1) blandes med 50 deler av en 75 %-ig oppløsning i etylglykolacetat/xylen (1:1) av et reaksjonsprodukt av heksametylendiisocyanat og vann med et isocyanatinnhold på ca. 16 %. Til denne blanding tilsettes med fortsatt omblanding 100 deler Portlandsement og 300 deler sand. Når den spres utover i et lag som er ca. 1,3 cm tykt kan komposisjonen tåle lett fottrafikk etter ca. 16 timers herdning. Komposisjonen er forenelig med vann i 15 minutter etter sammenblandingen.

Eksempel 8

De 50 deler polyisocyanatoppløsning som ble brukt i eksempel 7 erstattes med 50 deler av en 75 %-ig oppløsning i etylglykolacetat/xylen (1:1) av et reaksjonsprodukt av heksametylendiisocyanat, trimetylolpropan og 1,3-butandiol med et isocyanatinnhold på ca. 12 %. En komposisjon med lignende egenskaper oppnås.

Eksempel 9

60 deler av en 5 %-ig vandig oppløsning av et metylert polymetylolmelamin/ureaformaldehydprekondensat (som brukt i eksempel 5) blandes med 50 deler av en polyisocyanatoppløsning (som brukt i eksempel 8) og til denne blanding tilsettes under fortsatt omblanding 100 deler Portlandsement og 300 deler sand. Når den spres utover i et lag som er ca. 1,3 cm tykt tåler komposisjonen lett fottrafikk etter ca. 16 timers herding. Komposisjonen er forenelig med vann i 15 minutter etter sammenblandingen.

Eksempel 10

De 50 deler polyisocyanatoppløsning som ble brukt i eksempel 7 erstattes med 50 deler 3-isocyanatometyl-3,5,5-trimetyl-cykloheksylisocyanat, hvorved det oppnås en komposisjon med lignende egenskaper.

Eksempel 11

De 80 deler av 5 %-ig vandig op<p>løsning av hydroksypropyl-modifisert metylcellulose brukt i eksempel 1 erstattes med 80 deler 5 %-ig vandig polyvinylpyrrolidonoppløsning.

Den resulterende komposisjon herder i løpet av ca. 2 timer

når den spres utover i et lag som er ca. 1,3 cm tykt og tåler lett fottrafikk etter ca. 16 timer. Komposisjonen er forenelig med vann i 15 minutter etter sammenblandingen.

Eksempel 12

De\ 80 deler av 5 %-ig vandig oppløsning av hydroksypropyl-modifisert metylcellulose brukt i eksempel 1 erstattes med 80 deler 5 %-ig vandig polyvinylalkoholløsning. Den resulterende komposisjon har lignende egenskaper som den som oppnås ifølge eksempel 11.

Eksempel 13

60 deler av den polyisocyanatoppløsningen som ble brukt

i eksempel 4 blandes inn i 80 deler av en 5 %-ig vandig oppløsning av addisjonsproduktet av blandet cetyl/oleylalkohol (tilgjengelig i handelen som "spermanol") med 22 mol etylenoksyd.

Til denne blanding tilsettes med ytterligere omblanding 90

deler Portlandsement og 360 deler sand. Komposisjonen herder i et 1,3 cm tykt lag i løpet av 4-5 timer og tåler lett fot-trafikk etter ca. 16 timer. Den er forenelig med vann i 15 minutter etter sammenblandingen.

Eksempel 14

80 deler av en 5 %-ig vandig oppløsning av hydroksypropyl-modifisert metylcellulose (som brukt i eksempel 1)

blandes med 25 deler av en akryl-modifisert polyesterharpiks (oppnådd som beskrevet nedenfor), fulgt av tilsetning av 25

deler av den polyisocyanatoppløsning som ble brukt i eksempel 4. Til denne blanding tilsettes med ytterlig sammenblanding 100 deler Portlandsement og 300 deler sand. Når den spres i et lag som er ca. 1,3 cm tykt herder komposisjonen i løpet av ca. 2 timer og tåler lett fottrafikk etter 12 timers herding. Komposisjonen er forenelig med vann i 15 minutter etter sammenblandingen.

Den akryl-modifiserte polyester som brukes i dette eksempel er en 50 %-ig oppløsning i xylen av produktet som oppnås ved høytemperaturforestring og dehydrering av en blanding av ricinusolje, glycerol og ftalsyreanhydrid i molforholdet 1:2,8:3,8, fulgt av kopolymerisasjon av denne polyester med 19,25 mol metylmetakrylat i nærvær av en peroksykatalysator.

Eksempel 15.

60 deler av den 5 %-ige vandige oppløsning av hydroksypropyl-modifisert metylcellulose som ble brukt i eksempel 1 blandes med 30 deler 3,4-epoksycykloheksylmetyl-3,4-epoksy-cykloheksankarboksylat, hvoretter 30 deler rått MDI (som brukt i eksempel 1) blandes inn. Til denne blanding tilsettes med ytterligere omrøring 100 deler Portlandsement og 300 deler sand. Når den spres i et lag som er ca. 1,3 cm tykt herder komposisjonen i løpet av 1-2 timer og tåler lett fottrafikk etter 10 timers herding. Komposisjonen er forenelig med vann i 15 minutter etter sammenblandingen.

Eksempel 16

60 deler av den 5 %-ige vandige oppløsningen av hydroksypropyl-modifisert metylcellulose som bruktes i eksempel 1 blandes med 10 deler av en oksypropylert glycerol med hydroksy1-tall på ca. 160 mg KOH/g hvoretter 50 deler av polyisocyanat-oppløsningen som ble brukt i eksempel 4 blandes inn. Til denne blanding tilsettes med ytterligere omrøring 100 deler Portlandsement og 300 deler sand. Når den spres ut i et ca.

1,3 cm tykt lag herder komposisjonen i løpet av ca. 3 timer og tåler lett fottrafikk etter ca. 16 timers herding. Komposisjonen er forenelig med vann i 15 minutter etter sammenblandingen.

Eksempel 17

Eksempel 16 gjentas bortsett fra at de 10 deler oksypropylert glycerol med hydroksyltall på 160 mg KOH/g erstattes av 10 deler oksypropylert glycerol med hydroksyltall på 535

mg KOH/g og de 50 deler polyisocyanatoppløsning erstattes av 50 deler av en 80 %-ig oppløsning i 2-metyl-2-metoksypentan-4-on/xylen, med en isocyanatverdi på 8,5 %, av en prepolymer oppnådd fra en kulltjærebek inneholdende isocyanat-reaktive grupper, en oksypropylert glycerol med molekylvekt 1000 og et overskudd av rått MDI. Komposisjonen hadde lignende egenskaper som den som oppnåddes ifølge eksempel 16.

Eksempel 18

35 deler av det ricinusolje/kolofoniumbaserte produkter som bruktes i eksempel 2, 20 deler "Cardura E" (som tidligere definert), 2 deler furuolje og 50 deler av en 5 %-ig vandig oppløsning av addisjonsproduktet av nonylfenol og 8 mol etylenoksyd blandes sammen, hvoretter 70 deler av rått MDI

(som brukt i eksempel 1) tilsettes og blandes inn. 90 deler Portlandsement og 360 deler sand innblandes med ytterligere omrøring. Når den spres i et ca. 1,3 cm tykt lag herder komposisjonen i løpet av ca. 3 timer og tåler lett fottrafikk etter ca. 16 timers herding. Komposisjonen er forenelig med vann i 15 minutter etter sammenblandingen.

Eksempel 19

38 deler av det ricinusolje/kolofoniumbaserte produktet som bruktes i eksempel 2, 5 deler "Cardura E", 45 deler av den 5 %-ige vandige oppløsning av hydroksypropyl-modifiserte metylcellulose som bruktes i eksempel 1 og 20 deler vann blandes sammen, og 43 deler rått MDI (som brukt i eksempel 1) tilsettes og blandes inn. 80 deler Portlandsement og 320 deler sand tilsettes under ytterligere omrøring og når. den legges på med murskje i et lag på 2-4 mm opp en skrå eller vertikal overflate herder komposisjonen i løpet av ca. 2 timer og er hård etter ca. 16 timers herding. Komposisjonen er forenelig med vann i 15 minutter etter samménblandingen.

Eksempel 20

60 deler av den 5 %-ige vandige oppløsningen av hydroksypropyl-modif isert metylcellulose som ble brukt i eksempel 1 blandes med 45 deler av det ricinusolje/kqlofoniumbaserte produktet som bruktes i eksempel 2. Til denne blanding tilsettes med ytterligere omrøring 45 deler rått MDI (som brukt i eksempel 1) hvoretter 100 deler kalsiumhydroksyd og 300 deler sand ble blandet inn. Komposisjonen herder når den spres utover i et ca. 1,3 cm tykt lag i løpet av ca. 1 time og tåler lett fottrafikk étter ca.'6 timers herding. Den er forenelig med vann i 15 minutter etter sammenblandingen.

Eksempel 21

80 deler av den 5 %-ige vandige oppløsningen av hydroksypropyl-modif isert metylcellulose brukt i eksempel 1 blandes med 45 deler av det ricinusolje/kolofoniumbaserte produktet ' brukt i eksempel 2, hvor etter 30 deler oktylepoksystearat og 80 deler rått MDI (som brukt i eksempel 1) tilsettes og blandes inn. Til denne blandingen tilsettes med ytterligere omblanding 140 deler Portlandsement, 1000 deler "Flintag" (18 B.S. sikt-størrelse) og 400 deler sand. Når den spres i et ca. 1,3 cm tykt lag herder komposisjonen i løpet av ca. 1 time og tåler lett fottrafikk i løpet av 4-5 timer. Komposisjonen er forenelig med vann 15 minutter etter sammenblandingen.

Eksempel 22

80 deler av en 5 %-ig vandig oppløsning av den hydroksypropyl-modif iserte metylcellulose brukt i eksempel 1 blandes med 20 deler av en oksypropylert glycerol med et hydroksyltall på ca. 160 mg KOH/g, 20 deler av en 50 %-ig oppløsning i xylen av N,N,N',N '-tetrakis-(2-hydroksypropy1)etylendiamin og 10 deler

av en 10 %-ig oppløsning i xylen av stannooktoat. 35 deler

3-isocyanato-metyl-3,5,5-trimetylcykloheksylisocyanat blandes så inn. Til denne blanding tilsettes 100 deler hvit Portlandsement og 400 deler "Molochite" med en partikkelstørrelse mellom 30 og 60 B.S. sikt. Når disse ingrediensene er blandet inn spres der resulterende komposisjon i et lag som er ca.

1,3 cm tykt, når det herder i løpet av ca. 6 timer og tåler lett fottrafikk etter herding over natten. Komposisjonen forblir forenelig med vann i 15 minutter etter sammenblandingen.

Eksempel 23.

100 deler av en 5 %-ig vandig oppløsning av den hydroksypropyl-modif iserte metylcellulose som ble brukt i eksempel 1 blandes med 20 deler av en 10 %-ig oppløsning av stannooktoat i xylen og 45 deler 3-isocyanatometyl-3,5,5-trimetylcyklo-heksylisocyanat. 100 deler hvit Portlandsement og 500 deler "Molochite" med en B.S. siktstørrelse på 30-60 blandes inn og når den spres utover i et lag på ca. 1,3 cm tykkelse herder komposisjonen i løpet av 2-2 1/2 time og tåler lett fottrafikk etter ca. 5 timer. Komposisjonen forblir forenelig med vann i 15 minutter etter sammenblandingen.

Eksempel 24

80 deler av en 5 %-ig vandig oppløsning av den hydroksypropyl-modif iserte metylcellulose som bruktes i eksempel 1 blandes med 15 deler av en oksypropylert glycerol med et hydroksyltall på ca. 160 mg KOH/g og 75 deler av det polyisocyanat som bruktes i eksempel 4. 100 deler hvit Portlandsement og 500 deler "Molochite" av 30-60 B.S. siktstørrelse blandes så inn. Når den spres i et lag på ca. 1,3 cm tykkelse herder komposisjonen i løpet av 1 1/2-2 timer og tåler lett fottrafikk etter ca. 4 timer. Komposisjonen forblir vann-forenelig i 15 minutter etter sammenblandingen.

Claims

1. Herdbar komposisjon omfattende en blanding' av en hydraulisk sement, et fyllstoff, vann, et organisk polyisocyanat og eventuelt én eller flere isocyanatreaktive organiske forbindelser, karakterisert ved at komposisjonen også inneholder en vannløselig polymer valgt fra celluloseetere, .poly(vinyl-alkohol), poly(vinylpyrrolidon), etylenoksyd-addukter■av fettalkoholer og alkylfenoler, og metylerte polymetylol melamin/urea-formaldehydharpiks forkondensater i en mengde tilstrekkelig til å sikre at komposisjonen efter blanding forblir.forenelig med og dispergerbar i vann inntil komposisjonen har herdet til punktet for begynnende fasthet..

2. Herdbar komposisjon ifølge krav 1, karakterisert ved at det til komposisjonen tilsettes en forbindelse eller blanding ,av forbindelser av monohydriske alkoholer, monokarboksylsyrer med en molekylvekt på minst 6o og forbindelser som inneholdet gjennomsnittlig minst én epoksygruppe pr. molekyl.

3. Herdbar komposisjon ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det innblandes en katalysator som er kjent å katalysere reaksjonen mellom isocyanatgrupper og hydroksylgrupper.

4. Herdbar komposisjon ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det anvendes fra lo til 2o ooo -vektdeler fyllstoff, fra 5 til 2oo vektdeler vann og fra 5 til 5ooo vektdeler organisk polyisocyanat pr. loo vektdeler hydraulisk sement.

5. Herdbar komposisjon ifølge krav 4, karakterisert ved at det anvendes fra 6o til 12 ooo vektdeler fyllstoff, fra 2o til loo vektdeler vann og fra lo til 4ooo vektdeler organisk polyisocyanat pr. loo vektdeler hydraulisk sement.

6. Herdbar komposisjon ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at en isocyanatreaktiv forbindelse er til stede i en mengde av fra o,5 til 15 vektdeler pr. loo vektdeler hydraulisk sement.