NO137051B - Heftelim. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et forbedret heftelim (kontaktheftende bindemiddel). Hefteliming anvendes først og fremst ved liming av diffusjonstette gulv- og veggmaterialer på

ikke sugende underlag. Ved slike liminger må limets flyktige bestanddeler stenges inne, og limfugen kan ikke tørke. Efter tør-king skal limskiktet således ha en viss klebrighet for at sammen-føyning av overflatene skal bli mulig. Efter sammenføyning skal limfugen ha en viss begynnelsesstyrke for å motstå de umiddelbare påkjenninger. Limfugen skal dessuten ha en tilstrekkelig høy slutt-fugestyrke for å motstå de påkjenninger som fugen vil utsettes for under hele sin levetid, hvilket f.eks. ved gulv- og vegg-liminger kan bety titalls år. Det gjelder her dels mekaniske påkjenninger som skyldes dimensjonsendringer forårsaket av fuktig-het- og temperaturvariasjoner (årstidsvariasjoner) og spenninger eller mekaniske påkjenninger som oppstår av andre årsaker. Limfugen skal også tåle de relativt høye temperaturer som kan oppstå f.eks. i nærheten av varmeelement. Limfugen.skal videre være re-sistent overfor mykningsmiddelmigrering. Det siste problem er blitt meget aktuelt i løpet av de siste år ved introduksjon av myke PVC-matter først og fremst beregnet som veggbekledninger. Disse PVC-matter har et høyt innhold av eksternt mykningsmiddel

slik som dioctylfthalat, butylbenzylfthalat og dibutylfthalat.

Disse midler har en tilbøyelighet til å migrere inn i limfugen, hvilket resulterer i at fugens styrke drastisk forrin-

ges. Det er ved formulering, av heftelim meget vanskelig å kombi-nere alle disse ønskelige egenskaper. De tidligere anvendte heftelim som hovedsakelig er basert på acrylsampolymerisat som bindemiddel har derfor ikke gitt tilstrekkelig høy slutt-fugestyrke,

god fugestyrke ved høyere temperaturer samt resistens overfor den angitte mykningsmiddelmigrering.

Fra svensk utlegningsskrift 362.892 er det kjent å anven-de sink-, kadmium- og zirconium-forbindelser som tverrbindende midler. Foreliggende kobberforbindelse har imidlertid vist seg å gi en overraskende meget bedre effekt enn de tidligere kjente forbindelser.

Det har nu ifølge oppfinnelsen ganske overraskende vist seg at disse egenskaper radikalt kan forbedres under bibeholdelse av de øvrige egenskaper ved tverrbinding av bindemiddelpolymeren ved hjelp av en flerverdig kobberforbindelse.

Oppfinnelsen angår følgelig et heftelim, hvilket som bindemiddel inneholder et i vann dispergert acrylsampolymerisat og dessuten en flerverdig metallforbindelse, hvilket heftelim er kjen-netegnet ved at acrylsampolymerisatet er fremstillet ved emulsjonspolymerisasjon av ft a) 50 - 98 vekt% av én eller flere acrylsyreestere med 4-12, fortrinsvis 6-10 carbonatomer i esterens alkoholdel, b) 0,1-5,5, fortrinsvis 1,2 - 4,5 vekt% av acrylsyre, methacrylsyre eller itaconsyre,

c) 0-30 vekt% av acryl- eller methacrylsyreestere med 1 -

3 carbonatomer i esterens alkoholdel, eller vinylacetat

eller vinylpropionat,

d) 0-20 vekt% acrylnitril eller styren, hvor mengden av monornerene a), c) og d) er valgt slik at en polymer derav

får en beregnet Tg-verdi på under -10°C, i hvilket acrylpolymerisat der om ønsket kan være innpolymerisert én eller flere av følgende: (1) 0,5 - 25, fortrinsvis 3 - 15 vekt% av et ami^ av acrylsyre, methacrylsyre eller itaconsyre, (2) 1 - 20, fortrinsvis 4 - 15 vekt% av en hydroxyalkylester av acrylsyre, methacrylsyre eller itaconsyre,

(3) 1 - 20, fortrinsvis 4-15 vekt% av en aminoalkylester

av acrylsyre, methacrylsyre eller itaconsyre,

og at den flerverdige metallforbindelse utgjøres av en flerverdig kobberforbindelse i en mengde på 0,0005 - 0,3, fortrinsvis 0,02 - 0,1 vekt% Cu beregnet på mengden av bindemiddel.

Den totale mengde av disse monomerer med amid-, hydroxy-og/eller aminoalkyl.-grupper oppgår til 10 - 250 millimol pr. 100 g bindemiddel, fortrinnsvis 20 - 150.

De ovenfor beskrevne acrylsampolymerisater som er binde-midler som skal kobbertverrbindes ifølge oppfinnelsen, kan frem-stilles ved konvensjonell emulsjonspolymerisasjon på i og for seg kjent måte. Som emulgatorer kan anvendes de vanlige emulgatorty-per.

Med "Tg-verdi" menes glassomvandlingstemperaturen for sampolymerisatet. Denne verdi kan enkelt beregnes med utgangs-punkt fra Tg-verdiene for de enkelte homopolymerer. Disse verdier samt beregningsprinsippene finnes i faglitteraturen.

Blant acrylestrene med 4-12 carbonatomer i esterens alkoholdel kan spesiélt nevnes butylacrylat, hexylacrylat, octyl-acrylat i ulike isomere former først og fremst 2-ethylhexylacrylat og isooctylacrylat, decylacrylat, laurylacrylat.

Som eksempler på spesielt egnede polymeriserbare amider kan nevnes N-(1,l-dimethyl-3-oxobutyl)-acrylamid, tertiært-N-bu-tylacrylamid, tertiært-N-octylacrylamid, acrylamid og methacryl-amid.

Det flerverdige kobber, samt eventuelt andre metaller som Zn eller Zr kan tilføres limkomposisjonen i form av organiske eller uorganiske salter, som chelat eller også som oxyd. Som eksempel på salter kan nevnes sulfat, acetat eller andre carboxyl-syresalter eller salter av substituerte carboxylsyrer. For lim er det spesielt hensiktsmessig å tilføre Cu og eventuelt andre metaller i form av komplekser med ammoniakk. Ved disse komplekser blir den frie Cu-ionkonsentrasjon meget liten i selve limet før tørking, da metallionene foreligger i udissosiert form som aminokompleks. Ved tørking av limet avgår ammoniakk, og metallionene blir dissosiert, dvs. disponible for tverrbinding av polymeren.

Bindemidlet eller polymeren i limet skal som angitt in-neholde visse funksjonelle grupper til hvilke Cu og eventuelt annet metall kan etablere binding. Disse grupper kan utgjøres av carboxyl, hydroxyl, amid, amin og andre grupper med evne til å etablere binding med aktuelle metaller. Også kombinasjoner av slike, grupper kan være aktuelle.

Ved tilberedning av selve limkomposisjonen ifølge oppfinnelsen kan acrylsampolymerisatet samt den flerverdige kobber-f orbindelse (+ eventuelt annen flerverdig metallf orbindelse). kom-bineres med andre polymerer, (bindemiddel) og konvensjonelle lim-tilsetninger, myknere," harpikser, fortykfiingsmidler, fyllstoff mm.

Ved hefteliming forekommer der i praksis også våtliming samtidig for visse limingstilfeller. Limet ifølge oppfinnelsen kan også

anvendes for våtliming av f.eks. ikke diffusjonstette tapeter etc.

Oppfinnelsen vil belyses ytterligere under henvisning

til følgende utførelseseksempler.

Limet er i eksemplene fremstillet efter følgende gene-relle metode om ikke annet er angitt.

Tilberedning av limkomposisjon.

Fortykningsmidlet innblandes i dispersjonen som deretter justeres med 25 %- i- g ammoniakk til pH ca. 6 for innblanding av de ovrige bestanddeler. Av disse tas "metalltilsetningen" forst og deretter i tur og orden kvartsmel (fyllstoff) og harpikslosning. Til slutt justeres limkomposisjonen med 25 %- ig ammoniakk til

en egnet limkonsistens (pH = 8,5).

Definisjoner.

Åp_en_tid.

Tiden fra applisering av limet til pålegging av det materiale som skal limes, omfatter altså det egentlige torkningstrinn.

Kontakttid^

Tiden fra pålegging av det materiale som skal limes.

Fugestyrken for limkomposisjonene ifolge eksemplene er bestemt etter folgende metode.

Prinsipp.

En remse av et materiale som limes og kondisjoneres under standardiserte betingelser, utsettes for en viss belastning som innebærer en 180° avrivning av remsen. Tiden noteres for avrivning av en bestemt strekning av remsen.

Detaljbeskrivelse av fugestyrkebestemmelse.

Et lim ble applisert i en mengde av h g/dm med en tannet spatel på hårde trefiberplater (eksempelvis Masonit med en storrelse av 120 x 300 mm. Limet fikk torke i 60 minutter (åpen tid), hvoretter halve lengden av en 50 x 600 mm remse av PVC-veggmateriale ble lagt på den limbestrokne overflate og ble forst lagt i stilling ved lett trykking med hånden. En 5 kg-sylinder ble deretter rullet langsomt over remsen h ganger. Etter ulike kontakttider ble det foretatt opprivningsprovning med 1 kg belastning i remsens fri ende med proveenheten stående i vertikal stilling og tiden for opprivning av en 200 mm lang strekning av remsen ble målt. Tiden i minutter (kaldflyt) ble notert'. Ved hoye verdier på kald flytet kan det av praktiske grunner være hensiktsmessig å ekstra-polere frem den tid som svarer til en 200 mm lang avrevet strekning.

Provene oppbevares i klimarom, der også provningene utfores. Klimarommet skal holde en temperatur på 23°C og en relativ fuktig-het på 50%.

Eksempel 1.

Ulike lim ble- fremstilt under anvendelse av et emulsjonspolymerisat som bindemiddel, hvilket var basert på:

Limet ble tilberedt som tidligere angitt

med en 50 %- lg polymerdispersjon, hvorved det som fortykningsmiddel ble anvendt ^t-,5 vekt-deler"Rohagi SD 15<*>

Metalltilsetningen ble variert og fugestyrken for de ulikt fremstilte lim ifolge den ovenfor angitte metode var folgende:

Eksempel 2.

Som bindemiddel ved limtilberedning ble det anvendt et emulsjonspolymerisat basert på:

To ulike lim ble tilberedt tidligere angitt,

hvorved det som fortykningsmiddel ble anvendt

<>>+,5 vektdeler Rohagii<®> SD 15. I det ene limet ble det tilsatt Ih vektdeler 0,2 M ammoniakkalsk Cu^^^-acetatlosning, hvilket tilsvarer 0,072 % Cu beregnet på mengden av bindemiddel (tort).

Ved fugestyrkemåling etter den ovenfor beskrevne metode ble det for disse to lim bestemt folgende kaldflytverdier:

Eksempel 3.

Som bindemiddel ved limtilberedning ble det anvendt et emulsjonspolymerisat basert på:

Tre ulike lim ble tilberedt,

hvorved det som for tykning smidd el ble anvendt M-,5 vektdeler Rohagit^SD 15. I ett av limene ble det tilsatt l^f vekt-

deler 0,2 M ammoniakkalsk Zn^^-acetatlosning, hvilket tilsvarer 0,07!+ % Zn, beregnet på mengden av bindemiddel (tort) mens i et annet ble det tilsatt l^f vektdeler 0,2 M ammoniakkalsk Cu^^-acetat-losning, hvilket tilsvarer 0,072 % Cu beregnet på mengden av bindemiddel (tort).

Ved fuge styrkemåling etter den ovenfor beskrevne metode ble folgende kaldflytverdier bestemt:

Fra disse eksempler fremgår det klart at lim inneholdende en koppertilsetning ifolge oppfinnelsen har/meget hoyere slutt-lige fugestyrker enn tilsvarende lim uten kopper eller med sink i stedet for kopper. Eksempel <i>+.

For å undersøke resistensen overfor mykningsmiddelmigrering til et lim ifolge oppfinnelsen, ble. det tilberedt to lim-komposisjoner ifolge eksempel 1, hvilke inneholdt 0,072 % Cu hen-holdsvis intet metall overhodet.

Provningen ble utfort på det hollandske veggmaterialet SUWIDE®. Dette er et PVC-materiale som inneholder et hoyt innhold av eksternt mykningsmiddel, bl.a. fthalater. Trolig inngår bl.a. butylbenzylfthalat som er det hittil mest kjente migrerende mykningsmiddel. På en skive-'av Masonite® ble limet oppstroket med en tannet spatel. Veggmaterialet i form av 2 x 25 cm store remser ble påfort på limoverflaten etter 1 times åpen tid.

Etter ulike kontakttider ble deretter vedheftingen bedomt </>,''<>->

etter en skala fra 0 til 5 der

0 = ingen eller ubetydelig vedhefting

5 = så hoy vedhefting at underlagets ytterskikt festner i fugen.

Betydelig klebrighet i limfugen uten metall efter 65 døgn. Betydelig høyere klebrighet enn på (tørket) lim som ikke var dekket med veggmateriale. Dette kan tolkes som at limfugen ble myknet av veggmaterialets mykningsmiddel, dvs. migrering.

Claims (2)

1. Heftelim, hvilket som bindemiddel inneholder et i vann dispergert acrylsampolymerisat og dessuten en flerverdig metallforbindelse, karakterisert ved at acrylsampolymerisatet er fremstillet ved emulsjonspolymerisasjon av

a) 50 - 98 vekt# av én eller flere acrylsyreestere med 4-12, fortrinsvis 6-10 carbonatomer i esterens alkoholdel, b) 0,1-5,5, fortrinsvis 1,2 - 4,5 vekt% av acrylsyre, methacrylsyre eller itaconsyre, c) 0-30 vekt% av acryl- eller methacrylsyreestere med 1-3 carbonatomer i esterens alkoholdel, eller vinylacetat eller vinylpropionat, d) 0-20 vekt% acrylnitril eller styren, hvor mengden av monome-rene a), c) og d) er valgt slik at en polymer derav får en beregnet Tg-verdi på under -10°C, i hvilket acrylpolymerisat der om ønsket kan være innpolymerisert én eller flere av følgende: (1) 0,5 - 25, fortrinsvis 3 - 15 vekt% av et amid av acrylsyre, methacrylsyre eller itaconsyre, (2) 1 - 20, fortrinsvis 4-15 vekt% av en hydroxyalkylester av acrylsyre, methacrylsyre eller itaconsyre, (3) 1 - 20, fortrinsvis 4-15 vekt% av. en aminoalkylester av acrylsyre, methacrylsyre eller itaconsyre, og at den flerverdige metallforbindelse utgjøres av en flerverdig kobberforbindelse i en mengde på 0,0005 - 0,3 fortrinsvis 0,02 - 0,1 vekt% Cu beregnet på mengden av bindemiddel.

2. Heftelim ifølge krav 1, karakterisert ved at den totale mengde monomerer inneholdende amid-, hydroxyalkyl-og/eller aminoalkyl-grupper i acrylsampolymerisatet oppgår til 20 - 150 millimol pr. 100 g bindemiddel.