PL115656B1 - Fast-drying colour silicone paint,especially for building industry - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest barwna, szybkoschnaca farba silikonowa przeznaczona zwlaszcza dla budow¬ nictwa.Farby silikonowe sq hydrofobowe, odporne na dzia¬ lanie erozyjne czynników atmosferycznych i koroduja- cych czynników chemicznych i stanowia kompozycje specjalnej, reaktywnej zywicy silikonowej w rozpusz¬ czalnikach organicznych z dodatkiem dobranych pig¬ mentów, napelniaczy i rozcienczalników.Stosowane coraz powszechniej w budownictwie lekkie, porowate materialy na sciany oslonowe, wyprawy ele- wacyjne, oslony balkonowe, pokrycia dachowe oraz na sciany konstrukcyjne odznaczaja sie zazwyczaj znaczna chlonnoscia wody, co obniza wlasnosci termoizolacyjne, zwieksza brudzenie powierzchni, powoduje niekiedy pow¬ stawanie wykwitów solnych i w efekcie prowadzi do erozyjnego niszczenia budowli na skutek czynników at¬ mosferycznych.Znaczne szkody w budownictwie wyrzadza coraz czes¬ ciej korodujaca atmosfera przemyslowa, szczególnie niebezpieczna dla materialów o duzej chlonnosci wil¬ goci. Stosowanie mniej wodochlonnych, ale znacznie drozszych okladzin z kamieni szlachetnych, ceramki, szkla technicznego, okladzin metalowych oraz z tworzyw sztucznych prowadzi do znacznego zmniejszenia lub cal¬ kowitego zahamowania przenikania ggzów i pary wod¬ nej, co pogarsza wymiane powietrza w budynkach zmu¬ szajac czesto do montazu kosztownych instalacji wenty¬ lacyjnych lub klimatyzacyjnych.Stosowane dotychczas rózne farby i wyprawy elewa- 10 15 20 25 30 cyjne oparte na spoiwach organicznych jak np. polioc- tanowych, styronilowych, chlorokauczukowych a takze, w mniejszym stopniu, na akrylowych zmniejszaja, czes¬ to dosc znacznie, przepuszczalnosc pary wodnej i gazów.Maja one takze czesto niedostateczna przyczepnosc do nieorganicznego podloza, odwarstwiaja sie niekiedy po kilku miesiacach calymi platami, zwlaszcza od niedo¬ statecznie dojrzalych i wysuszonych tynków. Kolory ta¬ kich farb i wypraw, zwlaszcza popularnych emulsyjnych farb polinitowych dosc szybko zmieniaja sie „plowieja" pod wplywem czynników atmosferycznych, a zwlaszcza promieniowania slonecznego, zmuszajac po kilku latach do powtarzania operacji malowania, szczególnie kosz¬ townej na elewacjach wysokich budynków.Stosowana w ograniczonym obecnie zakresie hydrofo- bizacja materialów budowlanych zwlaszcza srodkami si¬ likonowymi obniza wprawdzie znacznie ich wodochlon- nosc poprawiajac odpornosc na dzialanie czynników atmosferycznych, a w pewnym stopniu równiez korodu¬ jacej atmosfery przemyslowej, ale nie zmienia w wyraz¬ ny sposób wygladu, a zwlaszcza zabarwienia oraz wlas¬ nosci mechanicznych jak np. odpornosci na scieranie i na wietrzenie materialów o znacznej porowatosci jak gipsu, betonu komórkowego, tynków i innych.Znane coraz szerzej rózne farby i emalie zawierajace jako spoiwa zywice silikonowe sa termoutwardzalne i na¬ wet zastosowanie szybciej schnacych zywic metylosiliko- nowych, np. opisanych w polskim opisie patentowym nr 49 957, daje po wyschnieciu w temperaturze pokojo¬ wej powloki miekkie, nie odporne mechanicznie i che- 115 656115< 3 micznie, twardniejace dopiero po wygrzaniu w podwyz¬ szonych temperaturach.Wiadomo takze, ze zywice metylosilikonowe o malej zawartosci grup metylowych zwiazanych z atomami krze¬ mu, wyrazonej stosunkiem molowym CH3:Si ponizej 1,20 5 majq ograniczona mieszalnosc z weglowodorami alifa¬ tycznymi, a zwlaszcza chetnie stosowana do farb ben¬ zyna, a otrzymane z nich farby zwlaszcza z pigmentami tlenkowymi i pylem cynkowym sa niestabilne w czasie skladowania. 10 Stwierdzono nieoczekiwanie, ze stabilna szybkoschnaca bez ogrzewania i odporna na dzialanie czynników atmo¬ sferycznych farbe mozna otrzymac stosujac odpowiednio dobrane kompozycje zlozone ze specjalnej, reaktywnej zywicy metyroalkoksysilikonowej, odpornych na swialto 15 sloneczne pigmentów, odpowiednich napelniaczy, po¬ prawiajacych wlasnosci mechaniczne oraz rozcienczal¬ ników.Otrzymane z takiej farby barwne powloki na róznych porowatych materialach budowlanych impregnowanych 20 uprzednio typowymi srodkami silikonowymi sa dosc twarde, hydrofobowe, ale równoczesnie przepuszczalne dla pary wodnej ( gazów i niezwykle odporne na ero¬ zyjne dzialanie czynników atmosferycznych a takze nie zmieniaja zabarwienia po dlugotrwalym dzialaniu pro- 25 mieni slonecznych.Stwierdzono, ze w kompozycji wedlug wynalazku uzy¬ ta jako spoiwo zywica metylaalkoksysilikonowa zawie¬ ra obok grup metylowych zwiazanych z krzemem w sto¬ sunku molowym nie wiekszym niz ^,15:1 oraz reaktyw- 3° nych grup silanolowych w ilosci od 0,3 do 1,2%, grupy alkoksylowe zawierajace nie mniej niz 4 atomy wegla w rodniku alifatycznym lub cykloalifatycznym. Stwierdzo¬ no, ze zawartosc 0,2 do 2,5% takich grup alkoksylo- wych w zywicy poprawia mieszalnosc zywicy z weglo- 35 wodorami alifatycznymi a zwlaszcza benzyna, zwieksza stabilnosc farb w czasie przechowywania a takze nie¬ które wlasnosci mechaniczne powlok.Stwierdzono równiez, ze dla otrzymania pólmatowych, odpornych na dlugotrwale dzialanie swiatla sloneczne- 40 go powlok zwlaszcza dla budownictwa stosuje sie obok róznych swiatlotrwalych pigmentów pigmenty tlenkowe a zwlaszcza biel tytanowa rutylowa oraz biel cynkowa, a stosunek ilosciowy spoiwa — zywicy metyloalkoksy- silikonowej do pigmentów tlenkowych lezy w zakresie 45 od 1:0,4 do 1:1,3.Stwierdzono równiez, ze dodanie do farby jako wypel¬ niacza krzemianu magnezu tak zwanego mikrotalku o skladzie zblizonym do przedstawionego wzorem: Mg3(OH)Si4O10) w ilosci od 0,3 do 0,8 czesci wagowych 50 na 1 czesc wagowa spoiwa wplywa na przyklad: twar¬ dosc, przyczepnosc, na szczelnosc w stosunku do wody, agresywnych chemicznie cieczy i oparów, a takze od¬ pornosc na dzialanie czynników atmosferycznych.Odpornosc powlok otrzymanych z farb silikonowych 55 wedlug wynalazku, zwlaszcza na bardzo chlonnych, po¬ rowatych podlozach impregnowanych srodkami siliko¬ nowymi na erozyjne dzialanie czynników atmosferycz¬ nych jest wielokrotnie lepsza niz innych powlok ze zna¬ nych farb organicznych i lepsza niz materialów tylko ó° impregnowanych srodkami silikonowymi. Wyjasnic to mozna powstawaniem polaczen chemicznych, miedzy podlozem, srodkiem gruntujacym, pigmentami a zywica metyloalkoksysilikonowa na drodze reakcji kondensacji grup silanolowych zywicy z takimi samymi grupami sród- 65 '4 ka gruntujacego i krzemianowego podloza lub grupami hydroksylowymi wystepujacymi w bieli tytanowej czy mikrotalku. Powstaja równiez wiazania wodorowe miedzy grupami silanolowymi spoiwa a atomami tlenu podloza i pigmentów tlenkowych.Stwierdzono, ze w celu uzyskania pozadanej lepkosci farb wedlug wynalazku mozna dodawac rózne rozcien¬ czalniki z grupy weglowodorów alifatycznych lub aroma¬ tycznych. Farby te otrzymywac mozna przez mieszanie i ucieranie skladników na typowych urzadzeniach do farb organicznych.Farby silikonowe/ mozna klasc na zewnetrzne powierz¬ chnie budowli zwykla technika malarska, przy czym do¬ puszczalne jest gruntowanie i malowanie suchych pod¬ lozy nawet podczas mrozów do —15°C.Stwierdzono, na podstawie przyspieszonych prób od¬ pornosci na dzialanie czynników atmosferycznych i swia¬ tla slonecznego, ze ^trwalosc powlok z farb silikono¬ wych przygotowanych! wedlug wynalazku okreslic mozna na powyzej 15 lat, co kilkakrotnie przewyzsza trwalosc innych znanych organicznych powlok elewacyjnych.Barwne szybkoschnace farby silikonowe dla budow¬ nictwa wedlug wynalazku ilustruja blizej ponizsze przy¬ klady.Przyklad I. Biala szybkoschnaca farbe silikonowa otrzymano przez wymieszanie i utarcie na maszynie trójwalcowej nastepujacych skladników: 1) 48 czesci wagowych roztworu w mieszaninie ksy- ' lenu i cykloheksanolu o stezeniu okolo 50% reaktywnej zywicy metylocykloheksoksysilikonowej o zawartosci grup metylowych w stosunku molowym do krzemu jak 1,06:1, zawartosci reaktywnych grup silanolowych (HO—Si) okolo 0,50% i grup cykloheksoksylowych okolo 1,2%. 2) 11 czesci wagowych bieli tytanowej rutylowej 3) 17 czesci wagowych bieli cynkowe} 4) 13 czesci wagowych mikrotalku 5) 1 czesci wagowej krzemionki koloidalnej o po¬ wierzchni wlasciwej okolo 200 m2/g 6) 4 czesci wagowych ksylenu 7) czesci wagowych benzyny lakowej C Farbe te uzyto do wymalowan fragmentów elewacji z betonu ciezkiego jak np. balkonów, wnetrz loggi, gzym¬ sów itp. nakladajac walkiem malarskim na impregnowa¬ ne wstepnie 3% roztworem wodnym metylosilikonianu sodowego i wysuszone w ciagu co najmniej 24 godz. powierzchnie betonowe. jOtrzymane po dwukrotnym ma¬ lowaniu i suszeniu w ciagu 1—2 godzin powloki byly jednolicie biale, pólmatowe, silnie hydrofobowe (niezwil- zane woda) dosc twarde, odporne na scieranie i brudze¬ nie i nie zmienily wygladu w ciagu kilku lat.Przyklad II. Przygotowano zielona farbe silikono¬ wa dla budownictwa przez staranne wymieszanie i utar¬ cie w mlynie perelkowym i nastepne rozcienczenie ben¬ zyna (do lepkosci okolo 25 sek, w kubku Forda nr 4) nizej wymienionych skladników: 1) 44 czesci wagowych roztworu w mieszaninie tolu¬ enu i izobutanolu o stezeniu okolo 60% reaktywnej zy^ wicy metyloizobutoksysilikonowej o zawartosci grup me¬ tylowych wyrazonych stosunkiem CH3:Si równej 1,1:1,0 zawartosci grup silanolowych okolo 0,6 a grup izobu- toksylowych okolo 0,9%. 2) 1,6 czesci wagowych bieli tytanowej rutylowej 3) 4,0 czesci bieli cynkowej115 656 4) 10,8 czesci wagowych zieleni chromowej 5) 1,2 czesci wagowych zólcieni chromowej 6) 6,0 czesci wagowych siarczanu baru 7) 16,6 czesci wagowych mikrotalku (krzemianu mag¬ nezu) 8) 1,0 czesci wagowych krzemionki koloidalnej „Aero- sil 300" o powierzchni wlasciwej 300 m2/g 9) 6,0 czesci wagowych ksylenu 10) 8,8 benzyny lakowej C.Farbe te wykorzystano do malowania azestocemento- wych filarków miedzyokiennych przez dwukrotne na¬ tryskiwanie pistoletem lakierniczym w ilosci lgcznie oko¬ lo 0,30 l/m2, a takze do malowania, zagruntowanych uprzednio roztworem tej farby w ksylenie w stosunku 1:2 fragmentów scian pokrytych tynkiem cementowo- -wapiennym.Powloki otrzymane przez dwukrotne malowanie pedz¬ lem walkowym wysychaly nawet przy temperaturze oko¬ lo —15°C w ciqgu kilku godzin, z utworzeniem pólma- towych jasno zielonych powlok nie zmieniajgcych bar¬ wy i wlasnosci mechanicznych. Odpornosc na dzialanie czynników atmosferycznych i swiatla slonecznego osza¬ cowano na podstawie badan przyspieszonych w zaos¬ trzonych warunkach na co najmniej 14 lat.Przyklad III. Plyty gipsowe zabezpieczono w tro¬ jaki sposób przed dzialaniem czynników atmosferycz¬ nych: przez hydrofobizacje wodnym roztworem metylo- silikonianu potasowego o stezeniu 4%r przez trzykrotne pomalowanie zielong farbg silikonowa opisana w przy¬ kladzie II, oraz przez impregnacje roztworem metylosili-* konianu potasu o stezeniu 3% i pomalowaniu dwu¬ krotnie tq samq zielong farbg silikonowg.Nastepnie plyty razem z plytg niczym nie zabezpie- czong wystawiono na erozyjne dzialanie czynników at¬ mosferycznych. Zaobserwowano bardzo szybkg erozje plyt nie zabezpieczonych, znacznie wolniejszg dla plyt impregnowanych metylosilikonianem potasu, punktowe uszkodzenia z jednoczesnym pojasnieniem plyt tylko 5 malowanych, a brak zmian wyglgdu po 30 miesigcach ekspozycji plyty impregonowanej i pomalowanej farbq silikonowg. 10 25 Zastrzezenia patentowe 1. Barwna, szybkoschngca farba silikonowa, zwlasz¬ cza dla budownictwa zawierajgca w swoim skladzie zy¬ wice silikonowe jako spoiwo, pigmenty, napelniacze, roz¬ puszczalniki, znamienna tymr ze jako spoiwo zawiera 15 zywice metyloalkoksysilikonowg, która obok grup me¬ tylowych zwigzanych z krzemem w stosunku molowym nie wiekszym niz 1,15:1 zawiera reaktywne grupy sila- nolowe w ilosci od 0,3 do 1,2% oraz grupy alkoksylowe w ilosci od 0,2 do 2,5% w stosunku do zywicy, przy 20 czym stosunek ilosciowy zywicy do podstawowych pig¬ mentów tlenkowych lezy w zakresie od 1:0,4 do 1:1,3, zas stosunek ilosciowy zywicy do aktywnego wypelnia¬ cza — lezy w zakresie od 1:03 do 1:0,8. 2. Farba wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze grupy alkoksylowe w zywicy metyloalkoksylowej zdwierajg nie mniej niz 4 atomy wegla w rodniku alifatycznym lub cykloalifatycznym. 3. Farba wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze jako podstawowe pigmenty tlenkowe zawiera biel tytano- wg rutylowg oraz biel cynkowg. 4. Farba wedlug zastrz. 1r znamienna tym, ze jako aktywny wypelniacz zawiera miktrotalk-krzemian mag¬ nezu. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Barwna, szybkoschngca farba silikonowa, zwlasz¬ cza dla budownictwa zawierajgca w swoim skladzie zy¬ wice silikonowe jako spoiwo, pigmenty, napelniacze, roz¬ puszczalniki, znamienna tymr ze jako spoiwo zawiera 15 zywice metyloalkoksysilikonowg, która obok grup me¬ tylowych zwigzanych z krzemem w stosunku molowym nie wiekszym niz 1,15:1 zawiera reaktywne grupy sila- nolowe w ilosci od 0,3 do 1,2% oraz grupy alkoksylowe w ilosci od 0,2 do 2,5% w stosunku do zywicy, przy 20 czym stosunek ilosciowy zywicy do podstawowych pig¬ mentów tlenkowych lezy w zakresie od 1:0,4 do 1:1,3, zas stosunek ilosciowy zywicy do aktywnego wypelnia¬ cza — lezy w zakresie od 1:03 do 1:0,8.
2. 2. Farba wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze grupy alkoksylowe w zywicy metyloalkoksylowej zdwierajg nie mniej niz 4 atomy wegla w rodniku alifatycznym lub cykloalifatycznym.
3. 3. Farba wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze jako podstawowe pigmenty tlenkowe zawiera biel tytano- wg rutylowg oraz biel cynkowg.
4. 4. Farba wedlug zastrz. 1r znamienna tym, ze jako aktywny wypelniacz zawiera miktrotalk-krzemian mag¬ nezu. PL