PL167435B1 - Sposób wytwarzania wodoodpornego kleju wodno-dyspersyjnego PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania wodoodpornego kleju wodno-dyspersyjnego, którego glównym skladnikiem jest kopolimer etylenu i octanu winylu, lub kopolimer estru akrylowego, lub kopolimer chloroprenu ewentualnie z dodatkiem napelniaczy, zywic naturalnych i syntety- cznych oraz innych srodków pomocniczych, znamienny tym, ze do dyspersji wodnej kopolimeru etylenu i octanu winylu, lub kopolimeru estru akrylowego, lub kopolimeru chloroprenu, charakteryzujacy sie temperatura zeszklenia ponizej -5°C, wprowadza sie 5-50 czesci wagowych zywicy epoksydowej, ewentualnie modyfikowanej, w przeliczeniu na 100 czesci wagowych kopolimeru, oddzielnie emulguje sie ciekly utwardzacz poliaminoamido- wy, ewentualnie modyfikowany, w wodzie lub wodnej dyspersji tego samego kopolimeru, przy czym stosuje sie 20 do 100 czesci wagowych poliaminoamidu na 100 czesci wagowych zywicy epoksydowej, ewentualnie modyfikowanej, a obydwie czesci kleju miesza sie nie pózniej niz na 8 godzin przed naniesieniem na materialy sklejane. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wodoodpornego kleju wodno-dyspersyjnego. Klej jest dwuskładnikowy i zawiera wielkocząsteczkowe kopolimery jako główny składnik. Klej ten jest przeznaczony przede wszystkim do przyklejania wykładzin podłogowych z tworzyw sztucznych do podłoża betonowego.

Spoiny klejowe wytworzone przy użyciu znanych klejów wodno-dyspersyjnych mają niedostateczną odporność na długotrwałe działanie wody. Ponadto kleje te nie nadają się do przyklejania wykładzin podłogowych z tworzyw sztucznych do wilgotnego świeżego betonu.

Znany jest na przykład klej wodno-dyspersyjny firmy BASF, którego podstawowym składnikiem jest kopolimer estrów akrylowych pod nazwą handlową Acronal V-271. Klej ten zawiera ponadto napełniacz, emulgator, znaczne ilości kalafonii w postaci roztworu toluenowego, a także inne substancje pomocnicze. Klej ten ma dobrą przyczepność przy łączeniu wykładzin podłogowych ze zmiękczonego polichlorku winylu, lecz wykazuje ograniczoną odporność na długotrwałe działanie wody.

Kleje z lateksów kauczuków chloroprenowych znajdują szerokie zastosowanie do klejenia różnorodnych materiałów. Stało się to możliwe dzięki wprowadzeniu do podstawowej substancji wiążącej, jaką jest kopolimer chloroprenu, szerokiej gamy żywic naturalnych i syntetycznych, innych lateksów oraz wodnych dyspersji lub emulsji różnych polimerów, a także skrobi, protein i innych substancji pomocniczych modyfikujących własności przetwórcze i użytkowe kleju.

W celu wytworzenia ciągłej błony klejowej wprowadza się środki koalescencyjne, a niekiedy także rozpuszczalniki.

Duże znaczenie dla uzyskania dobrej kleistości ma niska temperatura zeszklenia kopolimeru chloroprenowego. Jednak dla uzyskania dobrej koalescencji i dobrych własności spoin klejo167 435 wych korzystny jest dodatek żywic o odpowiedniej temperaturze mięknienia. Do nielicznych wad klejów wodno-dyspersyjnych z kauczuku chloroprenowego należy mała początkowa odporność na

Kopolimery etylenu z octanem winylu w postaci dyspersji wodnych tworzą spoiny klejowe o niezadowalającej odporności- -na—wodę.

W celu zwiększenia odporności powłok lakierowych na zmiany pogodowe, a więc także odporności na wodę, zastosowano w znanych sposobach dyspersje wodne kopolimerów akrylowych zawierających w cząsteczce grupy epoksydowe, iminowe lub amidowe.

W opisie patentowym europejskim nr 0 172 460 opisano dyspersję wodną kompozycji powłokowej, której składnikiem pierwszym jest kopolimer akrylowy zawierający grupy epoksydowe (produkt kopolimeryzacji estrów akrylowych, głównie akrylanu metylu i metakrylanu metylu oraz styrenu i metakrylanu glicydylowego), zaś składnikiem drugim jest wielkocząsteczkowa alifatyczna dwuamina zawierająca wiązanie eterowe (o masie cząsteczkowej poniżej 5000).

W opisie patentowym USA nr 3 945 963 przedstawiono wodno-emulsyjną kompozycję powłokową z dodatkiem rozpuszczalnika, której składnikiem pierwszym jest kopolimer akrylowy zawierający grupy iminowe (produkt kopolimeryzacji estrów kwasu akrylowego, estrów kwasu metakrylowego, nienasyconych monomerów, na przykład styrenu, akrylonitrylu i węglowodorów nienasyconych z nienasyconymi kwasami karboksylowymi, w których następnie grupy karboksylowe w całości lub częściowo poddano reakcji z alkilenoiminą), a składnikiem drugim jest zdyspergowana w wodzie stała żywica epoksydowa o bardzo dużej masie cząsteczkowej (od 40 000 do 60 000).

W opisie patentowym USA nr 4 289 674 przedstawiono dyspersje wodne otrzymywane przez połączenie dyspersji wodnych kopolimerów akrylowych zawierających grupę amidową (otrzymanych przez kopolimeryzację rozpuszczalnikową N-metoksyakryloamidu lub N-metoksymetakryloamidu, nienasyconych kwasów karboksylowych i monomeru winylowego) ze zdyspergowanymi w wodzie stałymi żywicami epoksydowymi o dużych masach cząsteczkowych.

Z tego rodzaju znanych produktów składających się z substancji stałych, można uzyskiwać w temperaturze pokojowej sieciujące błony lakierowe lub klejowe tylko wówczas, jeżeli zawierają one rozpuszczalniki organiczne.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu wytwarzania wodoodpornych klejów bezrozpuszczalnikowych, które nadają się do sklejania materiałów nasiąkniętych wodą i które tworzą połączenia klejowe odporne na długotrwałe działanie wody. Dodatkowym celem było opracowanie sposobu wytwarzania takich klejów przy użyciu wodnych dyspersji typowych nieskomplikowanych kopolimerów nie zawierających reaktywnych grup funkcyjnych z wyjątkiem ewentualnie niewielkiej zawartości grup karboksylowych ułatwiających uzyskanie trwałej dyspersji wodnej.

Nieoczekiwanie okazało się, że kleje o bardzo dobrej odporności spoiny klejowej na długotrwałe działanie wody, nadające się do klejenia materiałów przesyconych wodą, uzyskuje się przez zmieszanie kopolimeru chloroprenu lub kopolimeru estru akrylowego lub kopolimeru etylenu i octanu winylu, które to kopolimery nie zawierają reaktywnych grup funkcyjnych z wyjątkiem ewentualnie grup karboksylowych i mają temperaturę zeszklenia poniżej -5*C, z ciekłą żywicą epoksydową i zastosowanie jako składnika utwardzającego oddzielnie zemulgowanego w wodnej dyspersji tego samego kopolimeru lub w wodzie małocząsteczkowego poliaminoamidu, który to składnik utwardzający dodaje się do składnika pierwszego zawierającego kopolimer i żywicę epoksydową nie później niż na 8 godzin przed zastosowaniem kleju. Ilość poliaminoamidu wynosi od 20 do 100 części wagowych, korzystnie od 40 do 70 części wagowych, na 100 części żywicy epoksydowej. Ilość żywicy epoksydowej wynosi od 5 do 50 części wagowych, korzystnie od 10 do 30 części wagowych na 100 części wagowych dyspersji polimeru. Żywicę epoksydową korzystnie stosuje się w postaci zmodyfikowanej przez przyłączenie alifatycznej lub cykloalifatycznej aminy zawierającej pierwszorzędową lub drugorzędową grupę aminową, albo przez przyłączenie kwasu monokarboksylowego, korzystnie kwasu mlekowego, przy czym w reakcji przyłączenia bierze udział poniżej 5% grup epoksydowych.

Ciekłą emulsję utwardzacza poliaminoamidowego w wodzie lub w wodnej dyspersji kopolimeru korzystnie przygotowuje się z dodatkiem od 1 do 10 części wagowych kwasu salicylowego lub kwasu mlekowego, zwłaszcza w postaci soli z alifatycznymi lub cykloalifatycznymi aminami zawierającymi co najmniej jedną grupę aminową pierwszorzędową lub drugorzędową w cząsteczce.

167 435

Tak przygotowane kleje wykazują zdolność klejenia-w temperaturach obniżonych do 1-15°C.

Do kleju wytworzonego sposobem według wynalazku dodaje się w szczególnych przypadkach od 5 do 50 części wagowych napełniaczy, jak kaolin i bentonit, na 100 części wagowych dyspersji.

Do wytwarzania klejów według wynalazku stosuje się w szczególnych przypadkach dodatek środków antyseptycznych, powszechnie znanych emulgatorów, żywic naturalnych i syntetycznych jak kazeinę, estry kwasów żywicznych, żywice kumaronowe, żywice mocznikowo-formaldehydowe i żywice maleinowo-formaldehydowe w ilości od 2 do 40 części wagowych na 100 części wagowych kopolimeru.

Przykład I. Przygotowanie składnika I: do 100 g ciekłej żywicy epoksydowej Epidian 5 dodaje się stopniowo, przy ciągłym mieszaniu, 1000 g wodnej dyspersji kopolimeru akrylowego Acronal V-271 o temperaturze zeszklenia kopolimeru 25°C. Przygotowanie składnika II: do 50 g poliaminoamidu Versamid 140 dodaje się przy ciągłym mieszaniu 50 g wody, a następnie stopniowo dodaje się 100 g Acronalu i 190 g wody. Obydwa składniki są ciekłe. Przed klejeniem miesza się składniki I i II w proporcji wagowej 3:1. Klej jest płynny. Przy naklejaniu wykładzin podłogowych z polichlorku winylu na świeży mokry beton uzyskuje się zadowalającą wytrzymałość sklejenia i odporność połączeń klejowych na działanie wody.

Przykład II: Przygotowanie składnika I: do 100 g Epidianu 5 dodaje się 3 g propyloaminy; po 1 godz. dodaje się stopniowo przy ciągłym mieszaniu 1000 g Acronalu V-271. Przygotowanie składnika II: do 100 g poliaminoamidu Versamid 125 dodaje się powoli przy ciągłym mieszaniu 100 g wody, a następnie 200 g Acronalu V-271, 100 g kredy i 100 g wody. Po zmieszaniu składników I i II w proporcji wagowej 2 : 1 klej jest tiksotropowy. Przy naklejaniu wykładzin podłogowych z polichlorku winylu na świeży beton uzyskuje się zadowalającą wytrzymałość sklejenia i odporność połączeń klejowych na działanie wody.

Przykład III. Przygotowanie składnika I: do 180 g ciekłej żywicy epoksydowej Epikote 828 dodaje się stopniowo, przy ciągłym mieszaniu, 1000 g Acronalu V-271. Przygotowanie składnika II: do 90 g Versamidu 125 dodaje się 30 g wody, a następnie 90 g Acronalu V-271 i 200 g wody. Po zmieszaniu składników I i II w proporcji wagowej 10 : 4 klej jest tiksotropowy i dobrze nakłada się na klejone podłoże. Czas życia kleju wynosi 3 dni, zdolność do klejenia po nałożeniu na wilgotny beton wynosi 2 godz. w temperaturze 20’C. Czas wstępnego wiązania po sklejeniu płytek z polichlorku winylu z wilgotnym betonem wynosi w temperaturze 20’C 24 godz. Czas całkowitego utwardzenia wynosi 7 dni. Po tym czasie moczenie w ciągu 6 tygodni w wodzie nie powoduje naruszenia spoiny klejowej.

Przykład IV: Przygotowanie składnika I: do 180 g Epidianu 5 dodaje się 1000 g Acronalu V-271. Przygotowanie składnika II: do 90 g Versamidu 125 dodaje się 5 g soli kwasu salicylowego i izoforonodwuaminy, następnie 70 g wody i 90 g Acronalu V-271, a potem 100 g wody. Po zmieszaniu składników I i II w proporcji wagowej 10 : 3 klej jest tiksotropowy.

Po nałożeniu kleju na wilgotny beton zdolność klejenia wynosi 3 godz. w temperaturze 5'C. Czas wstępnego utwardzania wynosi 24 godz. Czas całkowitego utwardzenia wynosi 7 nni- Po tmrn czasie moczenie w ciągu 7 dni nie powoduje naruszenia spoiny klejowej.

Przykład V: Przygotowanie składnika I: do 180 g Epidianu 5 wprowadza się przy ciągłym mieszaniu 1000 g wodnej dyspersji kopolimeru akrylowego Acronal 800 o temperaturze zeszklenia kopolimeru 25°C. Przygotowanie składnika II: do 90 g Versamidu 125 wprowadza się przy ciągłym mieszaniu 50 g wody, 50 g Acronalu 800 i 40 g Acronalu V-271, a następnie 200 g wody. Po wymieszaniu składników I i II w proporcji wagowej 10 : 4 klej jest tiksotropowy i dobrze nanosi się na podłoże z mokrego betonu oraz na płytki z polichlorku winylu. Zdolność klejenia po naniesieniu kleju na mokry beton wynosi 1,5 godz. w temperaturze 20°C. Czas całkowitego utwardzenia wynosi 7 dni. Po tym czasie moczenie w ciągu 6 tygodni w wodzie nie powoduje naruszenia spoiny klejowej.

Prżykład VI: Przygotowanie składnika I: do 180 g Epidianu 5 wprowadza się 3 g kwasu mlekowego i ogrzewa do temperatury 80°C, po czym chłodzi się i wprowadza przy ciągłym mieszaniu 1000 g wodnej dyspersji kopolimeru chloroprenu pod nazwą Neoprene Latex 115 (Du Pont

167 435 de Nemours Co.) o temperaturze zeszklenia kopolimeru 14°C. Przygotowanie składnika II: do 90 g Versamidu 125 wprowadza się przy ciągłym mieszaniu 90 g tej samej dyspersji wodnej i 250 g wody. Po zmieszaniu składⁿikdw I i II w proporcji wagowej 10· 4 kljj stst tiotrtropowy. Zdolność klejenia po naniesieniu kleju na mokry beton wynosi 1,5 godz. w temperaturze pokojowej. Czas całkowitego utwardzenia wynosi 7 dni. Po tym czasie moczenie w ciągu 6 tygodni nie powoduje naruszenia spoiny klejowej.

Przykład VII. Przygotowanie składnika I: do 180 g Epidianu 5 wprowadza się przy ciągłym mieszaniu 1000 g wodnej dyspersji kopolimeru etylenu i octanu winylu pod nazwą Vinnapas EP-1 o temperaturze zeszklenia kopolimeru 25°C. Przygotowanie składnika II: do 90 g Versamidu 125 dodaje się 30 g, a następnie 90 g dyspersji Vinnapas EP-1 i 220 g wody. Obydwa składniki są płynne. Po zmieszaniu składników I i II w proporcji wagowej 10 : 4 i nałożeniu kleju na mokry beton zdolność klejenia wynosi 1,5 godziny. Czas wstępnego utwardzenia wynosi 12 godz. Po 72 godzinach spoina klejowa jest odporna na długotrwałe działanie wody.

167 435

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,(00 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania wodoodpornego kleju wodno-dyspersyjnego, którego głównym składnikiem jest kopolimer etylenu i octanu winylu, lub kopolimer estru akrylowego, ’ lub kopolimer chloroprenu ewentualnie z dodatkiem napełniaczy, żywic naturalnych i syntetycznych oraz innych środków pomocniczych, znamienny tym, że do dyspersji wodnej kopolimeru etylenu i octanu winylu, lub kopolimeru estru akrylowego, lub kopolimeru chloroprenu, charakteryzujących się temperaturą zeszklenia poniżej -5°C, wprowadza się 5-50 części wagowych żywicy epoksydowej, ewentualnie modyfikowanej, w przeliczeniu na 100 części wagowych kopolimeru, oddzielnie emulguje się ciekły utwardzacz poliaminoamidowy, ewentualnie modyfikowany, w wodzie lub wodnej dyspersji tego samego kopolimeru, przy czym stosuje się 20 do 100 części wagowych poliaminoamidu na 100 części wagowych żywicy epoksydowej, ewentualnie modyfikowanej, a obydwie części kleju miesza się nie później niż na 8 godzin przed naniesieniem na materiały sklejane.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że żywicę epoksydową modyfikuje się przez przyłączenie alifatycznej lub cykloalifatycznej aminy lub aminoalkoholu, zawierających pierwszorzędową lub drugorzędową grupę aminową, lub kwasu karboksylowego, które wprowadza się w ilości od 2 do 20 części wagowych na 100 części wagowych żywicy epoksydowej.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że ciekły utwardzacz poliaminoamidowy modyfikuje się dodatkiem kwasu salicylowego lub kwasu mlekowego albo ich soli z aminami alifatycznymi lub cykloalifatycznymi, które to dodatki modyfikujące wprowadza się w ilości 1-10 części wagowych na 100 części wagowych poliaminoamidu.