PL172107B1

PL172107B1 - Akrylowa kompozycja uszczelniajaca i do wypelniania ubytków i sposób wytwarzania akrylowej kompozycji uszczelniajacej i do wypelniania ubytków PL PL PL

Info

Publication number: PL172107B1
Application number: PL93300251A
Authority: PL
Inventors: Joseph D Tanzer
Original assignee: Rohm & Haas
Priority date: 1992-09-11
Filing date: 1993-09-01
Publication date: 1997-08-29
Also published as: HUT66281A; AU4482393A; CZ184893A3; TW249244B; NO932989D0; ATE150776T1; JP3604162B2; JPH06166864A; IL106769A; SK95493A3; HU9302401D0; MX9305281A; KR940007155A; IL106769A0; DE69309202T2; HU214156B; CN1084199A; ES2101958T3; FI933713A0; FI933713A7

Abstract

1. Akrylowa kompozycja uszczelniajaca i do wypelniania ubytków o polepszonej adhezji, zawierajaca kopolimer akrylowy o temperaturze zeszklenia nie przekraczajacej okolo 0°C i krzemionke, znamienna tym, ze zawiera akrylowy kopolimer emulsyjny o temperaturze zeszklenia od 0°C do -60°C jako srodek wiazacy, tlenek cynku w ilosci od 0,5% do 5% wagowych suchej masy w przeliczeniu na sucha mase kopolimeru wiazacego i stala krzemionke w ilosci od 5% do 10% wagowych suchej w przeliczeniu na sucha mase kopolimeru wiazacego. 5. Sposób wytwarzania akrylowej kompozycji uszczelniajacej i do wypelniania ubyt- ków, o polepszonej adhezji, zawierajacej kopolimer akrylowy o temperaturze zeszklenia nie przekraczajacej okolo 0°C i krzemionke, znamienny tym, ze akrylowy kopolimer emulsyjny o temperaturze zeszklenia od 0°C do -60°C, który stanowi srodek wiazacy, miesza sie z tlenkiem cynku w ilosci od 0,5% do 5% wagowych suchej masy w przeliczeniu na sucha mase kopolimeru wiazacego i ze stala krzemionka w ilosci od 0,5% do 10% wagowych suchej masy w przeliczeniu na sucha mase kopolimeru wiazacego. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest akrylowa kompozycja uszczelniająca i do wypełniania ubytków i sposób wytwarzania akrylowej kompozycji uszczelniającej i do wypełniania ubytków.

Kompozycje uszczelniająca i do wypełniania ubytków są wykorzystywane w licznych zastosowaniach w odniesieniu do materiałów konstrukcyjnych, zwłaszcza do uszczelniania i zabezpieczania szczelin, miejsc łączenia i innych otworów w materiałach architektonicznych lub pomiędzy podobnymi lub niepodobnymi materiałami architektonicznymi. Używa się ich do zastosowań zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych, i są one poddawane oddziaływaniu zmiany temperatury, światła słonecznego i wilgoci. Jedną z najważniejszych właściwości wpływających na skuteczność działania kompozycji uszczelniających oraz na zachowanie tej skuteczności w ciągu długiego czasu jest adhezja takiej kompozycji do architektonicznych materiałów konstrukcyjnych, do jakich została ona zastosowana.

Zwłaszcza trudna jest do osiągnięcia adhezja do szkła, płytek ceramicznych i aluminium w obecności wilgoci.

Z opisu patentowego USA nr 4 576 864 znany jest materiał tworzywowy, który składa się z podstawowego tworzywa o powierzchni hydrofobowej pokrytej spoiwem i powłoką nanoszoną ze środowiska wodnego. Spoiwo zawiera nierozpuszczalny w wodzie, rozpuszczalny w rozpusz^7ołnilrn i u/ ηΐΑηρο7ηΐΡΐαΓν nnlirnor 7 ftnmo nnlnrno DmiJnlrn <-» ^jUHUWU Ul &U.I Uli V» t-UJ 1 1ΐν|./γνΧ4 J/UnUlWl L HŁ£. X \J W 1UI\U XICUlVO^Vli<X ze środowiska wodnego uzyskuje przyczepność do podstawowego tworzywa dzięki spoiwu i składa się z cząstek koloidalnych wybranych spośród tlenku krzemu, tlenku metalu i ich mieszanin. Ujawniono również zwiększoną przyczepność nie zawierającej środka wiążącego powłoki z tlenku krzemu i/lub tlenku metalu do hydrofobowej powierzchni tworzywa.

Z opisu patentowego USA nr 4 626 567 znana jest lateksowa kompozycja uszczelniająca na podstawie kopolimeru akrylowego zawierająca kopolimer akrylowy o temperaturze zeszklenia nie przekraczającej około 0°C, zawierająca też co najmniej około 0,5% wagowych krzemionki. W europejskim opisie patentowym nr EP-A-0 258 988 opisane są trwale elastyczne i nieprzylepne kompozycje powłokowe, uszczelniające i do wypełniania ubytków złożone z jednego lub więcej polimerów o Tg od około -50°C do około -10°C, zawierających określone boczne grupy funkcyjne. Ujawniono zastosowanie wysoce odblaskowych nieprzezroczystych pigmentów, takich jak na przykład tlenek cynku, do wytwarzania kompozycji uszczelniających i do wypełniania ubytków, charakteryzujących się nieprzezroczystością, zwłaszcza w stosunku do światła nadfioletowego; pigmenty te stosuje się na ogół w stężeniu od około 5 do około 75% wagowych w przeliczeniu na sumaryczną suchą masę układu. Inne ujawnione napełniacze i obciążacze obejmują krzemionkę. Europejski opis patentowy nr EP-A-0 327 376 ujawnia kopolimery estrów winylowych i monomerów krzemowych o Tg w zakresie od -20°C do +40°C, nadające się jako środki wiążące w farbach emulsyjnych, które to farby mogą również zawierać napełniacze nieorganiczne, takie jak krzemionka. W europejskim opisie patentowym nr EP-A-0 373 866 opisane są pewne kopolimery emulsyjne, które poddaje się następnie reakcji z epoksysilanem; stosuje się je w kompozycjach do farb i zapraw do tynków. Ujawniono również tego typu kompozycje zawierające napełniacze, takie jak krzemionka i pigmenty, takie jak tlenek cynku i siarczek cynku.

Celem niniejszego wynalazku jest rozwiązanie problemów związanych z dotychczasowym stanem techniki w dziedzinie akrylowych kompozycji uszczelniających lub do wypełniania ubytków, które nie wykazują dobrych właściwości adhezyjnych, takich jak adhezja na mokro do szkła, płytek ceramicznych lub aluminium.

Akrylowa kompozycja uszczelniająca lub do wypełniania ubytków o polepszonej adhezji według wynalazku zawiera akrylowy kopolimer emulsyjny o temperaturze zeszklenia od 0°C do -60°C jako środek wiążący, tlenek cynku w ilości od 0,5% do 5% wagowych suchej masy w przeliczeniu na suchą masę kopolimeru wiążącego i stałą krzemionkę w ilości od 0,5% do 10%o wagowych suchej masy w przeliczeniu na suchą masę kopolimeru wiążącego.

Sposób wytwarzania akrylowej kompozycji uszczelniającej i do wypełniania ubytków według wynalazku polega na mieszaniu akrylowego kopolimeru emulsyjnego o temperaturze od 0°C do -60°C, który stanowi środek wiążący, z tlenkiem cynku w ilości od 0,5% do 5% wagowych suchej masy w przeliczeniu na suchą masę kopolimeru wiążącego i ze stałą krzemionką w ilości od 0,5% do 10% wagowych suchej masy w przeliczeniu na suchą masę kopolimeru wiążącego.

Korzystnie temperatura zeszklenia akrylowego emulsyjnego kopolimeru wiążącego wynosi od około -20°C do około -50°C.

Korzystnie tlenek cynku stosuje się w ilości od około 1,0% do około 2,6% wagowych suchej masy w przeliczeniu na suchą masę kopolimeru wiążącego. Korzystnie krzemionkę stosuje się w ilości wynoszącej od około 1,0% do około 5,5% suchej masy w przeliczeniu na suchą masę kopolimeru wiążącego.

Zaletą akrylowej kompozycji uszczelniającej ido wypełniania ubytków według wynalazku jest poprawiona charakterystyka adhezyjna, w stosunku do znanych kompozycji akrylowych. Przez zmieszanie wiążącego kopolimeru akrylowego z krzemionką i tlenkiem cynku równocześnie uzyskuje się lepszą adhezję, do szkła, płytek ceramicznych lub aluminium, zwłaszcza na mokro. Wynalazek dostarcza bezsilanowej akrylowej kompozycji uszczelniającej i do wypełniania ubytków o doskonałej adhezji do różnych materiałów, zwłaszcza na mokro.

W żadnej z cytowanych powyżej publikacji nie ujawniono sposobu polepszenia adhezji wodnej akrylowej kompozycji uszczelniającej przez mieszanie z akrylowym kopolimerem wiążącym i tlenku cynku i stałej krzemionki.

Akrylowy emulsyjny kopolimer wiążący stanowi wodny polimer emulsyjny wytworzony na drodze polimeryzacji addycyjnej co najmniej jednego monomeru z nienasyconym wiązaniem etylenowym, przy czym więcej niż około 50% wagowych monomerów stanowią monomery akrylowe. Zastosowane tu określenie monomery akrylowe obejmuje kwas akrylowy i metakrylowy, estry kwasu akrylowego i metakrylowego, amidy kwasu akrylowego i metakrylowego, nitryle kwasu akrylowego i metakrylowego itp. Jako monomery z etylenowym wiązaniem nienasyconym można zastosować monomeryczne estry akrylowe, takie jak akrylan metylu, akrylan etylu, akrylan butylu, akrylan 2-etyloheksylu, akrylan decylu, metakrylan metylu, metakrylan butylu, metakrylan izodecylu, akrylan hydroksyetylu, metakrylan hydroksyetylu i metakrylan hydroksypropylu; akryloamid lub podstawione akryloamidy, styren lub podstawione styreny, butadien, octan winylu lub inne estry winylowe, akrylonitryl lub metakrylonitryl itp. z uwzględnieniem zastrzeżenia dotyczącego temperatury zeszklenia kopolimeru. Korzystne jest użycie w pizeważającej ilości akrylanu butylu. Można też wprowadzić, w ilości od około 0,01 % do około 6% wagowych w przeliczeniu na masę akrylowego kopolimeru emulsyjnego, monomery zawierające krzem, takie jak na przykład winylotrialkoksysilany, w tym winylotriemetoksysilan, allilotrialkoksysilany, w tym allilotrimetoksysilan, akryloksy- i metakryloksyalkilotrialkoksysilany, w tym metakryloksypropylotrimetoksysilan, akryloksy- i metakryloksyalkiloalkilodialkoksysilany, w tym metakryloksypropylometylodietoksysilan, akryloksy- i metakryloksyalkoksyalkilotrialkoksysilany, w tym metakryloksyetoksyetylotrimetoksysilan oraz merkaptoalkilotrialkoksysilany, w tym merkaptopropylotrimetoksysilan. Można też zastosować niewielką ilość kwasów monokarboksylowych z nienasyconym wiązaniem etylenowym, jak na przykład od 0 do około 7% wagowych w przeliczeniu na masę akrylowego kopolimeru emulsyjnego kwasu metakrylowego lub kwasu akrylowego.

Gdy wskazana jest niewielka zawartość produktu wstępnie usieciowanego lub żelu, można zastosować małe ilości monomerów z wielokrotnym nienasyconym wiązaniem etylenowym, takich jak na przykład metakrylan allilu, ftalan diallilowy, dimetakrylan glikolu 1,4-butylenowego, diakrylan 1,6-heksanodiolu i temu podobne, na poziomie ilościowym wynoszącym od około 0,01% do około 5% wagowych w przeliczeniu na masę akrylanowego kopolimeru emulsyjnego,

Temperatura zeszklenia akrylowego kopolimeru emulsyjnego powinna zawierać się w zakresie odpowiednim do zastosowania tego kopolimeru w kompozycji uszczelniającej lub do uzupełniania ubytków. Wymagana wartość temperatury zeszklenia obliczona według równania Foxa [T.G. Fox, Buli. Am. Physics Soc., tom 1, wydanie 3, strona 123 (1956)] wynosi od 0°C do -60°C, korzystnie od około -20°C do około -50°C.

Średnica cząstek akrylowego kopolimeru emulsyjnego mieści się w przedziale od około 80 do około 400 nanometrów (nm); mierzy się ją za pomocą przyrządu do określania wymiarów cząstek (Brookhaven BI-90 Particie Sizer) z wykorzystaniem metody rozpraszania światła. Można też wykorzystać polimodalny rozkład wymiarów cząstek, przedstawiony w opisach patentowych USA nr nr 4 384 056 i 4 539 361.

Akrylowy kopolimer emulsyjny może zawierać cząstki złożone z dwu lub większej ilości wzajemnie niemieszalnych kopolimerów. Te wzajemnie niemieszalne kopolimery mogą występować z różnych konfiguracjach morfologicznych, takichjak na przykład cząstki rdzeń/powłoka, cząstki rdzeń/powłoka z fazą powłokową niecałkowicie pokrywającą rdzeń, cząstki rdzeń/powłoka z wielokrotną liczbą rdzeni, cząstki typu wzajemnie przenikających się sieci i temu podobne.

Akrylowy kopolimer emulsyjny można wytworzyć w wyniku polimeryzacji monomerów z nienasyconym wiązaniem etylenowym, w - sposób dobrze--znany specjalistom. Można tu stosować anionowe lub niejonowe środki powierzchniowo czynne albo ich mieszaniny; korzystne jest stosowanie niejonowych środków powierzchniowo czynnych. Proces polimeryzacji można zrealizować w rozmaitych wariantach. Można na przykład wprowadzić do reaktora na początku reakcji polimeryzacji całkowitą ilość monomeru albo część monomeru w postaci

172 107 zemulgowanej albo też małe cząstki polimeru emulsyjnego jako zarodki procesu. Małe zarodki polimeru emulsyjnego oznaczają tu utworzony wstępnie polimer emulsyjny o cząstkach średnicy mniejszej niż około 80 nm. Korzystne jest wprowadzenie do reaktora na początku reakcji polimeryzacji małych cząstek polimeru emulsyjnego jako zarodków. Inicjowanie reakcji polimeryzacji może się odbywać według rozmaitych sposobów znanych specjalistom, na przykład na drodze termicznego rozkładu inicjatora i poprzez zastosowanie reakcji utleniania-redukcji (reakcji redoksy) w celu wytworzenia wolnych rodników inicjujących polimeryzację.

Niekiedy do mieszaniny polimeryzacyjnej wprowadza się przenośniki łańcucha, takie jak merkaptany, polimerkaptany i związki chlorowcowe, a to w celu regulowania ciężaru cząsteczkowego akrylowego kopolimeru emulsyjnego. Na ogół można zastosować w tym celu od 0% do około 1% wagowego w przeliczeniu na masę polimeru wiążącego merkaptanów Cą-C20-alkilowych, kwasu merkaptopropionowego lub estrów kwasu merkaptopropionowego.

Akrylowa kompozycja uszczelniająca lub do uzupełniania ubytków o polepszonej adhezji zawieraj ąca akrylowy emulsyjny kopolimer wiążący zawiera także tlenek cynku w ilości od 0,5 % do 5% suchej masy w przeliczeniu na suchą masę kopolimeru wiążącego. Korzystna ilość tlenku cynku wynosi od około 1,0% do około 2,6% suchej masy w przeliczeniu na suchą masę kopolimeru wiążącego. Tlenek cynku można wprowadzić w postaci stałego tlenku cynku lub w postaci kompleksów cynku z aminami i ze związkami podobnego typu, jak na przykład kompleksy karboksylanu cynkowo-amonowego. Korzystne jest stosowanie tlenku cynku w postaci jego kompleksu otrzymywanego na drodze rozpuszczenia stałego tlenku cynku w wodnym roztworze amoniaku i wodorowęglanu amonu.

Akrylowa kompozycja uszczelniająca lub do uzupełniania ubytków o polepszonej adhezji, zawierająca akrylowy emulsyjny kopolimer wiążący zawiera też stałą krzemionkę w ilości od 0,5% do 10% suchej masy w przeliczeniu na suchą masę kopolimeru wiążącego. Korzystna ilość stałej krzemionki wynosi od około 1,0% do około 5,5% suchej masy w przeliczeniu na suchą masę kopolimeru wiążącego. Stałą krzemionkę można wprowadzić w postaci stałej pylastej krzemionki lub w postaci krzemionki koloidalnej.

Właściwości adhezyjne szczeliw lub mas do uzupełniania ubytków można polepszyć dodatkiem promotora adhezji, takiego jak małocząsteczkowy silan, związek typu silanu lub prekursor silanowy. Takie dodatki, których ciężar cząsteczkowy z reguły nie przekracza około 1000, są drogie, mogą być nietrwałe pod względem skuteczności i mogą powodować niestabilność kompozycji uszczelniającej lub do uzupełniania ubytków. Akrylowa kompozycja uszczelniająca lub do uzupełniania ubytków według niniejszego wynalazku stanowi kompozycję bezsilanową, co znaczy, że nie wprowadza się do niej żadnych dodatków takichjak silan, związek typu silanu lub prekursor silanu.

Oprócz akrylowego kopolimeru emulsyjnego, tlenku cynku i stałej krzemionki w kompozycjach uszczelniających i do uzupełniania ubytków według niniejszego wynalazku można zastosować typowe składniki kompozycji uszczelniającej i do uzupełniania ubytków, takie jak na przykład pigmenty, obciążacze, środki ułatwiające zdyspergowanie, środki powierzchniowo czynne, środki przeciwdziałające koagulacji, środki ułatwiające zwilżanie, zagęszczacze, środki modyfikujące właściwości reologiczne, środki opóźniające schnięcie, plastyfikatory, środki biobójcze, środki przeciwpieniące, barwniki, woski i temu podobne.

Szczeliwa i masy do uzupełniania ubytków według niniejszego wynalazku można wytwarzać na drodze zmieszania akrylanowego kopolimeru emulsyjnego, tlenku cynku i stałej krzemionki z typowymi składnikami w dowolnym urządzeniu dyspergującym zdolnym do przerobu materiałów o dużej lepkości lub o znacznej zwartoś'ci, takim jak na przykład młynek typu Sigma.

Szczeliwa i masy do uzupełniania ubytków według niniejszego wynalazku można stosować do bardzo różnorodnych konstrukcyjnych materiałów architektonicznych, takich jak na przykład drewno, cement lub beton, aluminium lub inne metale, szkło, ceramika, glazurowane lub nieglazurowane płytki, poli/chlorek winylu/ i inne tworzywa sztuczne, tynki, sztukaterie, pokrycia dachowe, takie jak powłoki asfaltowe i pilśń, syntetyczne membrany polimerowe lub wspienione poliuretanowe materiały izolacyjne, jak również na podłoża uprzednio malowane, gruntowane, z nałożonym podkładem, zniszczone lub ulegające starzeniu pod wpływem czynników atmosferycznych.

172 107

Szczeliwa i masy do uzupełnienia ubytków według niniejszego wynalazku można używać zgodnie ze sposobami dobrze znanymi specjalistom, jak na przykład za pomocą pistoletu, kielni, packi i temu podobnych.

Poniższe przykłady ilustrują niniejszy wynalazek.

Przykład I. Wytwarzanie akrylowego emulsyjnego kopolimeru wiążącego.

Wytwarzanie próbki 1.

Do 4-szyjnej kolby pojemności 5 litrów, zaopatrzonej w mieszadło mechaniczne, termometr, chłodnicę zwrotną i płaszcz grzejny, wprowadza się 700 g zdejonizowanej wody, 3,25 g dodecylobenzenosulfonianu sodu i 0,75 g węglanu sodu. Wytwarza się atmosferę azotu i w tej atmosferze zawartość kolby ogrzewa się do 85°C. Z 325,0 g zdejonizowanej wody, 12,5 g dodecylobenzenosulfonianu sodu, 1445,3 g akrylanu butylu, 52,5 g kwasu akrylowego i 2,25 g metakrylanu 3-(trimetoksysililo)propylu sporządza się preemulsję monomerów. Do kolby dodaje się roztwór 4,5 g nadsiarczanu amonu w 60,0 g zdejonizowanej wody. W ciągu 160 minut równomiernie wprowadza się jednocześnie do reaktora, utrzymując w nim temperaturę 85°C, roztwór 1,5 g nadsiarczanu amonu w 120 g zdejonizowanej wody oraz preemulsję monomerów⁷. Po zakończeniu wprowadzania monomerów mieszaninę reakcyjną utrzymuje się w 85 C w ciągu dalszych 30 minut i następnie chłodzi. W. 65°C do układu dodaje się 0,011 g siarczanu żelazawego w 7,5 g zdejonizowanej wody, 1,1 g .wodoronadtlenku tert-butylu w 15 g zdejonizowanej wody i 1,25 g formaldehydosulfoksylanu sodu w 15 g zdejonizowanej wody. Po upływie 60 minut, w 57°C, do mieszaniny reakcyjnej wprowadza się 1,1 g wodoronadtlenku tert-butylu w J5 g zdejonizowanej wody i 1,25 g formaldehydosulfoksylanu sodu. Wartość pH ochłodzonego lateksu nastawia się na 5,4 za pomocą 8,0 g 28% amoniaku rozcieńczonego 12,0 g zdejonizowanej wody. Zawartość stałej masy w końcowym lateksie wynosi 52%, a wymiar jego cząstek jest równy 150 nm (oznaczony za pomocą przyrządu do mierzenia wymiaru cząstek Brookhaven BI-90).

Przykład Π. Wytwarzanie akrylowego emulsyjnego kopolimeru wiążącego.

Wytwarzanie próbki 2.

Do 4-szyjnej kolby pojemności 5 litrów, zaopatrzonej w mieszadło mechaniczne, termometr, chłodnicę zwrotną i płaszcz grzejny, wprowadza się 700 g zdejonizowanej wody. Wytwarza się atmosferę azotu i w tej atmosferze ogrzewa się wodę do 83°C. Z 300 g zdejonizowanej wody, 17,1 g dodecylobenzenosulfonianu sodu, 1520 g akrylanu butylu i 55,1 g kwasu akrylowego sporządza się preemulsję monomerów. Do kolby dodaje się roztwór 4,7 g nadsiarczanu amonu w 30,0 g zdejonizowanej wody oraz 24,6 g lateksu kopolimeru metakrylan metylu/akrylan butylu/kwas metakrylowy o cząstkach średnicy 100 nm. W ciągu 180 minut wprowadza się równomiernie do reaktora preemulsję monomerów utrzymując przy tym temperaturę 83°C. Po dodaniu 45% preemulsji monomerów rozpoczyna się wprowadzanie roztworu 1,58 g nadsiarczanu amonu w 90 g zdejonizowanej wody i kontynuuje się je, jednocześnie z dodawaniem preemulsji monomerów. Po zakończeniu wprowadzania monomerów mieszaninę reakcyjną utrzymuje się w 83°C w ciągu dalszych 30 minut i następnie chłodzi. W 80°C do układu dodaje się 2,1 g 28% amoniaku rozcieńczonego 6 g zdejonizowanej wody i dalej chłodzi. W 65°C do mieszaniny reakcyjnej wprowadza się 0,008 g siarczanu żelazawego w 5 g zdejonizowanej wody, 1,1 g wodoronadtlenku tert-butylu w 5 g zdejonizowanej wody i 0,75 g formaldehydosulfoksylanu sodu w 10 g zdejonizowanej wody. Po upływie 55 minut, w 50°C, do układu dodaje się 1,1 g wodoronadtlenku tert-butylu w 5 g zdejonizowanej wody i 0,75 g formaldehydosulfoksylanu sodu w 10 g zdejonizowanej wody. Wartość pH ochłodzonego lateksu nastawia się na 5,3 za pomocą 8,0 g 28% amoniaku rozcieńczonego 22,0 g zdejonizowanej wody. Zawartość stałej masy w końcowym lateksie wynosi 55%, a wymiar jego cząstek jest równy 390 nm (oznaczony za pomocą przyrządu do mierzenia wymiarów cząstek Brookhaven BI-90).

Przykład III. Wytwarzanie akrylowego emulsyjnego kopolimeru wiążącego.

Wytwarzanie próbki 3.

Do 4-szyjnej kolby pojemności 5 litrów, zaopatrzonej w mieszadło mechaniczne, termometr, chłodnicę zwrotną i płaszcz grzejny wprowadza się 1200 g zdejonizowanej wody, 65,0 g dodecylobenzenosulfonianu sodu i 0,75 g węglanu sodu. Wytwarza się atmosferę azotu i w tej atmosferze ogrzewa się układ do 85°C. Z 725,0 g zdejonizowanej wody, 65,0 g dodecylobenze172 107 nosulfonianu sodu, 1447,5 g akrylanu butylu i 52,5 g kwasu akrylowego sporządza się preemulsję monomerów. Do kolby dodaje się 4,5 g nadsiarczanu amonu w 60,0 g zdejonizowanej wody. W ciągu 210 minut wprowadza się do reaktora preemulsję monomerów oraz roztwór 1,5 g nrMnnn 1 c σο ’Ύ C\V\ C* or\ ,1/ 1 O ΓΤ 7rjpic\ni 7ΑΠ/ΠΠΛ1 11 IrTI Will 1 O <<

llaiAoiai VZ.U11U tunwiiu »V £ zjUwjwIIazjW* «.łaik/j »* , Utlzjj iliUJtJv przy tym temperaturę 85°C. Po zakończeniu wprowadzania monomerów mieszaninę reakcyjną utrzymuje się w 85°C w ciągu dalszych 30 minut i następnie chłodzi. W 65°C do układu dodaje się 0,011 g siarczanu żelazawego w 7,5 g zdejonizowanej wody, 1,1 g wodoronadtlenku tert-butylu w 15 g zdejonizowanej wody i 1,25 g formaldehydosulfoksylanu sodu w 15 g zdejonizowanej wody. Po upływie 30 minut, w 54°C, do mieszaniny wprowadza się 1,1 g wodoronadtlenku tert-butylu w 15 g zdejonizowanej wody i 1,25 g formaldehydosulfoksylanu sodu w 15 g zdejonizowanej wody. Wartość pH ochłodzonego lateksu nastawia się na 4,5 za pomocą 4,0 g 28% amoniaku rozcieńczonego 8,0 g zdejonizowanej wody. Zawartość stałej masy w końcowym lateksie wynosi 40% wagowych, a wymiar jego cząstek jest równy 64 nm (oznaczony za pomocą przyrządu do mierzenia wymiarów cząstek Brookhaven BI-90).

Przykład IV. Wytwarzanie akrylowej kompozycji uszczelniającej lub do uzupełniania ubytków.

Do mieszalnika typu Sigma pojemności około 1 litra wprowadza się składniki przedstawione w tabeli 1, w kolejności ich wymieniania. Miesza się układ w ciągu 45 minut, a następnie odpowietrza kompozycję pod zmniejszonym ciśnieniem przez 10 minut.

Tabela 1

Składniki akrylowych kompozycji uszczelniających lub do pełnienia ubytków (wszystkie ilości są podane w gramach)

Składnik	Próba 4	Kompozycja A	Kompozycja B	Kompozycja C
Próbka 1	718	718	718	718
Niejonowy środek powierzchniowo czynny
(TRITON X-405)	3,2	3,2	3,2	3,2
Glikol etylenowy	2,0	2,0	2,0	2,0
Dwutlenek tytanu (76% zawiesina)
(TIPURE R942)	48,2	48,2	48,2	48,2
Anionowy zagęszczacz (ACRYSOL TT615)	12	12	18	18
Stała krzemionka pylasta (Cab-O-Sil M5)	16	16	0	0
Przedmieszka tlenku cynku1)	65	0	65	0
Amoniak (28%)	0	30	0	30
Woda zdejonizowana	0	18	0	18
Środek przeciwpieniący (Nopco NXZ)	3,2	3,2	, 3,2	3,2

1) Przedmieszkę tlenku cynku wytwarza się na drodze zmieszania 311 g wodorowęglanu amonu, 322 g tlenku cynku (KADOX 515), 1210 g wodorotlenku amonu (28%) i 716 g zdejonizowanej wody.

Wszystkie cztery kompozycje do uzupełniania ubytków w postaci ładunku można było łatwo nanieść pistoletem, a przy tym ich lepkość była wystarczająco duża, aby nie występowało spływanie kompozycji.

P r.z y k ła d V. Ocena adhezji na mokro i na sucho akrylowych kompozycji uszczelniających lub do uzupełniania ubytków.

Na oczyszczone podłoże nakłada się kompozycję do uzupełniania ubytków według zaleceń ASTM C794 w niżej opisany sposób.

Szkło, anodowane aluminium, oraz glazurowaną powierzchnię płytki ceramicznej czyści się ketonem metylowo-etylowym, spłukuje wodą zdejonizowaną i suszy na powietrzu pod osłoną. Spodnią stronę płytki ceramicznej uwalnia się od kurzu i sypkiego materiału za pomocą suchej tworzywowej poduszeczki czyszczącej. Poli/chlorek winylu/ (PVC) czyści się wodą z mydłem, spłukuje wodą zdejonizowaną i suszy na powietrzu pod osłoną. Blok z cementu portlandzkiego szoruje się pod bieżącą wodą za pomocą tworzywowej poduszeczki czyszczącej, a następnie spłukuje się wodą zdejonizowaną i suszy na powietrzu pod osłoną. Po oczyszczeniu postępuje się w następujący sposób: pasek taśmy teflonowej szerokości 2,54 cm umieszcza się w poprzek spodniej części testowanej powierzchni, prostopadle do kierunku badania. Kompozycję uszczelniającą lub do uzupełniania ubytków nanosi się na testowaną powierzchnię warstwą grubości około 0,32 cm, wystrzeliwując ją w tym celu pistoletem z ładunku. Dwa paski tkaniny szerokości 2.54 cm umieszcza się na naniesionej warstwie kompozycji, prostopadle w stosunku do taśmy teflonowej. Na nich umieszcza się folię poliestrową (MYLAR) i za pomocą stalowego wałka rozwałkowuje się warstwę kompozycji do grubości 0,16 cm, stosując do tego celu aluminiowe płytki dystansujące o wymiarze 0,16 cm, umieszczone na testowanym podłożu po każdej stronie badanej próbki; służą one jako prowadnica wałka. Następnie cienką warstwę kompozycji rozprowadza się na wierzchniej stronie pasków tkaniny w celu skutecznego osadzenia tkaniny w kompozycji. Próbki suszy się (utwardza) w ciągu 2 tygodni w 23°C w warunkach 50% wilgotności względnej.

Adhezję podczas odrywania na sucho określa się poddając testowane paski szerokości 2,54 cm rozkrawaniu wzdłużnemu w kierunku ich boków i oddzieraniu nadmiaru wysuszonej (utwardzonej) kompozycji. Po uwolnieniu kompozycji od podkładowej taśmy teflonowej wykonuje się podcięcie na długości 2,54 cm każdego testowanego paska. Podłoże umieszcza się w uniwersalnym urządzeniu testującym Applied Test Systems Series 1102 z tkaninową warstwą zdzierającą pod kątem 180°; stosując szybkość rozdzielania wynoszącą 5,1 cm/min. Każdy pasek testuje się w ciągu 1,5 minuty (7,62), rejestrując przy tym siłę na karcie rejestracyjnej paska. Rejestruje się wartości duże i małe, w zależności od rodzaju zniszczenia. Wyniki zawiera tabela 2.

(A = zniszczenie adhezyjne, C = zniszczenie kohezyjne, CP = pik odpowiadający zniszczeniu kohezyjnemu, LC = lekkie zniszczenie kohezyjne, Ss = zniszczenie w wyniku lepkiego poślizgu oraz FD = zniszczenie w wyniku rozwarstwienia tkaniny).

Tabela 2

Adhezja podczas odrywania na sucho (kg/cm)

Podłoże	Próbka 4	Kompozycja A	Kompozycja B	Kompozycja C
Szkło	2,86-3,31 CP	0,77 - 9,99 A	1,34- 1,65 A	0,41 - 0,47 A
Płytka strona wierzchnia	2,22 - 2,69 C	0,70 - 0,90 A	1,25- 1,54 A	0,43 - 0,48 A
Płytka strona spodnia	2,42-3,13 C	2,15-2,6 C	1,25- 1,61 A	0,75 - 0,93 A
Cement	1.75-3,29 A	-	-	0,66 - 1,33 A
Aluminium	2,78 - 3,65 C	-	-	0,13-0,22 A
PVC	0,63 - 0,82 A	-	-	0,43 - 0,66 A

Adhezję podczas odrywania na mokro określa się stosując próbki otrzymane w dokładnie taki sam sposób, jak próbki stosowane w teście oceniającym adhezję podczas odrywania na sucho; wykorzystuje się przy tym tę samą szarżę masy uszczelniającej lub do uzupełnienia ubytków. Po wysuszeniu (utwardzeniu próbki zanurza się w zdejonizowanej wodzie na okres 7 dni, wyciera do sucha i testuje w sposób opisany powyżej w odniesieniu do oceny adhezji podczas odrywania na sucho. Wyniki testów zawiera tabela 3.

Tabela 3

Adhezja podczas odrywania na mokro (kg/cm)

Podłoże	Próbka 4	Kompozycja A	Kompozycja B	Kompozycja C
Szkło	2,11 - 2,42 CP	0,23 - 0,30 A	0.04 - 0,05 A	0,04 - 0,05 A
Płytka, strona wierzchnia	2,42 - 3,35 CP	0,2 -0,29 A	0,018 A	0,04 - 0,05 A
Płytka, strona spodnia	1,93-2,42 CP	0,99- 1,34 CP	1,49- 1,84 A	0,43 - 0,54 A
Cement	0,93- 1,81 LC	-	-	0,55- 1,43 LC
Aluminium	1,79-2,47 CP	-	-	0,75- 1,07 CP
PVC	0,90 - 1,40 A	-	-	0,54 - 0,66 A

Próbka 4 według niniejszego wynalazku wykazuje nadspodziewanie dużą adhezję na sucho i na mokro w stosunku do różnorodnych konstrukcyjnych materiałów architektonicznych w porównaniu z porównawczą kompozycją A (nie zawierającą tlenku cynku) i porównawczą

172 107 kompozycją B (nie zawierającą krzemionki) oraz porównawczą kompozycją C (nie zawierającą ani tlenku cynku, ani krzemionki).

Przykład VI. Wytwarzanie i ocena akrylowej kompozycji uszczelniającej lub do uzupełniania ubytków, zawierającej styrenowo-akrylowy kopolimer wiążący.

Do mieszalnika typu Sigma pojemności około 1 litra wprowadza się składniki przedstawione w tabeli 4 w kolejności ich wymienienia. Miesza się układ w ciągu 45 minut, a następnie odpowietrza się kompozycję pod zmniejszonym ciśnieniem przez 10 minut.

Tabela 4

Składniki akrylowej kompozycji uszczelniającej lub do uzupełniania ubytków (wszystkie ilości są podane w gramach)

Składnik	Próbka 5
Styrenowo-akrylowy kopolimer wiążący¹⁷	799
Niejonowy środek powierzchniowo czynny (TRITON Χ-405)	6,4
Środek biobójczy (SKANE M-8)	1,0
Glikol etylenowy	2,0
Dwutlenek tytanu (76% zawiesina) (TIPURE R942)	48,2
Anionowy zagęszczacz (ACRYSOL TT615)	10
Stała krzemionka pylasta (LUDOX HS40)	37,5
Przedmieszka tlenku cynku²⁷	36,4
Środek przeciwpieniący (Nopko NXZ)	3,2

1) Styrenowo-akrylowy kopolimer wiążący zawiera 96% monomeru akrylowego i 4% styrenu.

2) Przedmieszkę tlenku cynku wytwarza się na drodze zmieszania 311 g wodorotlenku amonu (28%) i 71 g zdejonizowanej wody.

Ocenę adhezji podczas odrywania na mokro prowadzi się w sposób opisany w przykładzie V; jej wyniki zawiera tabela 5.

Tabela 5

Ocena adhezji podczas odrywania na mokro akrylowej kompozycji uszczelniającej lub do uzupełniania ubytków (kg/cm)

Podłoże	Próbka 5
Szkło	0,63- 1,60 A
Aluminium	0,40 - 0,57 A
Drewno sosnowe	0,09-0,14 A

Próbka 5 według niniejszego wynalazku charakteryzuje się więc drobną adhezją na mokro do szkła i aluminium oraz dostateczną adhezją na mokro do drewna sosnowego.

Przykład VII. Wytwarzanie i ocena akrylowych kompozycji uszczelniających lub do wypełniania ubytków, zawierających różne ilości krzemionki.

Do mieszalnika typu Sigma pojemności około 1 litra wprowadza się składniki przedstawione w tabeli 6 w kolejności ich wymienienia. Miesza się układ w ciągu 45 minut, a następnie odpowietrza kompozycję pod zmniejszonym ciśnieniem przez 10 minut.

Tabela 6

Składniki akrylowych kompozycji uszczelniających lub do wypełniania ubytków (wszystkie ilości są podane w gramach)

Składnik	Próbka
6	7	8	9	10
1	2	3	4	5	6
O) Akrylowy środek wiążący2'	712	712	717	712	700
Amoniak (28%)	-	-	-	-	14

172 107

				c.	d. tabeli 6
1	2	3	4	5	6
Glikol etylenowy	2.3	2,3	2.3	2.3	2.3
Olej miuera^lny	-	-	-	-	40
Dwutlenek tytanu (76%-owa zawiesina) (TIPURE R942)	45	45	45	45	45
Anionowy zagęszczacz (ACRYSOL TT615)	12	11	12	10	-
Stała krzemionka pylasta (CAB-O-SIL M5	1,0	2,1	-	4,2	26
Krzemionka koloidalna (14.5% aktywności) (Nalco 2326)	-	-	14,5	-
Przedmieszka tlenku cynku¹)	57	57	57	57	57
Środek przeciwpieniący (Nopco NXZ)	3	3	3	3	3

1) Przedmieszkę tlenku cynku wytwarza się na drodze zmieszania 311 g wodorowęglanu sodu, 322 g tlenku cynku (KADOX 515), 1210 g wodorotlenku amonu (28%) i 716 g zdejonizowanej wody.

Ocenę adhezji podczas odrywania na mokro prowadzi się w sposób opisany w przykładzie V; jej wyniki zawiera tabela 7.

Tabela 7

Ocena adhezji podczas odrywania na mokro akrylowych kompozycji uszczelniających lub do uzupełniania ubytków (kg/cm)

Podłoże	Próbka
6	7	8	9	10
Szkło	0,07-011 A	0,07 - 0,13A	0,20-0,38 A	0,27 - 1,16 A	0,34 - 0,43 A
Aluminium	-	-	1,22- 1,67 CP	-	0,57 - 0,68 A

Zatem próbki 8, 9 i 10 według niniejszego wynalazku wykazują dobrą adhezję na mokro do szkła i, w przypadku prowadzenia pomiaru, do aluminium.

Przykład VIII. Wytwarzanie i ocena akrylowych kompozycji uszczelniających lub do wypełniania ubytków, zawierających różne ilości krzemionki.

Do mieszalnika typu Sigma pojemności około 1 litra wprowadza się składniki przedstawione w tabeli 8 w kolejności ich wymienienia. Miesza się układ w ciągu 45 minut, a następnie odpowietrza kompozycję pod zmniejszonym ciśnieniem w ciągu 10 minut.

Tabela 8

Składniki akrylowych kompozycji uszczelniających lub do uzupełniania ubytków (wszystkie ilości są podane w gramach)

Składnik		Próbka
	11	12
Akrylowy środek wiążący^	665	665
Niejonowy środek powierzchniowo czynny (TRITON Χ-405)	2,1	2,1
Tlenek cynku	9,0	11,0
Dwutlenek tytanu (76% zawiesina) (TIPURE R942)	45	45
Glikol etylenowy	2,3	2,3
Anionowy zagęszczacz (ACRYSOL TT615)	8	8
Stała krzemionka pylista (LUDOX HS40)	35	35
Amoniak (28%)	3	3
Środek przeciwpieniący (Nopco NXZ)	3	3

1) Kopolimer 96,5% wagowych akrylanu butylu i 3,5 wagowych kwasu akrylowego

Tabela 9

-----, Podłoże	---------- próbka
11	12
Szkło	0,50- 1,00 A	0,23 - 0,66 A
Aluminium	0,47- 1,07 A	0,54 - 0,79 A

Próbki 11 i 12 według niniejszego wynalazku wykazują więc dobrą adhezję na mokro do szkła 1, w przypadku prowadzenia pomiaru, do aluminium.

Powyższe przykłady wykazują doskonałą adhezję mieszanek uszczelniających według wynalazku. Wyniki uzyskane w przykładzie V przedstawione w Tabelach 2 i 3, wyraźnie wskazują na to, że zawartość krzemionki i tlenku cynku równocześnie w sposób istotny poprawia adhezję kompozycji. Kompozycje porównawcze, zawierające tylko tlenek cynku lub tylko krzemionkę, lub nie zawierającego żadnego z tych składników mają wyraźnie gorsze własności adhezyjne.

Claims

1. Akrylowa kompozycja uszczelniająca i do wypełniania ubytków o polepszonej adhezji, zawierająca kopolimer akrylowy o temperaturze zeszklenia nie przekraczającej około 0°C i krzemionkę, znamienna tym, że zawiera akrylowy kopolimer emulsyjny o temperaturze zeszklenia od 0°C do -60°C jako środek wiążący, tlenek cynku w ilości od 0,5% do 5% wagowych suchej masy w przeliczeniu na suchą masę kopolimeru wiążącego i stałą krzemionkę w ilości od 5% do 10%c wagowych suchej w przeliczeniu na suchą masę kopolimeru wiążącego.

2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera akrylowy kopolimer emulsyjny o temperaturze zeszklenia od około -20°C do około -50°C.

3. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera tlenek cynku w ilości około 1,0% do około 2,6% wagowych suchej masy w przeliczeniu na masę kopolimeru wiążącego.

4. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera krzemionkę w ilości około 1,0% do około 5,5% wagowych suchej masy w przeliczeniu na suchą masę kopolimeru wiążącego.

5. Sposób wytwarzania akrylowej kompozycji uszczelniającej i do wypełniania ubytków, o polepszonej adhezji, zawierającej kopolimer akrylowy o temperaturze zeszklenia nie przekraczającej około 0°C i krzemionkę, znamienny tym, że akrylowy kopolimer emulsyjny o temperaturze zeszklenia od 0°C do -60°C, który stanowi środek wiążący, miesza się z tlenkiem cynku w ilości od 0,5% do 5% wagowych suchej masy w przeliczeniu na suchą masę kopolimeru wiążącego i ze stałą krzemionką w ilości od 0,5% do 10% wagowych suchej masy w przeliczeniu na suchą masę kopolimeru wiążącego.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się emulsyjny akrylowy kopolimer wiążący o temperaturze zeszklenia od około -20° do około -50°C.

7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się tlenek cynku w ilości od około 1,0% do około 2,6% wagowych suchej masy w przeliczeniu na suchą masę kopolimeru wiążącego.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się krzemionkę w ilości od około 1,0% do około 5,5% wagowych suchej masy w przeliczeniu na suchą masę kopolimeru wiążącego.