PL177972B1 - Dyspersja krzemoorganiczna do zabezpieczania materiałów budowlanych przed napisami graffiti - Google Patents

Abstract

1. Dyspersj a krzemoorganicznado zabezpieczaniamateriałówbudowlanych przed napisami graffiti, znamienna tym, że zawiera wodną emulsję liniowego dimetylopolisiloksanolu o masie cząsteczkowej 5000-140000 i zawartości grup silanolowych od 0,6 do 0,1% wagowych, i/lub metylowodoropolisiloksanu o masie cząsteczkowej 1000-20000 i zawartości reaktywnego wodoru od 1,6 do 0,2% wagowych oraz wodną dyspersję policzterofluoroetylenu o uziamieniu poniżej 1000 nm, przy czym stosunek wagowy oleju silikonowego do policzterofluoroetylenu wynosi od 3:1 do 0,8:1.

Description

Przedmiotem wynalazkujest dyspersja krzemoorganiczna przeznaczona do otrzymywania powłok przeciwprzyczepnych, zwłaszcza na materiałach budowlanych.

Cenne, zabytkowe obiekty architektoniczne jak i budownictwo współczesne narażone są zarówno na atak niszczących czynników atmosferycznych, jak również na akty wandalizmu w postaci napisów i rysunków (graffiti). Problem odpowiedniego zabezpieczenia obiektów architektonicznych jest złożony i nie został dotychczas rozwiązany.

Powłoka ochronna do zabezpieczania materiałów budowlanych przed niepożądanymi napisami graffiti musi spełniać szereg warunków i charakteryzować się szczególnymi właściwościami:

- nie może zmieniać wyglądu zabezpieczanego materiału,

- musi mieć dobrą przyczepność do podłoża, a jednocześnie bardzo dobre właściwości przeciwprzyczepne w stosunku do materiałów używanych do wykonywania napisów graffiti (farby, w spray’u, pisaki),

- musi utwardzać się w warunkach atmosferycznych bez dodatkowych zabiegów podgrzewania i suszenia w podwyższonej temperaturze,

- nie może zmieniać paroprzepuszczalności zabezpieczanego materiału budowlanego,

- musi być odporna na działanie agresywnych rozpuszczalników organicznych będących składnikami farb.

Silikonowe środki hydrofobizująco-wzmacniające dla budownictwa, zwłaszcza do konserwacji zabytków, oparte głównie na małocząsteczkowych żywicach silikonowych zapewniają hydrofobizację materiałów budowlanych oraz wzmacniają je, jednak ze względu na swoją strukturę oraz zdolność do tworzenia błon monocząsteczkowych na ścianach porów i kapilar impregnowanych materiałów nie uszczelniają ich. Jednocześnie kąt zwilżania powierzchni zaimpregnowanych preparatami silikonowymi jest zbyt mały, aby spowodować jej niezwilżalność farbami używanymi do napisów graffiti. Cechy te powodują, że silikony nie dająodpowiednich powłok antyprzyczepnych.

Znane są dyspersje powłokowe z policzterofluoroetylenu zawierające niewielki dodatek typowych żywic silikonowych oraz środki pomocnicze. W opisie patentowym nr 135 301 przedstawiono zastosowanie żywic silikonowych czyli rozgałęzionych związków krzemoorganicznych oraz policzterofluoroetylenu i środków pomocniczych do wytworzenia powłok na powierzchniach: form przemysłowych stosowanych w przetwórstwie tworzyw sztucznych i gumy, elektrod do zgrzewania tworzyw, żelazek elektrycznych itp. charakteryzujących się dobrą odpornością termiczną. Żądaną powłokę uzyskuje się po spiekaniu w temperaturze ok. 380°C.

177 972

Tego rodzaju powłoki nie nadaje się do powlekania materiałów budowlanych ze względu na konieczność utwardzania w wysokiej temperaturze oraz nieprzepuszczalność pary wodnej.

W opisie patentowym nr 155 599 przedstawiono dyspersję służącą do impregnacji włókien, z których wytwarzane są filtry przeznaczone do oddzielania pyłów z gorących gazów. W dyspersji tej głównym składnikiem jest termoodporna żywica silikonowa, czyli związek rozgałęziony. Dyspersja według opisu nr 155 599 ma za zadanie skleić włókna i nadać im przeciwprzyczepność w stosunku do pyłów?. Dyspersję tę utwardza się na włóknach w tunelu suszącym w podwyższonej temperaturze. Dyspersj a ta nie nadaj e się do zabezpieczania materiałów budowlanych przed napisami graffiti na nieodporność na agresywne rozpuszczalniki zawarte w farbach oraz na konieczność utwardzania w podwyższonej temperaturze.

Wynalazek rozwiązuje problem zabezpieczenia powierzchni obiektów budowlanych środkiem, który tworzy na impregnowanych materiałach budowlanych i elewacyjnych powłokę o dobrej przepuszczalności pary wodnej i gazów a jednocześnie charakteryzującą się dużym kątem zwilżania tak, aby uniemożliwić wykonywanie na niej napisów i rysunków?. Ponadto powłoka ta posiada bardzo dobrąodporność na działanie rozpuszczalników i warunków atmosferycznych.

Wymagania te spełnia dyspersja przeciwprzyczepna według wynalazku, która charakteryzuje się tym, że zawiera wodnąemulsję liniowego dimetylopolisiloksanolu o masie cząsteczkowej 5000 - 140000 i zawartości grup silanolowych od 0,6 do 0,1% wagowych, i/lub metylowodoropolisiloksanu o masie cząsteczkowej 1000 - 20000 i zawartości reaktywnego wodoru od

1,6 do 0,2% wagowych oraz wodnądyspersję policzterofuoroetylenu o uziarnieniu poniżej 1000 nm, przy czym stosunek wagowy oleju silikonowego do policzterofluoroetylenu wynosi od 3:1 do 0,8:1. Korzystnie jest jeżeli stosunek wagowy składników silikonowych do policzterofluoroetylenu wynosi 2,6:1.

Bezpośrednio przed użyciem dyspersję według wynalazku miesza się ze znanym środkiem przyspieszającym sieciowanie oleju silikonowego. Sieciowanie następuje po zaimpregnowaniu zabezpieczanego materiału elewacyjnego w trakcie jego suszenia. Jako środek sieciujący dla tej dyspersji, korzystnie jest stosować roztwór wodny soli cynku i/lub cyny z dodatkiem soli trzeciolub czwartorzędowych aminoalkoholi. Wynalazek ilustrują poniższe przykłady.

Przykładl.Do- 20 części wagowych 10% wodnego roztworu polialkoholu winylowego (emulgator) wymieszanych ze 100 częściami wagowymi wody demineralizowanej dozowano przy ciągłym mieszaniu 200 części wagowych oleju metylowodorosilikonowego o zawartości 0,85% wagowych reaktywnego wodoru, przy czym lepkość oleju wynosiła 348 mPas, a jego masa cząsteczkowa około 18000. Po zakończeniu dozowania mieszaninę emulgowano dwukrotnie w wysokociśnieniowym homogenizatorze laboratoryjnym przy ciśnieniu 40 MPa. Następnie otrzymanąpraemulsję rozcieńczono 80 częściami wagowymi wody demineralizowanej i emulgowano jednokrotnie w wysokociśnieniowym homogenizatorze laboratoryjnym przy ciśnieniu 400 barów tj. 400 · 10⁵ Pa. Otrzymano emulsję zawierającą40yo wagowych oleju metylowodorosilikonowego charakteryzującą się dobrąjednorodnością, co stwierdzono na podstawie oznaczenia motodą elektroforetyczną wielkości cząstek emulsji oraz ich rozrzutu. Wymiary cząstek emulsji wynosiły 258 nm do 265 nm. Do otrzymanej emulsji dodano przy ciągłym mieszaniu, 135 części wagowych 55% dyspersji policztorofluorootylonu o wielkości ziarna poniżej 1000 nm. Dyspersję otrzymano stosując jako dyspergatory perfluorokaprylan amonowy oraz produkty etoksylacji alkilofenoli. Otrzymano dyspersję silikonowo-policzterofluoroetylenową zawierającą 43,2% wagowych substancji czynnej o stosunku oleju metylowodorosilikonowego do policztorofluoroetylonu wynoszącym 2,7:1. Otrzymana dyspersja ma bardzo dobrą stabilność, co stwierdzono na podstawie odporności na wirowanie przy szybkości 3600 obrotów/minutę. Emulsja ta nie rozwarstwiała się podczas 150 minut wirowania.

Do 635 części wagowych otrzymanej emulsji impregnacyjnej dodano 100 części wagowych środka sieciującego zawierającego octan cynku i octan trietanoloaminy. Otrzymaną mieszaniną zaimpregnowano próbkę marmuru Sławniowice. Po upływie 72 godzin stwierdzono, że powierzchnia marmuru jest bardzo gładka z niewielkim pogłębieniem barwy. Kąt zwilżania wodą powierzchni płytki wynosi 110°. Stwierdzono, że farba rozpuszczalnikowa w aerozolu nie

177 972 daje się nanosić na zabezpieczonąpowierzchnię (zbiera się wkrople), apo wyschnięciujest łatwa do usunięcia suchą ścierką. Natomiast gruby wodoodporny flamaster typu Marker pozostawia na zabezpieczonej powierzchni linię, która jest łatwa do usunięcia suchą ścierką. Na naturalnej powierzchni zarówno farba w aerozolu jak i flamaster pozostawiają trwałą warstwę dającą się usunąć jedynie przez zdrapanie wraz z warstwą materiału budowlanego lub przez zamalowanie. Ponadto stwierdzono, że otrzymana powłoka charakteryzuje się dobrą odpornością na zmienne warunki atmosferyczne (cykle zamrażania, działanie nasyconego roztworu siarczanu sodowego), działanie promieniowania ultrafioletowego, przy czym porowatość marmuru nie uległa zmniejszeniu.

Przykład I I.Do 203 części wagowych wody demineralizowanej zawierających 7 g soli sodowej alkoholu laurylowego oksyetylenowanego i siarczanowego (emulgator) dozowano przy ciągłym mieszaniu 140 g mieszaniny składającej się ze 100 części wagowych oleju metylowodorosilikonowego o zawartości 1,35%wagowych reaktywnego wodoru, przy czym lepkość oleju wynosiła 115 mPas, ajego masa cząsteczkowa około 7100 oraz 40 części wagowych oleju metylosilikonowego o zawartości grup silanolowych 0,2% wagowych, przy czym lepkość oleju wynosiła 85000 mPas, ajego masa cząsteczkowa około 121000.

Po zakończeniu dozowania mieszaninę emulgowano trzykrotnie w wysokociśnieniowym homogenizatorze laboratoryjnym przy ciśnieniu 45 MPa. Otrzymano emulsję zawierającą 38,5% wagowych mieszaniny oleju metylowodorosilikonowego i oleju metylosilikonowego charakteryzującą się dobrąjednorodnościąco stwierdzono na podstawie oznaczenia metodą elektroforetyczną wielkości cząstek emulsji oraz ich rozrzutu. Wymiary cząstek emulsji wynosiły od 272 nm do 281 nm. Do otrzymanej emulsji dodano przy ciągłym mieszaniu 267 części wagowych 55% dyspersji policzterofluoroetylenu o wielkości ziarna poniżej 1000 nm, otrzymanej z zastosowaniem jako dyspergatorów oksyetylowanego alkoholu laurylowego oraz perfluorokaprylanu amonowego. Otrzymano dyspersję silikonowo-policzterofluoroetylenową zawierającą 45,6% wagowych substancji czynnej o stosunku olejów metylosilikonowych do policzterofluoroetylenu wynoszącym 0,91:1.

Do 617 części wagowych otrzymanej emulsji impregnacyjnej dodano 70 części wagowych środka sieciującego zawierającego chlorek cynowy i octan trietanoloaminy. Otrzymaną mieszaniną zaimpregnowano próbkę bardzo porowatego piaskowca Nietulisko. Po upływie 72 godzin stwierdzono, że powierzchnia piaskowca optycznie nie różni się od powierzchni naturalnej i jest bez wybłyszczeń. Kąt zwilżania wodą powierzchni płytki wynosi 109°. Stwierdzono, że farba rozpuszczalnikowa w aerozolu nie daje się nanosić na zabezpieczonąpowierzchnię zbierając się w krople, które po wyschnięciu można łatwo usunąć suchąścierką. Natomiast gruby wodoodporny flamester typu Marker pozostawia na zabezpieczonej powierzchni linię łatwą do usunięcia ścierką zwilżoną denaturatem. Na naturalnej powierzchni zarówno farba w aerozolu jak i flamaster pozostawiają trwałą warstwę dającą się usunąć jedynie przez zdrapanie wraz z warstwą materiału budowlanego lub przez zamalowanie. Ponadto stwierdzono, że otrzymana powłoka wykazuje dobrą odporność na warunki atmosferyczne (cykle zamrażania, działanie nasyconego roztworu siarczanu sodowego), działanie promieniowania ultrafioletowego, przy czym porowatość badana metodą nasiąkliwości w benzynie lakowej zmniejszyła się o 1,2% wagowych (z 8,15% wagowych do 8,05% wagowych).

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Dyspersja krzemoorganiczna do zabezpieczania materiałów budowlanych przed napisami graffiti, znamienna tym, że zawiera wodną emulsję liniowego dimetylopolisiloksanolu o masie cząsteczkowej 5000-140000 i zawartości grup silanolowych od 0,6 do 0,1% wagowych, i/lub metylowodoropolisiloksanu o masie cząsteczkowej 1000-20000 i zawartości reaktywnego wodoru od 1,6 do 0,2% wagowych oraz wodną dyspersję policzterofluoroetylenu o uziarnieniu poniżej 1000 nm, przy czym stosunek wagowy oleju silikonowego do policzterofluoroetylenu wynosi od 3:1 do 0,8:1.
2. 2. Dyspersja według zastrz. 1, znamienna tym, że stosunek wagowy składników silikonowych do policzterofluoroetylenu wynosi 2,6:1.