PL202959B1 - Kompozycja wodna nadająca materiałom pożądane właściwości - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Dziedzina wynalazku

Wynalazek dotyczy wodnych kompozycji nadających materiałom różne właściwości. Przykładowo wodne kompozycje według wynalazku obejmują kompozycje przeznaczone do nakładania powłok/warstw antykorozyjnych, stosowane jako materiały zastępujące i/lub rozcieńczające lateks oraz środki sieciujące różnorodne substancje, jak również kleje i/lub spoiwa. Kompozycje takie mogą nadawać pokrywanym i/lub impregnowanym nimi podłożom różne pożądane właściwości. Wodne kompozycje według wynalazku nadają się szczególnie do pokrywania podłoży takich jak podłoża fizjologiczne, podłoża porowate, podłoża celulozowe, wyroby włókiennicze i materiały budowlane, takie jak drewno, metal i szkło. Wodna kompozycja według wynalazku może być również stosowana w farbach drukarskich, utrwalaczach do barwników, klejach, szczeliwach, produktach celulozowych, produktach przeznaczonych do higieny osobistej, takich jak kosmetyki i produkty do pielęgnacji włosów, żywicach, farbach, powłokach oraz w strukturach włókninowych, w celu zapewnienia przyczepności, modyfikacji powierzchni, wytrzymałości i/lub tekstury oraz zabezpieczenia przed skutkami działania cieczy, par i gazów. Struktura włókninowa może mieć postać arkusza, siatki lub maty z ukierunkowanych lub rozmieszczonych losowo naturalnych i/lub sztucznych włókien połączonych za sobą przez tarcie i/lub przez kohezję i/lub klejenie, z wyjątkiem papieru i materiałów tkanych lub dzianych, pikowanych, łączonych przez zszywanie lub filcowanych na mokro lub nie zszywanych dodatkowo oraz łączonych ze sobą innymi znanymi metodami. Przykładowa struktura włókninowa jest włókniną w postaci płaskiego, giętkiego arkusza wytworzonego przez sczepienie warstw albo siatek włókien lub włóknistej struktury przypominającej folię.

Dodatkowo kompozycja według wynalazku nadaje się do stosowania w nakładanych na metale powłokach konwersyjnych, w celu zwiększenia odporności na korozję i polepszenia adhezji farby do metalowych powierzchni.

Stan techniki

Materiały mogą być poddawane działaniu różnorodnych kompozycji, w celu nadania im pożądanych właściwości.

Podłoża są często pokrywane kompozycjami powłokowymi w celu nadaniu podłożom i ich powierzchniom pożądanej charakterystyki.

Różnorodne podłoża są pokrywane lub w inny sposób poddawane działaniu kompozycji powłokowych w celu nadania im i ich powierzchniom pożądanych właściwości. Przykładowo istnieje szeroka gama materiałów budowlanych i wykończeniowych używanych w konstrukcji statycznych budowli takich jak domy i inne budynki, budynki użyteczności publicznej, szkoły itd. Wiele z tych materiałów opartych jest o materiały włókninowe. Ponadto wiele takich materiałów jest podczas wytwarzania (przed montażem) lub po montażu lub też w jednym i drugim momencie pokrywanych i/lub impregnowanych wykańczającymi powierzchnię powłokami.

Materiały takie, szczególnie zaś płyty sufitowe są pokrywane powłokami podkładowymi zawierającymi emulsje kopolimerów etylenu i chlorku winylu. Szczególnie nadające się do tego celu emulsje wytwarzane są przez Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, Pennsylvania pod handlową nazwą AIRFLEX®. Konkretne przykłady takich emulsji ujawnione są w należących do Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, Pennsylvania amerykańskich opisach patentowych nr US 4 673 702 autorstwa Iacovello i US 4 962 141 autorstwa Iacovello i innych. Patenty te są w całości włączone do niniejszego opisu jako źródła literaturowe.

Papier do pewnych zastosowań jest zwyczajowo wzmacniany żywicami w celu zwiększenia jego wytrzymałości w przypadku zamoczenia. Żywice takie są zwykle nazywane „żywicami zwiększającymi wytrzymałość w stanie mokrym”. Często stosowaną do obróbki papieru żywicą zwiększającą wytrzymałość w stanie mokrym jest żywica z szerokiej kategorii polimerów poliamidoamino-epichlorowcohydrynowych. Żywice takie oraz sposoby ich wytwarzania ujawnione są na przykład w należących do Hercules Incorporated amerykańskich patentach nr US 2 926 116 i 2 926 154 autorstwa Keima, patencie nr US 5 614 597 autorstwa Bowera i patentach US 5 644 021 i 5 668 246 autorstwa Maslanki. Wszystkie te patenty są w cał o ś ci włączone do niniejszego opisu jako ź ródł a literaturowe.

W opisie US 4 859 527 ujawniono celulozowy produkt włókninowy o uzyskanej przez wstępną obróbkę celulozowych włókien podwyższonej odporności na wodę i/lub rozpuszczalnik. W niektórych wykonaniach patent ten ujawnia, że właściwe do obróbki wstępnej środki zawierają żywice poli(aminoamido)chlorohydrynowe. Ujawniono też, że odpowiednimi powłokowymi substancjami błonotwórczymi są polimery etylen-chlorek winylu-akryloamid. Konkretnymi przykładami środków do obróbki wstępnej są

PL 202 959 B1

KYMENE®, HERCOBOND® i HERCOBOND® 5100; a przykładami powłokowych substancji błonotwórczych są kopolimery AIRFLEX® „EVCI” (AIRFLEX® 4500).

Istnieje również potrzeba elastycznych powłok podczas obróbki wstępnej różnych podłoży i nakładania na nich powłoki wstępnej. Podłożami wymagającymi nałożenia elastycznej powłoki są takie podłoża, które poddawane są zginaniu i uginaniu, jak również podłoża które mogą być cięte. Przykładem takiego podłoża są płyty sufitowe.

Kompozycje powłokowe zawierające żywice poli(aminoamido)epichlorowcohydrynowe takie jak KYMENE i lateksy takie jak AIRFLEX są wykorzystywane do obróbki płyt sufitowych, tak jak to ujawniono w zgłoszeniu US 09/348 346, włączonym w całości do niniejszego opisu jako źródło literaturowe.

Innym przykładem nakładanej na podłoża powłoki jest lakier do paznokci. Typowe lakiery do paznokci na bazie wody ujawniono w zgłoszeniu US 09/348345, włączonym w całości do niniejszego opisu jako źródło literaturowe. Lakier do paznokci jest najczęściej kolorową cieczą wysychającą, podobnie jak farby, z utworzeniem twardej, błyszczącej powłoki. Sprzedawane jako artykuły przemysłowe lakiery do paznokci są zwykle roztworami i/lub mieszaninami opartymi na rozpuszczalniku organicznym, takim jak toluen lub aceton.

Jako substancję błonotwórczą w tradycyjnych lakierach do paznokci stosuje się zwykle azotan celulozy. Typowe preparaty ujawnione są w artykule „Formulating Nail Lacquer”, B. Albert, Drug and Cosmetic Industry, tom 48, (listopad 1998), który jest włączony w całości do niniejszego opisu jako źródło literaturowe, ze względu na zawarte w nim rozległe informacje o takich preparatach.

W opisie US 5 120 259 ujawniono kompozycję wodnego lakieru do paznokci, zawierają cego jako substancję błonotwórczą przynajmniej jeden poliuretan i/lub kopolimer poliuretanowy w postaci zawiesiny ze środkiem zagęszczającym i kopolimerem akrylanu i styrenu. Kopolimer akrylanu i styrenu stosowany jest w celu zwiększenia twardości powłoki po wyschnięciu.

W opisie US 5 716 603 ujawniono kompozycję lakieru do paznokci składającą się z wodnego roztworu zawierającego żywicę akrylową usieciowaną dwufunkcyjnym akrylowanym oligomerem uretanu. W opisie tym stwierdzono, że preparaty lakierów do paznokci zawierają inne dodatki, takie jak plastyfikatory i koagulatory stosowane w celu modyfikacji warstw lakieru i/lub zapewnienia innych pożądanych właściwości funkcjonalnych takich jak połysk, jednolity kolor lub odporność na pękanie.

Próbowano dokonać zmian w ogólnej formule nakładanych na podłoże powłok. Przykładowo próbowano poprawić właściwości fizyczne takie jak odporność na wodę, trwałość, odporność na zarysowanie itd., jak również wygląd włącznie z kolorem. Jednakże istnieje ciągłe zapotrzebowanie na ich udoskonalanie.

Podłoża są często pokrywane kompozycjami powłokowymi w celu nadania im i ich powierzchniom pożądanych właściwości. Przykładem takiego podłoża są porowate materiały budowlane. Zalicza się do nich szeroka gama materiałów budowlanych i wykończeniowych używanych w konstrukcji statycznych budowli takich jak domy i inne budynki, budynki użyteczności publicznej, szkoły itd. Wiele z tych materiałów opartych jest o materiały włókninowe. Ponadto wiele takich materiałów jest podczas wytwarzania (przed montażem) lub po montażu lub też w jednym i drugim momencie pokrywanych i/lub impregnowanych wykańczającymi powierzchnię powłokami.

Płyty sufitowe o dobrych parametrach akustycznych są sprzedawane ze względu na ich wygląd i właściwości dźwiękowe. Wytwarzanie takich materiałów można ogólnie podzielić na dwa etapy: etap formowania mokrego i końcowy etap produkcji.

W etapie formowania mokrego wytwarzana jest płyta z półpłynnej mieszaniny na przykład wełny mineralnej, papieru, perlitu, gliny i skrobi, która poddawana jest odsączaniu w części mokrej urządzenia formującego, maszyny papierniczej lub podobnego systemu i suszona aż do otrzymania cienkiej maty. W końcowym etapie produkcji otrzymana mata jest wygładzana, cięta i modelowana w celu otrzymania określonego wzoru i „malowana” (lub pokrywana powłoką). W takich produktach pożądane jest zapewnienie pewnych właściwości związanych z trwałością, wyglądem i podatnością na obróbkę. Przykładowo w przypadku płyt sufitowych, niezmiernie ważne jest zapewnienie im tak wysokiej odporności na łuszczenie i pękanie jak to tylko możliwe, szczególnie podczas cięcia krawędzi lub montażu płyt sufitowych na stropowej siatce nośnej. Próbowano polepszyć ich właściwości przez zmiany kompozycji surowej masy dostarczanej do urządzenia wytwarzającego płyty, jak również zmiany nakładanych na nie powłok takich jak powłok gruntowych, farb wykończeniowych, powłok wykończeniowych i powł ok brzegowych. Taki sposób postę powania ogólnie obejmował próby zmiany dotychczasowych lub wykorzystania nowych surowców i/lub zmiany innych procesów wytwarzania.

PL 202 959 B1

Odnośnie płyt sufitowych, dokonywano zmian w ogólnym składzie materiału, z którego wykonane są płyty (czyli wykorzystywanej do ich produkcji zawiesiny) oraz zmieniano używane powłoki gruntowe. Przykładowo próbowano poprawić właściwości fizyczne takie jak podatność na cięcie, trwałość, odporność na zarysowanie, zmniejszenie łuszczenia i pękania płyt itd., jak również wygląd włącznie z kolorem. Jednakż e istnieje cią g ł e zapotrzebowanie na udoskonalanie takich produktów.

Istota wynalazku

Wynalazek dotyczy kompozycji wodnej nadającej materiałom pożądane właściwości, składającej się z przynajmniej jednego rozpuszczalnego w wodzie komponentu (A), zawierającego przynajmniej jedną grupę funkcyjną ulegającą sieciowaniu oraz przynajmniej jednego polimeru błonotwórczego (B). Kompozycja według wynalazku charakteryzuje się tym, że komponent (A) z grupą funkcyjną ulegającą sieciowaniu wybrany jest z pośród przynajmniej jednego z podatnych na sieciowanie polimerów bazujących na akryloamidzie, żywic poliamidoaminoepichlorowcohydrynowych, poliamin i poliimin oraz tym, że polimer błonotwórczy (B) jest lateksem wybranym z pośród przynajmniej jednego polimeru wywodzącego się z przynajmniej jednego monomeru zawierającego powtarzające się jednostki pochodzące z halogenku alkilu posiadającego przynajmniej jedno wiązanie podwójne i alkenu, w którym halogenek alkilu posiada od 2 do 12 atomów węgla i w którym alken posiada od 2 do 12 atomów węgla, przy czym stosunek suchej masy (A) do (B) wynosi od około 5:1 do około 1:1.

W jednym z korzystnych wariantów realizacji kompozycji wedł ug wynalazku komponent (A) zawiera podatne na sieciowanie polimery bazujące na akryloamidzie, a w szczególności poliakryloamidy z kationowymi grupami funkcyjnymi.

W innym korzystnym wariancie realizacji kompozycji wedł ug wynalazku grupa funkcyjna komponentu (A) wybrana jest spośród z przynajmniej jednej z grup epoksydowej, azetidioniowej, aldehydowej lub karboksylowej, akrylanu i jego pochodnych, akryloamidu i jego pochodnych oraz czwartorzędowych amin. W szczególnie korzystnym przypadku grupa funkcyjna komponentu (A) wybrana jest spośród z przynajmniej jednej z grup epoksydowej oraz azetidioniowej.

W kolejnym korzystnym wariancie realizacji kompozycji według wynalazku polimer błono twórczy (B) dobrany jest z pośród przynajmniej jednego z polimerów pochodzących z monomerów chlorowcoalkilowych posiadających 2 - 12 atomów węgla, chlorowcoalkenów posiadających 2 - 12 atomów węgla, akryloamidów alkilowych posiadających 2 - 12 atomów węgla, akryloamidów alkenowych posiadających 2 - 12 atomów węgla, akrylanów alkilów posiadających 2 - 12 atomów węgla i akrylanów alkenów posiadających 2 - 12 atomów węgla. W szczególnie korzystnym przypadku polimer błonotwórczy (B) dobrany jest z przynajmniej jednego z polimerów wywodzących się z przynajmniej jednego monomeru wybranego z grupy obejmującej styren, dimetylostyren, winylotoluen, chloropren, butadien, etylen, akryloamid, akrylonitryl, akroleinę, akrylan metylu, akrylan etylu, kwas akrylowy, kwas metakrylowy, metakrylan metylu, akrylan n-butylu, chlorek winylidenu, ester winylu, chlorek winylu, octan winylu, akrylowany uretan, akrylan hydroksyetylu, akrylan dimetyloaminoetylenu.

W następnym korzystnym wariancie realizacji kompozycji według wynalazku halogenek alkilu jest halogenkiem winylu, a w korzystniejszym przypadku halogenek alkilu jest halogenkiem winylu i alken jest olefiną . W jeszcze korzystniejszym przypadku halogenek alkilu jest halogenkiem winylu i alken jest etylenem, przy czym w szczególnoś ci halogenek winylu jest chlorkiem winylu. W dalszym korzystnym wariancie realizacji kompozycji według wynalazku halogenek alkilu jest chlorkiem winylu, a alken jest etylenem.

W dalszym korzystnym wariancie realizacji kompozycji wedł ug wynalazku stosunek suchej masy (A) do (B) wynosi od około 2:1 do około 1:1. W szczególności stosunek suchej masy (A) do (B) wynosi około 1,69:1.

W kolejnym korzystnym wariancie realizacji kompozycja wedł ug wynalazku zawiera dodatkowo kwas fluorowy. W szczególności kwas fluorowy jest przynajmniej jednym z kwasów wybranych z grupy obejmującej kwas fluorotytanowy i kwas fluorocyrkonowy.

Jak wskazano powyżej wynalazek dotyczy wodnych kompozycji składających się z komponentu (A) zawierającego przynajmniej jeden rozpuszczalny w wodzie składnik zawierający cząsteczki oddziaływujące ze sobą lub mieszające się ze sobą, takie które posiadają przynajmniej jedną grupę funkcyjną wchodzącą w reakcję sieciowania, korzystnie podczas suszenia i/lub ogrzewania; oraz komponentu (B) zawierającego przynajmniej jeden materiał błonotwórczy, korzystnie materiał lateksowy.

Wodne kompozycje według wynalazku mogą być wykorzystywane do nakładania powłok/warstw antykorozyjnych, jako materiały zastępujące i/lub rozcieńczające lateks oraz środki sieciujące różnorodne substancje, jak również kleje i/lub spoiwa. Użyte jako powłoki/warstwy antykorozyjne,

PL 202 959 B1 wodne kompozycje według wynalazku zapewniają warstwę chroniącą przed wilgocią uszczelniają krawędzie, stanowią rozcieńczalniki do lateksów, chronią przed przebarwieniami, zapewniają odporność na wodę/niezwilżalność, umożliwiają regulację porowatości w przypadku podłoży porowatych takich jak papier i materiały tekstylne. Przykłady powłok/warstw antykorozyjnych obejmują, lecz nie są do nich ograniczone, dodatki do farb w celu uzyskania odpowiedniej tekstury, substancje błonotwórcze w materiałach powłokowych (np. w farbach), przeznaczone do wszystkich powierzchni farby do gruntowania, dodatki do papieru (np. nakładane na papier powłoki, środki gruntujące poprawiające zdolność do przyjmowania nadruku, środki ułatwiające klejenie oraz środki zwiększające wytrzymałość mokrego/suchego papieru), warstwy podkładowe do papieru powlekanego, środki gruntujące przed drukowaniem oraz materiały zastępcze/rozcieńczalniki do lateksu we wszystkich zastosowaniach wymagających użycia lateksu. Ponadto kompozycje według wynalazku mogą być wykorzystywane w nakładanych na metale powłokach konwersyjnych, w celu zwiększenia odporności na korozję i polepszenia adhezji farby do metalowych powierzchni.

Wodne kompozycje według przedmiotu wynalazku mogą być również wykorzystywane jako spoiwo/lepiszcze (np. w powłokach i produktach przeznaczonych do higieny osobistej takich jak kosmetyki i produkty do pielęgnacji włosów), dodatki do produktów wykonanych z drewna, utrwalacze do barwników, dodatki zwiększające wytrzymałość mokrego/suchego papieru, dodatki do farb, żywice służące do uzyskania efektu trwałego prasowania (np. w celu zwiększenia odporności na gniecenie), warstwy podkładowe do papieru powlekanego, środki gruntujące przed drukowaniem na dowolnej powierzchni (np. drewnie, papierze, metalu itd.), powłoki zabezpieczające, środki modyfikujące powierzchnię drewna/metalu/szkła oraz materiały zastępujące/rozcieńczające do lateksu we wszystkich zastosowaniach wymagających użycia lateksu jako spoiwa wewnętrznego. W przypadku zastosowania jako spoiwo/lepiszcze wodne kompozycje według wynalazku zapewniają trwałość wymiarową i/lub wysoką wytrzymałość papieru, drewna i materiałów tekstylnych oraz odpowiednią teksturę farby.

Ponadto wodne kompozycje według przedmiotu wynalazku mogą być stosowane jako środki sieciujące w dodatkach do produktów wykonanych z drewna, środków ułatwiające klejenie papieru, żywic o stałym nacisku, materiałów zastępujących lateks jako spoiwo wewnętrzne we wszystkich zastosowaniach wymagających użycia lateksu, środków modyfikujących powierzchnię drewna/metalu/szkła, nośników do farby drukarskiej, środków wspomagających obróbkę na mokro materiałów tekstylnych. Zastosowanie wodnej kompozycji według wynalazku jako środków sieciujących zapewnia dobre właściwości uszczelniające, odporność na przebarwienia, wytrzymałość materiałów tekstylnych, wytrzymałość na wodę i niezwilżalność.

Przykładowo komponent (A) może być korzystnie dobrany z przynajmniej jednego z podatnych na sieciowanie polimerów bazujących na akryloamidzie (np. poliakryloamidach z kationowymi grupami funkcyjnymi), żywic poliamidoaminoepichlorowcohydrynowych, poliamin oraz poliimin.

W niektórych korzystnych wykonaniach przynajmniej jedna grupa funkcyjna komponentu (A) może być wybrana spośród grupy epoksydowej, azetidioniowej, aldehydowej lub karboksylowej, akrylanu i jego pochodnych, akryloamidu i jego pochodnych oraz czwartorzędowych amin.

Polimer błonotwórczy może być przykładowo dobrany z przynajmniej jednego z polimerów pochodzących z monomerów chlorowcoalkilów posiadających 2 - 12 atomów węgla, chlorowcoalkenów posiadających 2 - 12 atomów węgla, akryloamidów alkilowych posiadających 2 - 12 atomów węgla, akryloamidów alkenowych posiadających 2 - 12 atomów węgla, akrylanów alkilów posiadających 2 - 12 atomów węgla i akrylanów alkenów posiadających 2 - 12 atomów węgla. Niektóre korzystne polimery wywodzą się z przynajmniej jednego monomeru wybranego z grupy obejmującej styren, dimetylostyren, metylostyren, chloropren, butadien, etylen, akryloamid, akroleinę, akrylan metylu, akrylan etylu, kwas akrylowy, kwas metakrylowy, akrylan n-butylu, chlorek winylidenu, ester winylu, chlorek winylu, octanu winylu, akrylowany uretan, akrylan hydroksyetylu, akrylan dimetyloaminoetylenu i octanu winylu. Przykładowo polimer o właściwościach błonotwórczych może być lateksem wybranym z przynajmniej jednego polimeru wywodzącego się z przynajmniej jednego monomeru zawierającego powtarzające się jednostki pochodzące z halogenku alkilu posiadającego przynajmniej jedno wiązanie podwójne, takiego jak halogenek winylu, przykładowo chlorek winylu, oraz alkenu takiego jak etylen, gdzie halogenek alkilu posiada 2 - 12 atomów węgla i gdzie alken posiada 2 - 12 atomów węgla. Halogenek alkilu może być na przykład halogenkiem winylu. W niektórych wykonaniach kompozycja zawiera dodatkowo przynajmniej jeden kwas, korzystnie fluorowy (np. kwas fluorotytanowy, kwas fluorocyrkonowy, kwas fluorokrzemowy i kwas fluoroborowy).

PL 202 959 B1

Sposoby przygotowania pokrywanych podłoży z użyciem wodnej kompozycji według wynalazku obejmującą przykładowo nakładanie na podłoże składającej się z komponentów (A) i (B) kompozycji powłokowej i następnie utwardzanie nałożonej na podłoże kompozycji powłokowej. Ponadto sposoby te mogą obejmować nakładanie na podłoże kompozycji powłokowej składającej się ze komponentów (A) i (B), i suszenie nałożonej na powierzchnię podłoża kompozycji lub polewanie podłoża kompozycją powłokową.

Kompozycje według wynalazku mogą być również stosowane w procesach nakładania powłok na podłoża z materiałów takich jak tworzywa celulozowe, produkty włókninowe, płyty sufitowe oraz metale, a także w sposobach przygotowywania pokrywanych podłoży takich jak tworzywa celulozowe, produkty włókninowe w postaci arkuszy, płyty sufitowe oraz metale za pomocą komponentów (A) i (B), np. utwardzonej kompozycji komponentów (A) i (B).

Ponadto, kompozycje według wynalazku mogą być stosowane w sposobach pokrywania metali powłokami konwersyjnymi przy użyciu kompozycji składającej się ze komponentów (A) i (B) oraz przynajmniej jednego kwasu, korzystnie kwasu fluorowego (np. kwas fluorotytanowy, kwas fluorocyrkonowy, kwas fluorokrzemowy i kwas fluoroborowy), korzystnie o pH od około 1,5 do około 5,0. Korzystnie do formowania niemal nie zawierających chromu powłok konwersyjnych na podłożu metalowym stosuje się kompozycję składającą się ze komponentów (A) i (B) oraz przynajmniej jednego kwasu, korzystnie kwasu fluorowego (np. kwas fluorotytanowy, kwas fluorocyrkonowy, kwas fluorokrzemowy i kwas fluoroborowy), korzystnie o pH od około 1,5 do około 5,0. Również korzystnie do formowania schnących w miejscu wytwarzania, niemal nie zawierających chromu powłok konwersyjnych na podłożu metalowym stosuje się kompozycję składającą się ze komponentów (A) i (B) oraz przynajmniej jednego kwasu, korzystnie kwasu fluorowego (np. kwas fluorotytanowy, kwas fluorocyrkonowy, kwas fluorokrzemowy i kwas fluoroborowy), korzystnie o pH od około 1,5 do około 5,0. Zawartość kompozycji wynosi korzystnie od około 0,1 do około 90% wagowo, zawartość kwasu wynosi korzystnie od około 0,2 do 20% wagowo.

Kompozycje według wynalazku można nanosić na podłoża, przy czym korzystnie są to podłoża metalowe. Po naniesieniu podłoża takie zawierają np. utwardzoną kompozycję składającą się z komponentu (A) zawierającego przynajmniej jeden rozpuszczalny w wodzie składnik posiadający przynajmniej jedną grupę funkcyjną wchodzącą w reakcję sieciowania, korzystnie podczas suszenia i/lub ogrzewania; oraz z komponentu (B) zawierającego przynajmniej jeden materiał błonotwórczy, korzystnie materiał lateksowy.

Kompozycje według wynalazku mogą służyć m.in. do wytwarzania produktów celulozowych, korzystnie płyt sufitowych i produktów włókninowych w postaci arkuszy. Przykładowo do układu zawierającego włókna celulozowe, gdzie układ jest wybrany z przynajmniej jednego z układu wodnego, filcu, tkaniny lub ich kombinacji, można - jednocześnie lub po kolei - dodawać (A) przynajmniej jeden rozpuszczalny w wodzie komponent zawierający przynajmniej jedną grupę funkcyjną wchodzącą w reakcję sieciowania i (B) przynajmniej jeden polimer błonotwórczy.

Kompozycje według wynalazku mogą być również stosowane do wytwarzania produktów celulozowych, korzystnie płyt sufitowych i produktów włókninowych w postaci arkuszy. Kompozycje mogą stosowane do pokrywania podłoży porowatych, które mogą być po nałożeniu powłoki przenoszone lub poddawane manipulacjom.

Materiały budowlane, włącznie z płytami sufitowymi itp., pokryte kompozycją według wynalazku odznaczają się podwyższoną podatnością na cięcie objawiającą się niskim stopniem łuszczenia i/lub pękania.

Kompozycja według wynalazku może również służyć do wytwarzania materiałów budowlanych, włącznie z płytami sufitowymi itp., osiągających pożądaną końcową barwę i trwałość (odporność na zarysowanie, odporność na ścieranie oraz możliwość szorowania). Materiały pokryte kompozycją według wynalazku w pewnych wariantach wykonania odznaczają się kombinacją podwyższonej podatności na cięcie objawiającej się niskim stopniem łuszczenia i/lub pękania oraz odpornością na ścieranie.

Kompozycje powłokowe według wynalazku mogą być przeznaczone do materiałów budowlanych (włącznie z płytami sufitowymi), które - jeżeli materiały budowlane pokryte są kompozycją, a kompozycja ta jest utwardzona - odznaczają się kombinacją powyżej wymienionych właś ciwości, a także dobrych właściwości akustycznych, małej skłonności do uginania się, wysokiej trwałości, dobrej charakterystyki starzenia się, wysokiej jakości koloru, dobrej odporności na ogień i korzystnych właściwości montażowych.

PL 202 959 B1

Powłoki według wynalazku mogą być nakładane na porowate, włókniste podłoże (takie jak płyta sufitowa) wpływając korzystnie na ich trwałość, nie powodując jednocześnie utraty szczelności, zmniejszenia zalet wynikających z porowatej budowy (takich jak właściwości akustyczne), obniżenia estetyki materiału. Podłoże w dalszym ciągu posiada klasę A odporności na ogień.

Wynalazek posiada powyżej wyliczone zalety. Wynalazek dostarcza również łatwą do stosowania kompozycję.

Komponenty z których składa się kompozycja mogą być łatwo mieszane, szczególnie w tych wykonaniach, w których występują one w postaci płynnej, na przykład w postaci emulsji.

Kompozycje według wynalazku podczas utwardzania nie wymagają stosowania wydajnej wentylacji.

Kompozycje według wynalazku są również trwałe.

Kompozycje według wynalazku posiadają właściwości, które sprawiają, że nadają się one szczególnie do natryskiwaniu ich na podłoże. Przykładowo kompozycje według wynalazku mają niską lepkość i zawierają niewielkie ilości ciał stałych. Tak więc kompozycje według wynalazku mogą być nakładane przez natryskiwanie nie powodując zatykania urządzeń natryskujących. Ponadto kompozycje według wynalazku nie wymagają stosowania dużych ilości powietrza podczas natryskiwania i w wyniku niskiej lepkości kompozycji mogą być łatwo rozpylane przy niskim ciśnieniu wytwarzanym przez agregat.

W niektórych wykonaniach wynalazek dostarcza kompozycję powłokową składającą się z:

(A) przynajmniej jednej żywicy poliamidoaminoepichlorowcohydrynowej; i (B) przynajmniej jednego materiału w ilości dostatecznej by nadać pokrytemu utwardzoną kompozycją powłokową podłożu wartość podatności na cięcie mniejszą niż około 15.

W pewnych wykonaniach wynalazek dostarcza kompozycję powłokową składającą się z:

(A) przynajmniej jednej żywicy poliamidoaminoepichlorowcohydrynowej; i (B) przynajmniej jednego materiału wybranego spośród materiałów zwiększających elastyczność, inhibitorów reakcji sieciowania i kombinacji powyższych materiałów w ilości wystarczającej by nadać pokrytemu utwardzoną kompozycją powłokową podłożu wartość podatności na cięcie mniejszą niż około 15.

W niektórych wykonaniach wynalazek dostarcza kompozycję powłokową składającą się z:

(A) przynajmniej jednej żywicy poliamidoaminoepichlorowcohydrynowej; i (B) przynajmniej jednego polimeru zawierającego powtarzające się jednostki wywodzące się z halogenku alkilu posiadającego przynajmniej jedno wią zanie podwójne oraz alken.

W niektórych wykonaniach wynalazku dostarcza materiał y budowlane pokryte kompozycją powłokową składającą się z:

(A) przynajmniej jednej żywicy poliamidoaminoepichlorowcohydrynowej; i (B) przynajmniej jednego polimeru zawierającego powtarzające się jednostki wywodzące z halogenku alkilu posiadającego przynajmniej jedno wiązanie podwójne oraz alkę.

W niektórych wykonaniach wynalazek dostarcza kompozycję powłokową składającą się z:

(A) przynajmniej jednej żywicy poliamidoaminoepichlorowcohydrynowej; i (B) przynajmniej jednego materiału w ilości dostatecznej by nadać wystarczającą elastyczność tak, że po pokryciu podłoża powłoką i jej utwardzeniu, utwardzona powłoka nie odwarstwia się znacząco od podłoża ani nie pęka podczas skręcenia podłoża o 180°. Grubość powłoki po utwardzeniu zawiera się korzystnie w zakresie 0,125 - 0,250 mm (5 - 10 milsów (milicali)).

Korzystnie takie kompozycje wykazują dostateczną elastyczność, by po pokryciu podłoża powłoką i jej utwardzeniu, utwardzona powłoka nie odwarstwiała się znacząco od podłoża ani nie pękała podczas zginania podłoża o 360°.

Komponent (A) może mieć postać wodnego roztworu komponentu (A) obecnego w ilości mieszczącej się w przedziale od około 5% do około 95% wagowo w stosunku do całkowitego ciężaru wszystkich składników kompozycji, komponent (B) może mieć postać wodnej emulsji komponentu (B) obecnej w ilości mieszczącej się w przedziale od około 5% do około 95% wagowych w stosunku do całkowitego ciężaru wszystkich składników kompozycji. Komponent (A) może mieć postać wodnego roztworu komponentu (A) obecnego w ilości mieszczącej się w przedziale od około 50% do około 85% wagowo w stosunku do całkowitego ciężaru wszystkich składników kompozycji, komponent (B) może mieć postać wodnej emulsji komponentu (B) obecnej w ilości mieszczącej się w przedziale od około 8% do około 50% wagowych w stosunku do całkowitego ciężaru wszystkich składników kompozycji. Komponent (A) może mieć postać wodnego roztworu komponentu (A) obecnego w ilości około 75% wagowo w stosunku do cał kowitego ciężaru wszystkich skł adników kompozycji, komponent (B) moż e mieć

PL 202 959 B1 postać wodnej emulsji komponentu (B) obecnej w ilości około 11% wagowych w stosunku do całkowitego ciężaru wszystkich składników kompozycji.

Kompozycje powłokowe mogą ponadto zawierać środek powierzchniowo czynny. Może on zawierać niejonowy związek oktylofenoksypolietoksyetanol. Kompozycja może zawierać środek powierzchniowo czynny w ilości do około 5% wagowych. Środek powierzchniowo czynny może być zawarty w kompozycji w ilości do około 1% wagowych. Środek powierzchniowo czynny może być zawarty w kompozycji w ilości około 0,05% - 0,25% wagowych.

W takich kompozycjach stosunek wagowy (A) : (B) wynosi od okoł o 0,05 do oko ł o 19, korzystnie około 4 do około 12, korzystniej od około 6 do około 8, jeszcze korzystniej od około 6,5 do około 7, najkorzystniej około 6,75.

Wynalazek dostarcza również materiały budowlane z nałożoną powłoką posiadające podłoże pokryte opisanymi powyżej kompozycjami powłokowymi. Podłoże takie może być płytą sufitową lub płytą ścienną.

Materiały budowlane z takimi powłokami odznaczają się wynikiem testu grabi Hessa przynajmniej około 8 oraz wartością podatności na cięcie poniżej 15.

Korzystnie materiały budowlane z takimi powłokami odznaczają się wynikiem testu grabi Hessa przynajmniej około 10 oraz wartością podatności na cięcie poniżej około 10; korzystny wynik testu grabi Hessa to przynajmniej około 12 zaś wartość podatności na cięcie to poniżej około 2; korzystniejszy wynik testu grabi Hessa wynosi około 14, zaś korzystniejsza wartość podatności na cięcie wynosi poniżej około 1.

Podłoże może być płytą sufitową i/lub płytą ścienną.

Korzystnie materiały budowlane z takimi powłokami odznaczają się wynikiem testu grabi Hessa przynajmniej około 8 oraz wartością podatności na cięcie poniżej około 15; korzystniej wynik testu grabi Hessa to przynajmniej około 10 zaś wartość podatności na cięcie to poniżej około 10; jeszcze korzystniejszy wynik testu grabi Hessa to przynajmniej około 12 zaś wartość podatności na cięcie to poniżej około 2; najkorzystniejszy wynik testu grabi Hessa to przynajmniej około 14 zaś wartość podatności na cięcie to poniżej około 1.

Korzystnie komponent (B) wybrany jest spośród kopolimerów wywodzących się z przynajmniej jednego monomeru wybranego z grupy obejmującej chlorowcoalkile, alkeny, metakrylan metylu, akrylan butylu, styren-chlorek winylidenu, kwas akrylowy, kwas metakrylowy i materiały bazujące na akrylanie winylu.

Korzystnie komponent (B) zawiera halogenek alkilu, korzystnie halogenek winylu i korzystnie chlorek winylu. Korzystnie alken jest olefiną, korzystnie etylenem.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób wytwarzania podłoża pokrytego powłoką obejmujący (1) nakładanie na podłoże kompozycji powłokowej składającej się z:

(A) przynajmniej jednej żywicy poliamidoaminoepichlorowcohydrynowej; i (B) przynajmniej jednego materiału w ilości dostatecznej by nadać podłożu z powłoką po jej utwardzeniu wartość podatności na cięcie mniejszą niż około 15; i (2) utwardzenie nałożonej na podłoże powłoki. Korzystna wartość podatności na cięcie jest mniejsza niż około 10, korzystniejsza wartość jest mniejsza niż około 2, najkorzystniejsza wartość jest mniejsza niż około 1.

Użyte podłoża i kompozycje mogą być takie, jak to opisano powyżej.

Szczegółowy opis korzystnych wykonań wynalazku

Przedmiot wynalazku dotyczy wodnych kompozycji składających się z komponentu (A) zdefiniowanego powyżej oraz zdefiniowanego powyżej komponentu (B).

Wodne kompozycje według przedmiotu wynalazku maja różnorodne zastosowania, takie jak powłoki/warstwy antykorozyjne, materiały zastępujące i/lub rozcieńczające lateks, oraz środki sieciujące różnorodne substancje, jak również kleje i/lub spoiwa. Użyte jako powłoki/warstwy antykorozyjne, wodne kompozycje według wynalazku zapewniają warstwę chroniącą przed wilgocią uszczelniają krawędzie, stanowią tanie składniki lateksów, chronią przed przebarwieniami, zapewniają odporność na wodę/niezwilżalność, umożliwiają regulację porowatości w przypadku podłoży porowatych. Przykłady podłoży porowatych obejmują, lecz nie są do nich ograniczone, produkty papierowe, produkty włókninowe i materiały tekstylne. Określenie „tanie składniki lateksów” odnosi się do zdolności kompozycji według wynalazku (tj. komponentów (A) i (B)) do zastępowania lateksu i możliwości częściowego lub całkowitego zastąpienia lateksu we wszystkich zastosowaniach wymagających jego użycia.

Przykłady powłok/warstw antykorozyjnych obejmują, lecz nie są do nich ograniczone, dodatki dodawane do farb w celu uzyskania odpowiedniej tekstury, lepiszcza w powłokach (np. w farbach),

PL 202 959 B1 farby do gruntowania przeznaczone do wszystkich powierzchni, dodatki do papieru (np. nakładane na papier powłoki, środki gruntujące poprawiające zdolność podłoża do przyjmowania nadruku, środki ułatwiające klejenie oraz środki zwiększające wytrzymałość mokrego/suchego papieru), warstwy podkładowe do papieru powlekanego, środki gruntujące przed drukowaniem oraz materiały zastępujące i/lub wchodzące w skład lateksu we wszystkich zastosowaniach wymagających użycia lateksu.

Wodne kompozycje według wynalazku mogą być również wykorzystywane w spoiwach/lepiszczach (np. w powłokach i produktach przeznaczonych do higieny osobistej takich jak kosmetyki i produkty do pielęgnacji włosów), dodatkach do produktów wykonanych z drewna, utrwalaczach do barwników, dodatkach zwiększających wytrzymałość mokrego/suchego papieru w produktach celulozowych (np. produktach włókninowych w postaci arkuszy i płytach sufitowych), dodatkach do farb, żywicach takich jak żywice nadające materiałom właściwość trwałego prasowania (np. w celu zwiększenia odporności na gniecenie), warstwach podkładowych do papieru powlekanego, środkach gruntujących przed drukowaniem, powłokach zabezpieczających, środkach modyfikujących powierzchnię drewna/metalu/szkła oraz materiałach zastępczych/tanich składnikach do lateksu we wszystkich zastosowaniach wymagających użycia lateksu jako spoiwa wewnętrznego. W przypadku zastosowania w spoiwach/lepiszczach, wodne kompozycje według przedmiotu wynalazku zapewniają trwałość wymiarową i/lub wysoką wytrzymałość papieru, drewna i materiałów tekstylnych jak również teksturę farby (jeżeli farba jest wysuszona, tworzy powierzchnię o nieregularnych konturach).

Ponadto wodne kompozycje według wynalazku mogą być stosowane jako środki sieciujące w dodatkach do produktów wykonanych z drewna, ś rodkach ułatwiających klejenie papieru, żywicach nadających materiałom właściwość trwałego prasowania, materiałach zastępujących lateks jako spoiwo wewnętrzne we wszystkich zastosowaniach wymagających użycia lateksu, środkach modyfikujących powierzchnię drewna/metalu/szkła, nośnikach do farby drukarskiej (zapewniających przyczepność do szkła) oraz środkach wspomagających obróbkę na mokro materiałów tekstylnych. Zastosowanie wodnej kompozycji według wynalazku jako środków sieciujących zapewnia dobre właściwości uszczelniające, odporność na przebarwienia, wytrzymałość materiałów tekstylnych, wytrzymałość na wodę i niezwilżalność.

Sposoby wytwarzania podłoży pokrywanych kompozycją powłokową według wynalazku obejmują przykładowo nakładanie na podłoże kompozycji powłokowej składającej się ze komponentów (A) i (B) oraz utwardzanie nał oż onej na podło ż e kompozycji powł okowej. Ponadto sposoby nakładania na metale powłok konwersyjnych według wynalazku obejmują nakładanie na podłoże kompozycji powłokowej składającej się ze komponentów (A) i (B) oraz suszenie nałożonej na powierzchnię podłoża kompozycji lub polewanie podłoża kompozycją powłokową. Sposoby nakładania na metale powłok konwersyjnych obejmują zastosowanie kompozycji składającej się ze komponentów (A) i (B) oraz przynajmniej jednego kwasu, korzystnie kwasu fluorowego (np. kwas fluorotytanowy, kwas fluorocyrkonowy, kwas fluorokrzemowy i kwas fluoroborowy), korzystnie o pH od około 1,5 do około 5,0. Korzystnie w sposobie formowania zasadniczo nie zawierają cych chromu powł ok konwersyjnych na podł o ż u metalowym, stosuje się kompozycje składające się ze komponentów (A) i (B) oraz przynajmniej jednego kwasu, korzystnie kwas fluorowego (np. kwas fluorotytanowy, kwas fluorocyrkonowy, kwas fluorokrzemowy i kwas fluoroborowy), korzystnie o pH od około 1,5 do około 5,0. W innym wariancie sposobu formowania suszonych w miejscu wytwarzania zasadniczo nie zawierających chromu powłok konwersyjnych na podłożu metalowym, stosuje się kompozycję składającą się ze komponentów (A) i (B) oraz przynajmniej jednego kwasu, korzystnie kwasu fluorowego (np. kwas fluorotytanowy, kwas fluorocyrkonowy, kwas fluorokrzemowy i kwas fluoroborowy), korzystnie o pH od około 1,5 do około 5,0.

Określenie „zasadniczo nie zawierająca chromu powłoka konwersyjna” odnosi się do powłoki konwersyjnej, do której nie został w sposób zamierzony dodany chrom, lecz która może zawierać śladowe ilości chromu.

Określenia „zasadniczo jednoczesne dodawanie” lub „jednoczesne dodawanie” odnoszą się do dodawania dwóch substancji do szlamu lub zawiesiny (np. do szlamu celulozowego) bez znaczącej różnicy czasu między dodawaniem obydwu substancji i zasadniczo w tym samym punkcie układu lub procesu. Dwie dodawane substancje mogą być zarówno w postaci mieszaniny jak również mogą być dodawane osobno, na przykład jedna substancja może być dodawana podczas dodawania drugiej.

Określenie „kolejne dodawanie” odnosi się do przynajmniej dwóch substancji dodawanych w tym samym czasie w różnych miejscach lub w różnym czasie i/lub tym samym miejscu w innym momencie w urządzeniu służącym do wytwarzania produktów celulozowych. Miejsca te są na tyle od siebie oddalone, by jedna substancja została dodana i wymieszana z celulozowym szlamem przed

PL 202 959 B1 dodaniem drugiej substancji. Może być również zastosowana kombinacja dodawania kolejnego i jednoczesnego.

W niektórych wariantach realizacji wynalazku kompozycje składające się z mieszanin zawierających: komponent (A) zawierający polyamidoamino-epichlorowcohydrynę i komponent (B) zawierający komponent współdziałający z lub moderujący właściwości komponentu (A), korzystnie wybrany ze składników zwiększających elastyczność, składników hamujących sieciowanie oraz kombinacji tych składników, po nałożeniu powłoki na różne podłoża zapewniają uzyskanie nadspodziewanie szerokiego spektrum właściwości. Kompozycje według wynalazku nadają się szczególnie do pokrywania podłoży porowatych. Przykładowe podłoża obejmują materiały budowlane takie jak płyty sufitowe, płyty ścienne i tym podobne. Zgodnie z jedną z użytych tu definicji, bez wiązania się rozważaniami teoretycznymi, przypuszcza się, że składniki zwiększające elastyczność przynajmniej częściowo hamują sieciowanie komponentu (A).

Komponent (A)

Komponent (A) może być dowolnym składnikiem zawierającym cząsteczki ulegające podczas schnięcia i/lub ogrzewania wzajemnemu oddziaływaniu takiemu jak molekularne wymieszanie, sieciowanie, wiązanie. Bez wiązania się rozważaniami teoretycznymi, materiały możliwe do zastosowania jako komponent (A) obejmują, lecz nie są do nich ograniczone, materiały oddziaływujące na poziomie cząsteczkowym tak, by tworzyły podczas utwardzania komponentów (A) i (B) siatkę rozmieszczoną w komponencie (B).

Jak to omówiono powyżej, komponent (A) wodnej kompozycji według wynalazku może zawierać przynajmniej jeden rozpuszczalny w wodzie składnik zawierający przynajmniej jedną grupę funkcyjną wchodzącą w reakcję sieciowania, korzystnie podczas schnięcia i/lub ogrzewania. Określenie „rozpuszczalny w wodzie składnik” odnosi się do składnika, który rozpuszcza się w wodzie tworząc jednorodną ciecz. Przykładowe grupy funkcyjne komponentu (A) korzystnie obejmują, lecz się do nich nie ograniczają, grupy epoksydowe, aldehydowe, karboksylowe, akrylany i ich pochodne, akryloamid i jego pochodne, i aminy czwartorzę dowe, korzystniej grupy azetidiniowe, epoksydowe i aldehydowe, korzystniej grupy azetidiniowe i epoksydowe.

Korzystnymi przykładami komponentu (A) są, ale nie jedynie, podatne na sieciowanie polimery bazujące na akryloamidzie, żywice poliamidoaminoepichlorowcohydrynowe, poliaminy oraz poliiminy, korzystniej poliakryloamidy z kationowymi grupami funkcyjnymi (HERCOBOND 1000® wytwarzanych przez Hercules Incorporated), takie jakie ujawniono w amerykańskim patencie nr US 5 543 446, włączonym w całości do niniejszego opisu jako źródło literaturowe, dodatki krepujące takie jak CREPETROL® A 3025 ujawniony w amerykańskim patencie nr US 5 338 807, włączonym w całości do niniejszego opisu jako źródło literaturowe oraz żywice poliamidoaminoepichlorowcohydrynowe, takie jakie ujawniono w patentach US 2 926 116 i US 2 926 154 autorstwa Keima włączonych w całości do niniejszego opisu jako źródła literaturowe.

W niektórych wariantach wykonania wynalazku, korzystnymi materiałami stosowanymi jako komponent (A) są żywice poliamidoaminoepichlorowcohydrynowe, takie jak ujawniono w patentach US 2 926 116 i 2 926 154 autorstwa Keima włączonych w całości do niniejszego opisu jako źródła literaturowe. Korzystne żywice poliamidoaminoepichlorowcohydrynowe mogą być również przygotowane zgodnie ze wskazówkami zawartymi we włączonym w całości do niniejszego opisu jako źródło literaturowe patencie US 5 614 597 autorstwa Bowera i zwykle przypisywanym Hercules Incorporated. Jak opisano w patencie US 5 614 597 autorstwa Bowera, w procesach tych zwykle wykorzystuje się reakcję wodnego roztworu poliamidoaminy z nadmiarem epichlorowcohydryny, w celu całkowitego przekształcenia grup aminowych w poliamidoaminie w związki addytywne epichlorowcohydryn. Podczas reakcji grupy chlorowcohydrynowe dodawane są do drugorzędowych grup aminowych w poliamidoaminie, tak, jak jest to widoczne w następującym przykładzie wykorzystującym epichlorohydrynę jako epichlorowcohydrynę:

r₂nh +

R2NCH2CH ch₂ci

CH2CHCH2CH2C1 -/ \ / o

OH gdzie R2N- oznacza drugorzędową grupę aminową w poliamidoaminie.

Po dodaniu epichlorowcohydryny i po zakończeniu wydzielania się ciepła, mieszanina reagującą podgrzewa się w celu wywołania sieciowania oraz zwiększenia lepkości. Podczas tej reakcji tworzone

PL 202 959 B1 są grupy azetidioniowe. Te grupy funkcyjne są zwykle wykorzystywane w celu nadania wytrzymałości mokremu papierowi przez utworzenie z włóknami papieru silnie usieciowanej sieci przestrzennej.

Korzystnymi żywicami poliamidoaminoepichlorowcohydrynowymi są takie poliamidoaminoepichlorowcohydryny, jakie sprzedawane są pod różnymi nazwami handlowymi przez Hercules Incorporated z Wilmington, Delaware. Korzystnymi ż ywicami poliamidoaminoepichlorowcohydrynowymi dostępnymi w firmie Hercules są żywice KYMENE® i żywice HERCOBOND®. Przykładami są żywica KYMENE 557H®, żywica KYMENE 557LX®; żywica KYMENE 557SLX®; żywica KYMENE 736®; i ż ywica HERCOBOND 5100®. Szczególnie korzystnymi, dostępnymi w postaci wodnych roztworów poliamidoamin są żywice KYMENE 557H® i HERCOBOND 5100®. Żywica KYMENE 763® (poliamina) również może być wykorzystana jako komponent (A). Należy wyraźnie stwierdzić, że stosowanie równoważnych żywic w stosunku do powyżej wymienionych mieści się w zakresie wynalazku.

Komponent (B)

Bez wiązania się z jakąkolwiek teorią, materiały możliwe do zastosowania jako komponent (B) obejmują, wszystkie materiały zdolne do tworzenia ośrodka dyspersyjnego, który może być modyfikowany przez sieciową strukturę opisanego powyżej komponentu (A). Tak jak opisano powyżej, komponent (B) zawiera przynajmniej jeden materiał błonotwórczy taki jak polimer, korzystnie jest to materiał lateksowy.

Przykłady innych materiałów błonotwórczych według wynalazku obejmują, lecz nie są do nich ograniczone, polimery pochodzące z monomerów chlorowcoalkilów posiadających 2 - 12 atomów węgla, chlorowcoalkenów posiadających 2 - 12 atomów węgla, akryloamidów alkilowych posiadających 2 - 12 atomów węgla, akryloamidów alkenowych posiadających 2 - 12 atomów węgla, akrylanów alkilów posiadających 2 - 12 atomów węgla i akrylanów alkenów posiadających 2 - 12 atomów węgla.

W niektórych wykonaniach wynalazku polimer o właś ciwościach błonotwórczych może być lateksem wybranym z przynajmniej jednego polimeru wywodzącego się z przynajmniej jednego monomeru zawierającego powtarzające się jednostki pochodzące z halogenku alkilu posiadającego przynajmniej jedno wiązanie podwójne i alkenu, gdzie halogenek alkilu zawiera 2 - 12 atomów węgla i gdzie alken zawiera 2 - 12 atomów wę gla

Określenie „lateks” odnosi się do wodnej dyspersji nierozpuszczalnego w wodzie polimeru. Materiały lateksowe przygotowywane są w procesie polimeryzacji emulsji, gdzie nierozpuszczalny monomer jest emulgowany w wodzie ze środkiem powierzchniowo czynnym do małych cząstek o średnicy poniżej 10000 nm lub 10 mikronów i polimeryzowany za pomocą rozpuszczalnego w wodzie inicjatora. Powstały produkt jest koloidalną zawiesiną drobnych cząstek, korzystnie o średnicy od około 50 do 1000 nm. Patrz przykładowo Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, wydanie czwarte, tom 15, strona 51 (J. Wiley & Sons, New York, 1995), która jest włączona w całości do niniejszego opisu jako źródło literaturowe. „Zawiesina koloidalna” odnosi się do dyspersji drobnych kropli lub cząstek w ciekłym ośrodku.

Możliwe do zastosowania lateksy mogą być łatwo rozpoznane przez fachowców w tej dziedzinie na podstawie ich właściwości fizycznych, rozpatrując konwencjonalne własności obejmujące stabilność, reologię, tworzenie i właściwości błony, reaktywność międzyfazowąj przy czym przyczepność do podłoża może być określona przez koloidalne i polimeryczne właściwości lateksu. Właściwości koloidalne obejmują rozmiar cząstek i morfologię rozproszenia cząstek stałych, pH, lepkość i stabilność. Rozkład masy cząsteczkowej, kolejność i rozkład monomeru, temperatura zeszklenia oraz podatność na krystalizację są dobrze znane.

Zastosowania lateksu obejmują, lecz nie są do nich ograniczone, kleje, spoiwa, powłoki, materiały elastyczne, produkty piankowe, modyfikatory i środki przeznaczone do unieruchamiania innych materiałów.

Dostępne na rynku lateksy są pochodzą z wielu różnorodnych monomerów. Ich lista obejmuje, lecz nie jest do nich ograniczona, styren, dimetylostyren, metylostyren, chloropren, butadien, etylen, akryloamid, akroleinę, akrylan metylu, akrylan etylu, kwas akrylowy, kwas metakrylowy, akrylan n-butylu, chlorek winylidenu, ester winylu, chlorek winylu, octan winylu, akrylowany uretan, akrylan hydroksyetylu, akrylan dimetyloaminoetylenu i octan winylu.

Lista innych przykładów korzystnych materiałów lateksowych obejmuje, lecz nie jest do nich ograniczona, kopolimery halogenków alkilu i halogenków alkenu, takie jak kopolimery winylu lub halogenków allilu i alkenów. Stosowane mogą być dowolne halogenki alkilu i dowolne halogenki alkenu, które kopolimeryzują tworząc ze sobą kopolimery. W standardowych podręcznikach zamieszczone są listy takich materiałów. Zobacz przykładowo Organic Chemistry, Morrison & Boyd, Allyn and Bacon,

PL 202 959 B1

Inc. 1973, który jest włączony w całości do niniejszego opisu jako źródło literaturowe, ze względu na zawarte w nim rozległe informacje o takich preparatach. Korzystne halogenki alkilu obejmują halogenki allilu i/lub winylu posiadające 2 -12 atomy węgla, korzystnie posiadające 2 - 6 atomy węgla, korzystniej posiadające 2 - 4 atomy węgla, najkorzystniej posiadające 2 atomy węgla. Szczególnie korzystne są kopolimery halogenków winylu (szczególnie chlorku winylu) i alkenów, korzystnie posiadające 2 - 12 atomy węgla, korzystniej posiadające 2 - 6 atomy węgla, jeszcze korzystniej posiadające 2 - 4 atomy węgla, najkorzystniej posiadające 2 - 3 atomy węgla, szczególnie propylen i/lub etylen.

W niektórych wykonaniach wynalazku komponent (B) moż e zawierać dowolny skł adnik dział ający tak, by współpracował lub moderował właściwości komponentu (A). Zgodnie z jedną z użytych tu definicji, materiały z których składa się komponent (B) obejmują materiały działające tak, by uelastyczniały komponent (A) po zastosowaniu kompozycji według wynalazku jako powłoki, materiały mające tendencję do hamowania sieciowania komponentu (A), oraz mieszaniny takich materiałów. Materiały z których składa się komponent (B) nie są jednakże ograniczone do tych przykładowych definicji.

Stopień uelastycznienia komponentu (A) przez komponent (B) może być wyrażony przez wartość podatności na cięcie. Przykładowa procedura określania wartości podatności pokrytego kompozycją według wynalazku podłoża (takiego jak płyta sufitowa lub płyta ścienna) na cięcie jest omówiona na przykładach podanych poniżej. Stopień uelastycznienia komponentu (A) przez komponent (B) może być wyrażony przez stopień do jakiego pokryte następnie utwardzoną kompozycją według wynalazku podłoże (takie jak płyta z aluminium, na przykład blacha do ciast) może być zginane bez pękania powłoki lub jej odwarstwiania od podłoża. Przykładową procedurę oznaczania stopnia elastyczności przedstawiono w zamieszczonych poniżej przykładach.

Korzystnymi materiałami z których może składać się komponent (B) są kopolimery halogenków alkilu i alkenów, takie jak kopolimery halogenków winylu lub allilu i alkenów. Stosowane mogą być dowolne halogenki alkilu i dowolne alkeny, które kopolimeryzują tworząc ze sobą kopolimery. Listy przykładowych materiałów zamieszczone są w standardowych podręcznikach. Zobacz przykładowo Organic Chemistry, Morrison & Boyd, Allyn and Bacon, Inc. 1973, który jest włączony w całości do niniejszego opisu jako źródło literaturowe, ze względu na zawarte w nim informacje o takich materiałach. Korzystne halogenki alkilu obejmują halogenki allil i/lub winylu posiadające 2 - 12 atomy węgla, korzystnie 2 - 6 atomy węgla, korzystniej 2 - 4 atomy węgla, najkorzystniej 2 atomy węgla. Szczególnie korzystne są kopolimery halogenków winylu (szczególnie chlorku winylu) i alkenów, korzystnie posiadających 2 - 12 atomy węgla, korzystniej 2 - 6 atomy węgla, jeszcze korzystniej 2 - 4 atomy węgla, najkorzystniej 2 - 3 atomy węgla, szczególnie propylen i/lub etylen.

Jako komponent (B) mogą być stosowane dowolne kopolimery chlorku winylu i etylenu. Przykładowe kopolimery chlorku winylu i etylenu ujawnione są w amerykańskim patencie nr 4 673 702 autorstwa Iacovello i amerykańskim patencie nr US 4 962 141 autorstwa Iacovello i innych, włączonych w całości do niniejszego opisu jako źródła literaturowe. Kopolimery te (określane tu również jako kopolimery „EVCI”) mogą być wytwarzane w dowolny sposób. Przykładowo mogą być one wytwarzane (korzystnie w postaci emulsji) tak jak opisano w amerykańskim patencie nr US 4 962 141 autorstwa Iacovello i innych, według następujących procedur.

Odpowiednie emulsje kopolimeru EVCI mogą być przygotowane w drodze kopolimeryzacji monomerów w obecności odpowiednich emulgatorów, tj. koloidów ochronnych i środków powierzchniowo czynnych, w ośrodku wodnym pod ciśnieniem nie przekraczających zwykle 100 atm. i w obecności stopniowo dodawanego układu redox. Reakcja kopolimeryzacji jest przeprowadzana przy takim ciśnieniu etylenu, które jest wystarczające do otrzymania kopolimeru o 5 do 35% zawartości wagowej etylenu, korzystnie o zawartości wagowej 15 - 25%. W celu zapewnienia takiej zawartości etylenu, stosowane jest zwykle ciśnienie o wartości od około 50 do około 100 atm.

Emulsje kopolimeru EVCI mogą dodatkowo zawierać od 0,1 do 30% wagowych zewnętrznych środków sieciujących w stosunku do całkowitego ciężaru kopolimeru. Odpowiednimi zewnętrznymi środkami sieciującymi są żywice melaminowe/formaldehydowe i poliizocyjaniany, takie jak dyspergowalne w wodzie polimeryczne diizocyjaniany metylodifenylu oraz wodne żywice fenolowe.

Podczas przeprowadzania procesu polimeryzacji, niemal cały polialkohol winylowy część chlorku winylu są początkowo wprowadzane do służącego do polimeryzacji zbiornika, gdzie przy podwyższonym ciśnieniu są poddawane działaniu etylenu. Najkorzystniej przynajmniej 5% wag. i korzystnie przynajmniej 15% wag. całkowitej ilości przeznaczonego do polimeryzacji chlorku winylu jest początkowo wprowadzane do reaktora. Reszta chlorku winylu jest dodawana, w możliwie równym tempie, po tym jak początkowa ilość wprowadzonego do reaktora monomeru chlorku winylu znacząco się zmniejszy,

PL 202 959 B1 o czym świadczy spadek szybkości polimeryzacji. To kontrolowane dodawanie zapobiega zwiększaniu się ciśnienia w reaktorze. Początkowo do reaktora powinno zostać wprowadzone nie więcej niż 60% chlorku winylu, ponieważ prepolimer może powstawać in-situ, w celu otrzymania pożądanej, trwałej emulsji.

Na ilość etylenu wchodzącą do kopolimeru ma wpływ ciśnienie, mieszanie, szybkość dodawania i ilość środków generujących wolne rodniki. Zawartość etylenu w kopolimerze może być zwiększana przez zastosowanie większego ciśnienia etylenu, zwiększenie intensywności mieszania lub zastosowanie wydajniejszego źródła wolnych rodników.

Proces wytwarzania emulsji kopolimeru EVCI może obejmować przygotowanie wodnego roztworu zawierającego zasadniczo cały środek dyspergujący polialkohol winylowy. Ten wodny roztwór i począ tkowa ilość chlorku winylu mogą być dodane do zbiornika, w którym zachodzi polimeryzacja, a następnie doprowadza się ciśnienie etylenu do pożądanej wartości. Mieszanina jest dokładnie mieszana aż do rozpuszczenia etylenu w chlorku winylu i przejścia w fazę wodną. Temperatura wsadu może być podczas mieszania podnoszona aż do osiągnięcia temperatury polimeryzacji. W celu otrzymania kopolimeru o zawartości etylenu około 20 - 30% wag., można zastosować temperaturę polimeryzacji wynoszącą około 55°C i ciśnienie etylenu w zakresie 750 - 1000 psig (5171,06775 - 6894,757 kPa). Mieszanie może być realizowane za pomocą mieszadła lub innego znanego urządzenia.

Polimeryzacja jest inicjowana przez wprowadzenie do zawierającego przedmieszkę monomeru naczynia reaktora początkowej ilości źródła wytwarzającego wolne rodniki. W przypadku zastosowania układu redoks, zarówno składnik utleniający jak i składnik redukujący mogą być na początku dodane do wodnego ośrodka zawierającego polialkohol winylowy i chlorek winylu z innym składnikiem redoks dodanym w celu zainicjowania reakcji. Po zainicjowaniu reakcji, do zbiornika reaktora może być stopniowo dodawany jakikolwiek pożądany monomer, taki jak opisane tu komonomery funkcyjne zawierające grupy hydroksyalkilowe lub kwas karboksylowy.

Reakcja może być ogólnie kontynuowana aż do momentu, w którym polimeryzacja przestaje być reakcją samopodtrzymującą lub do osiągnięcia pożądanej resztkowej zawartości chlorku winylu poniżej 0,5%. Produkt zakończonej reakcji jest usuwany ze środowiska etylenu i utrzymywany w temperaturze powyżej Tg kopolimeru, w atmosferze oddzielonej od dostępu powietrza. Mieszanina reakcyjna może być również przekazana do pochłaniacza gazów w celu usunięcia nieprzereagowanego etylenu.

Fachowcy w tej dziedzinie rozumieją, że powyższe jest jedynie przykładem i że rodzajowo i/lub specyficznie określone substraty i warunki reakcji mogą zostać zastąpione przez równoważne substraty i warunki. Do szczególnie zalecanych do zastosowania jako komponent (B) kopolimerów należą kopolimery rozprowadzane przez Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, Pennsylvania pod handlową nazwą AIRFLEX®; szczególnie AIRFLEX 4530®, AIRFLEX 4514®, AIRFLEX 4500®. Należy zaznaczyć, że zastosowanie związków równoważnych takim kopolimerom chlorku winylu i etylenu mieści się w zakresie wynalazku. Tak więc w zakresie wynalazku mieszczą się przykładowo polimer lub kopolimer moderujący komponent (A) w taki sposób, że uelastycznia komponent (A) i/lub dowolny polimer lub kopolimer hamujący sieciowanie tak, że po usunięciu wody z kompozycji i utwardzeniu powłoki, może być ona zgięta o 180°, korzystnie o 360° bez pękania lub rozwarstwienia. Korzystnie w zakresie wynalazku mieści się dowolny kopolimer działający tak, że uelastycznia komponent (A) i/lub dowolny polimer lub kopolimer hamujący sieciowanie, tak że po nałożeniu powłoki na podłoże takie jak płyta aluminiowa i usunięciu wody z kompozycji, może być ona zgięta o 180°, korzystnie zaś o 360° bez pę kania lub odwarstwienia od podł o ż a. Korzystnie kombinacja komponentów (A) i (B) tworzy kompozycje odznaczające się, oprócz omówionej powyżej elastyczności, dobrą pamięcią kształtu. Przykładowo kompozycje takie korzystnie odznaczają się dobrą pamięcią kształtu, tak że po uprzednim odkształceniu utwardzona powłoka powrócą do wcześniejszego położenia lub ukształtowania.

Innymi, możliwymi do zastosowania jako komponent (A) materiałami są, lecz się do nich nie ograniczają, NEOCAR® produkowany przez Union Carbide (ester winylowy kwasu akrylowego), RES 3077® produkowany przez Rohm & Haas (octan winylu/kwas akrylowy), FLEXTHANE 620® produkowany przez Air Products (terpolimer amidu chlorku winylu), VTNAC 884® produkowany przez Air Products (octan winylu), DOW 620® produkowany przez Dow Chemical Company (kauczuk styrenobutadienowy), FLEXBOND 325® (lateks kopolimerowy octan winylu-kwas akrylowy) produkowany przez Air Products, LUCIDENE 243® (polimerowa emulsja styren-kwas akrylowy), HYCAR 26256® (lateks kopolimerowy estru akrylowego) i MORKOTE 1725® (emulsja kopolimeru akrylowego).

Jak omówiono powyżej, takie materiały wchodzące w skład komponentu (B) zawierają układy zdolne do jednorodnego mieszania się z wodą takie jak kopolimery mogące zawierać następujące

PL 202 959 B1 monomery: metakrylan metylu, akrylan butylu, chlorek styrenowinilidenowy, kwas akrylowy i kwas metakrylowy. Odpowiednie kopolimery zawierają akrylowane uretany wytworzone przez przereagowanie z hydroksyakrylanem lub metakrylanem; można wykorzystać również diol, poliester lub diaminę i diizocyjanian. Korzystne monomery ujawnione są w patencie US 5 716 603, który jest włączony w cał o ś ci do niniejszego opisu jako ź ródł o literaturowe, ze wzglę du na zawarte w nim dane dotyczą ce tych monomerów. Inne obiecujące kopolimery zawierają materiały akrylowe i materiały bazujące na akrylanie winylu.

Innymi przykłady komponentu (B) obejmują, lecz się do nich nie ograniczają, kopolimery ester winylowy/kwas akrylowy, octan winylu/kwas akrylowy, octan winylu/etylen, terpolimer amidu chlorku winylowego, octan winylu oraz styren/butadien.

Inne materiały możliwe do zastosowania jako komponent (B) to FLEXBOND 325® (lateks kopolimerowy octan winylu-kwas akrylowy), LUCIDENE 243® (emulsja polimeru styren-kwas akrylowy), HYCAR 26256® (lateks kopolimerowy estru akrylowego) i MORKOTE 1725® (emulsja polimeru akrylowego).

Kompozycje

Wodne kompozycje według wynalazku występują korzystnie w postaci wodnej mieszaniny, korzystnie wodnej emulsji, i w korzystnych wykonaniach w postaci wodnej emulsji otrzymanej ze zmieszania komponentu (A) i komponentu (B). Dodatkowo wodna kompozycja według wynalazku może zawierać wodę i przynajmniej jeden środek powierzchniowo czynny i/lub dodatki modyfikujące.

pH wodnych kompozycji według wynalazku zawierających komponenty (A) i (B) może być dostosowywana w taki sposób, by były spełnione wymagania konkretnych zastosowań. Korzystnie pH zawiera się w przedziale od około 3 do około 9, korzystniej pH zawiera się w przedziale od około 3 do około 7, i najkorzystniej pH wynosi około 4,5.

Kompozycja według wynalazku jest korzystnie wytwarzana przez dodanie 75 g komponentu (A), korzystnie Hercobond 5100® lub Kymene 557H®, do 11,11 g emulsji komponentu (B), korzystnie Airflex 4530®, mieszanie mechaniczne i dodanie wody w takiej ilości, by otrzymać 100 g roztworu.

Kompozycje powłokowe według wynalazku stosowane są korzystnie w postaci wodnej mieszaniny, korzystnie wodnej emulsji, i dogodnie w korzystnych wykonaniach w postaci układu wodnej emulsji otrzymanego z mieszaniny roztworu komponentu (A) i emulsji komponentu (B) oraz ewentualnie wody i środka powierzchniowo czynnego.

Tak więc kompozycje według wynalazku mogą być wytwarzane przez mieszanie dostępnych w handlu roztworów komponentów (A) i (B). Ponieważ takie produkty są dostępne w handlu, korzystne i wygodne jest stosowanie kupionych od dostawców „gotowych” komponentów (A) i (B), jednakże nie jest to wymagane. Jak pokazują przykłady, roztwory takie są dostępne w stężeniu około 12,5% (dogodnie wyrażonym jako procent zawartości substancji stałych, bazując na stosunku ciężaru żywicy do całkowitego ciężaru kupowanego gotowego roztworu) w przypadku komponentu (A), i stężeniu około 50% (bazując na stosunku ciężaru żywicy do całkowitego ciężaru kupowanego gotowego roztworu) w przypadku komponentu (B).

Przy stężeniu roztworu komponentu (A) około 12,5% oraz stężeniu emulsji komponentu (B) około 50%, w kompozycjach stosuje się roztwór komponentu (A) w ilości od około 5% do około 95%, korzystnie od około 50% do około 85%, korzystniej około 75% (w stosunku do ciężaru wszystkich składników w kompozycji), stosowana w kompozycjach ilość emulsji komponentu (B) to od około 5% do 95%, korzystnie od około 8% do około 50%, korzystniej około 11% (w stosunku do ciężaru wszystkich składników w kompozycji). Stwierdzono, że szczególnie korzystne są kompozycje składające się z okoł o 75% komponentu (A) i 11,11% komponentu (B), pozostał e skł adniki kompozycji to ś rodek powierzchniowo czynny (korzystnie w ilości około 0,06%) i woda.

Może to być również wyrażone w taki sposób, że kompozycje według wynalazku mogą zawierać substancje stałe komponentu (A) (w rozumieniu składnika aktywnego, tj. żywicy) w ilości mieszczącej się przedziale od około 1% do około 85%, korzystnie od około 1,5% do około 82,5%, najkorzystniej około 63% (w stosunku do całkowitego ciężaru dwóch żywic, tj. całkowitej masy żywic stanowiących komponenty (A) i (B)), oraz zawierać żywicę komponentu (B) (w rozumieniu składnika aktywnego, tj. żywicy) w ilości mieszczącej się przedziale od około 15% do około 99%, korzystniej od około 17,4% do około 98,7%, najkorzystniej około 37% (w stosunku do całkowitego ciężaru dwóch żywic, tj. całkowitej masy żywic stanowiących komponenty (A) i (B)).

Ilości komponentów (A) i (B) stosowane w wodnych kompozycjach według wynalazku mogą być również wyrażone przez stosunek (A):(B), będący stosunkiem ciężaru suchego polimeru stanowiącego

PL 202 959 B1 komponent (A) do ciężaru suchego polimeru stanowiącego komponent (B). Spośród wodnych kompozycji według wynalazku korzystne są te, w których stosunek (A):(B) wynosi od około 5:1 do około 1:5, korzystniej od około 2:1 do około 1:1, najkorzystniej około 1,69:1.

Zastosowane w wodnych kompozycjach według wynalazku ilości komponentów (A) i (B) mogą być również wyrażone przez stosunek (A):(B), będący stosunkiem ciężaru polimeru stanowiącego komponent (A) do ciężaru polimeru stanowiącego komponent (B) i oznaczony (A)/(B). Wodne kompozycje według wynalazku obejmują te kompozycje, w których wartość stosunku (A):(B) zawiera się w przedziale od około 0,05 do około 19, korzystnie od około 4 do około 12, korzystniej od około 6 do około 8, jeszcze korzystniej od około 6,5 do około 7,0, najkorzystniej około 6,75.

Opcjonalne środki powierzchniowo czynne i dodatki modyfikujące

Podczas wytwarzania wodnych kompozycji według wynalazku roztwory komponentów (A) i (B), woda, i opcjonalnie przynajmniej jeden środek powierzchniowo czynny i/lub przynajmniej jeden dodatek modyfikujący i/lub przynajmniej jeden kwas mogą być wymieszane w dowolnym odpowiednim mieszalniku, korzystnie mechanicznie. Szczególnie nadaje się do tego celu mieszalnik wyposażony w mieszadło. Komponenty mogą być wprowadzane do mieszalnika w dowolnej kolejności lub równocześnie.

W korzystnych wykonaniach kompozycje zawierają ś rodek powierzchniowo czynny. Odpowiednimi środkami powierzchniowo czynnymi są niejonowe, anionowe i kationowe związki powierzchniowo czynne. Przykładami są sprzedawane przez GEO Specialty Chemicals, Cedertown, GA TERGITOL®, TRITON GR7M®, TRITON X 100®, Trietyloamina (TEA), AQUAQUEST 2120® i woda. Korzystnym środkiem powierzchniowo czynnym jest TRITON X-100® (niejonowy związek powierzchniowo czynny oktylofenoksypolietoksyetanol) sprzedawany przez Union Carbide Chemicals and Plastics Company, Incorporated, Danbury, Connectitut. Korzystnie środki powierzchniowo czynne stosowane są w ilości do około 10% wagowych. Korzystna zawartość środków powierzchniowo czynnych mieści się w przedziale około 0 - 5% wagowych, korzystniej około 0 - 1% wagowych, najkorzystniej około 0,05% - 0,25% wagowych, względem całkowitej wagi kompozycji.

Wodne kompozycje według wynalazku mogą również zawierać dodatki modyfikujące, takie jak stosowane w celu uzyskania pożądanych kolorów pigmenty. Odpowiednie są zarówno pigmenty organiczne jak i nieorganiczne. Korzystne pigmenty organiczne obejmują czerwony D i C nr 10, 11, 12 i 13, czerwony D i C nr 7, czerwony D i C nr 5 i 6, czerwony D i C nr 30 i 40, ż ó ł ty D i C nr 5 oraz czerwony D i C nr 2. Pigmenty nieorganiczne to między innymi dwutlenek tytanu, tlenochlorek bizmutu, brąz żelazowy i czerwień żelazowa.

Korzystna zawartość pigmentów to do 5% wagowych, korzystnie od około 0,01% do około 5% wagowych, korzystniej od około 0,5% do około 2% wagowych.

W celu zwiększenia szybkości schnięcia mogą być stosowane dodatkowe składniki. Takimi składnikami są na przykład estry glikolu jak octan butyloglikolu i lotne alkohole, takie jak etanol i 2-propanol. Przyspieszacze schnięcia mogą być dodawane w ilości do około 5% wagowych, korzystniej od około 0,01% do około 5% wagowych, najkorzystniej od około 0,5% do około 2,5% wagowych.

Mogą być również stosowane inne składniki, takie jak na przykład plastyfikatory i środki do koalescencji emulsji. Należą do nich przykładowo takie, jakie ujawniono w amerykańskim patencie nr US 5 716 603, który jest włączony w cał o ś ci do niniejszego opisu jako ź ródł o literaturowe.

W kompozycjach mogą być również stosowane zagęstniki, na przykład w ilości od około 0,01% do około 5% wagowych. Do odpowiednich zagęstników należą celuloza i jej pochodne włącznie z karboksymetylocelulozą i hydroksyetylocelulozą, naturalne ż ywice takie jak karagenina, pektyna lub żywica ksantanowa, krzemiany, gliny takie jak laponit oraz syntetyczne polimery takie jak, tlenek etylenu, alkohol winylowy, polimery oparte na akrylu lub poliuretanie itp.

Powszechną praktyką jest dodawanie do powłok wypełniaczy w celu uzyskania odpowiedniej trwałości, koloru i odporności na ogień. Jednakże wysoka zawartość wypełniaczy (przykładowo 40% wagowych lub więcej) prowadzi zwykle do tworzenia rodzaju płytki szczelnie pokrywającej powierzchnię podłoża, co jest pożądane ze względu na trwałość lecz wpływa negatywnie na własności akustyczne. Wypełniacze zabezpieczają również powłokę przed przesiąkaniem do podłoża, co powoduje odpryskiwanie farby podczas cięcia materiału. Wypełniacze służą również do „ukrywania” barwy podłoża (w wielu kompozycjach sama substancja błonotwórcza nie „zakrywa” podłoża).

Mogą być również stosowane różne dodatki modyfikujące. Określenie „dodatki” obejmuje szeroką gamę stałych i ciekłych materiałów dodawanych normalnie do kompozycji powłokowych. Fachowcy w tej dziedzinie łatwo rozpoznają i zastosują odpowiednie dodatki. Dodatki obejmują wypełniacze takie jak krzemionki, gliny (włącznie z kaolinem, gliną garncarską delaminowaną, kalcynowaną

PL 202 959 B1 itd.); węglan wapniowy, dwutlenek tytanu, pigmenty, rozjaśniacze optyczne itp. Jeżeli dodatki te są stosowane, ich zawartość w kompozycji powinna się zawierać w przedziale od 0 do około 40% wagowych całkowitego ciężaru kompozycji.

Do kwasów, które mogą być stosowane w połączeniu z kompozycją należy, lecz nie jest to ograniczenie, kwas fluorowy. Do przykładowych kwasów fluorowych należą, lecz nie jest to ograniczenie, kwas fluorotytanowy, kwas fluorocyrkonowy, kwas fluorokrzemowy i kwas fluoroborowy, korzystnymi kwasami są kwas fluorotytanowy i kwas fluorocyrkonowy.

Zastosowania kompozycji

Tak jak to opisano powyżej, wodne kompozycje według wynalazku mogą być stosowane jako umożliwiające uzyskanie odpowiedniej tekstury dodatki do farb, dodatki do produktów wykonanych z drewna, spoiwa, substancje bł onotwórcze w powł okach, ś rodki pozwalają ce regulować porowatość papieru i materiałów tekstylnych, środki zapewniające trwałość wymiarową papieru, drewna i materiałów tekstylnych, utrwalacze do barwników, środki do szczelnego pokrywania krawędzi i składniki do szczelnego pokrywania krawędzi w lateksach, środki do układania włosów, nośniki do farby drukarskiej, środki zastępujące/rozcieńczające lateks, środki izolujące przed wilgocią środki gruntujące przed drukowaniem na dowolnej powierzchni, dodatki do papieru powlekanego, dodatki do papieru poprawiające jego zdolność do przyjmowania nadruku, podatność na klejenie i wytrzymałość (zarówno papieru suchego jak i mokrego), żywice nadające materiałom właściwość trwałego prasowania, warstwy podkładowe do papieru powlekanego, środki gruntujące przed drukowaniem, powłoki zabezpieczające, środki zastępujące lateks we wszystkich zastosowaniach wymagających użycia lateksu jako spoiwa wewnętrznego, szczeliwa, środki zwiększające odporność na zaplamienie, środki modyfikujące powierzchnię drewna, metalu i szkła, środki wspomagające obróbkę na mokro materiałów tekstylnych, środki zapewniające wytrzymałość na wodę i niezwilżalność.

Wodne kompozycje według wynalazku znakomicie nadają się do nakładania powłok na podłoża fizjologiczne (np. paznokcie i włosy), podłoża porowate (np. drewno i papier), podłoża celulozowe, materiały tekstylne i materiały budowlane (np. płyty sufitowe, płyty ścienne, płyty wełny mineralnej, metale itp.).

Kompozycje powłokowe według przedmiotu wynalazku zapewniają zarówno odporność na zarysowanie, wodę i przebarwienie jak i inne właściwości, takie jak zachowanie elastyczności, zapewnienie podatności na cięcie, pożądaną barwę końcową i odporność na roztwory wodne.

Wodne kompozycje według przedmiotu wynalazku mogą być również stosowane w utrwalaczach do barwników, klejach, szczeliwach, produktach celulozowych w celu zapewnienia pożądanej wytrzymałości i/lub tekstury. Przykłady produktów celulozowych obejmują lecz nie są do nich ograniczone, płyty sufitowe, produkty papierowe, produkty włókninowe i farby. Produkty włókninowe mogą być zarówno naturalne jak i syntetyczne. Przykłady produktów włókninowych obejmują, lecz nie są do nich ograniczone, jednorazowe pieluchy, jednorazowe produkty medyczne i wkładki pochłaniające.

Produkt celulozowy wytworzony z użyciem kompozycji według wynalazku korzystnie zawiera do około 20% suchej masy utwardzonej kompozycji składającej się z komponentów (A) i (B), korzystniej od około 0,005% do około 2% suchej masy.

Płyta sufitowa wytworzona z użyciem kompozycji według wynalazku korzystnie zawiera do około 20% suchej masy utwardzonej kompozycji składającej się z komponentów (A) i (B), korzystniej od około 0,005% do około 2% suchej masy.

Produkt włókninowy wytworzony z użyciem kompozycji według wynalazku korzystnie zawiera do około 20% suchej masy utwardzonej kompozycji składającej się z komponentów (A) i (B), korzystniej od około 0,005% do około 15% suchej masy.

Farba wytworzona z użyciem kompozycji według wynalazku korzystnie zawiera do około 25% suchej masy utwardzonej kompozycji składającej się z komponentów (A) i (B), korzystniej do około 20% suchej masy.

Zastosowanie kompozycji do nakładania na metale powłoki konwersyjnej

Chociaż nakładane na metale powłoki konwersyjne są powszechnie znane, tradycyjne powłoki chromianowe stały się nieekonomiczne ze względu na zwiększone koszty związane z koniecznością zwalczania przemysłowego zanieczyszczenia środowiska.

Kompozycje według wynalazku znakomicie nadają się do zastosowania jako nie zawierające chromu powłoki konwersyjne przeznaczone do powierzchni metalowych. Mogą być one stosowane na przykład w celu zwiększenia odporności na korozję i adhezji kolejnych powłok nakładanych na metale takie jak stal, stal ocynkowana, aluminium, stal pokryta znalem oraz stopy aluminium. Kolejne powłoki obejmują farby, farby drukarskie, lakiery, tworzywa sztuczne i inne sykatywowe powłoki. Kompozycja

PL 202 959 B1 według wynalazku może być stosowana jako wodny roztwór samodzielnie, lub z dodatkami takimi jak jeden lub kilka z następujących kwasów: kwasu octowego, kwasu glikolowego, oraz kwasów fluorowych takich jak kwas dwuhydroksyfluorotytanowy, kwas dwuhydroksyfluorokrzemowy, kwas dwuhydroksyfluorocyrkonowy i kwas fluoroborowy.

Sposób obróbki metalowej powierzchni może obejmować nałożenie wodnego roztworu kompozycji (np. do 90% wagowo), i suszenie kompozycji na powierzchni lub polewanie jak w kąpieli wodnej lub natrysku, korzystnie susząc kompozycję na powierzchni. W celu uzyskania pH do 5 można korzystnie dodać do roztworu kwasu. Odpowiednimi sposobami nakładania powłoki są natryskiwanie, zanurzanie, polewanie, malowanie itp.

Stopień odporności na korozję pokrytych powłoką metali może być mierzony za pomocą testu „Neutral Salt Spray”, łuszczenie może być mierzone testami „T-Bend”, „Reverse Impact” lub „Cross Hatch”. Do określenia czy farba na metalowej powierzchni została prawidłowo utwardzona służy próba tarcia z użyciem ketonu metylowoetylowego (MEK). Testy te zostały szczegółowo przedstawione poniżej, w sekcji zawierającej przykłady.

Zastosowanie kompozycji do płyt wykonanych z ukierunkowanych włókien.

Wodne kompozycje według wynalazku mogą być również stosowane do płyt z ukierunkowanych włókien (OSB). „Płyta z ukierunkowanych włókien” to kompozytowy produkt drewniany wyprodukowany ze specjalnej postaci drewnianych płatków. Płatek jest długim, cienkim kawałkiem drewna o długości około 25 - 100 mm (1 - 4 cale). Długość płatka jest zgodna z kierunkiem słojów drewna; grubość 0,25 - 1,00 mm (0,010 - 0,040 cala); szerokość jest zmienna. Stosunek długości do grubości płatka wynosi przynajmniej 100.

OSB są produkowane przez mieszanie suchych płatków lub włókien z klejem żywicznym, woskiem i innymi dodatkami, a następnie formowanie mat na dużej płycie przekładkowej. Włókna są zorientowane w określonych kierunkach. Mata jest następnie prasowana w temperaturze do około 218°C (zobacz Kirk-Othemer, Encyclopedia at Chemical Technology, wydanie czwarte, suplement, J. Wiley and Sons, (Nowy Jork, 1998, strony 803 - 807)).

OSB to produkt z powtórnie przetworzonego drewna. Zapewnia on tanią alternatywę dla sklejki i litego drewna, moż e być wytwarzany w szerokim zakresie gęstości.

Wartość pH emulsji używanej do płyt z ukierunkowanych włókien wynosi przynajmniej około 4, korzystnie przynajmniej około 7,5, korzystniej od około 8,8 do 11,5, i najkorzystniej około 10,2.

Zastosowanie kompozycji do produktów celulozowych

Używany w niniejszym opisie termin „produkty celulozowe” odnosi się do produktów zawierających włókna celulozowe, takich jak papier, karton, tektura i inne podobne materiały. Poniższy, dotyczący papieru opis jest zamieszczony jako ilustracja i dotyczy wszystkich pokrewnych materiałów i procesów.

Papier jest wytwarzany w procesie obejmującym przygotowanie masy papierniczej lub szlamu, a następnie formowanie z masy lub szlamu membrany, z której ostatecznie formowany jest arkusz papieru. Mokra część (w opisie używane jest takie określenie) procesu obejmuje wszystkie etapy wytwarzania, włącznie z mieszaniem i rozdrabnianiem masy, poprzez mieszanie gęstego i rzadkiego wsadu, dodawanie chemikaliów i rozcieńczanie wodą sitową jak i wodą bieżącą, aż do miejsca składowania włókien i formowania na sicie membrany w części mokrej maszyny papierniczej. Tak więc część mokra procesu obejmuje wszystkie etapy wytwarzania papieru aż do formowania arkuszy.

W przemyśle papierniczym próbuje się zwykle zoptymalizować kompozycje, z których wytwarzany jest papier w celu zapewnienia szczególnych właściwości funkcjonalnych w sposób tak wydajny i ekonomiczny jak to tylko moż liwe. Taka optymalizacja moż e obejmować dodawanie róż nych zwią zków na dowolnym etapie mokrej części procesu, a także dowolnej innej części procesu włącznie z przygotowaną lub przygotowywaną masą jak i formowanym lub uformowanym papierem. Typowe kompozycje zawierają (wewnętrzną lub zewnętrzną) klejonkę i żywice zwiększające wytrzymałość suchego i/lub mokrego papieru. Użyty w niniejszym opisie termin zaklejanie wewnętrzne odnosi się do zaklejania związanego z dodawaniem klejonki w mokrej części procesu wytwarzania papieru, a więc zaklejanie wewnętrzne lub zaklejanie w mokrej części procesu dotyczy dodawania klejonki na dowolnym etapie mokrej części procesu. Zaklejanie powierzchniowe odnosi się do dodawania materiałów do przygotowanej lub przygotowywanej masy jak i do formowanego jak i uformowanego papieru.

Żywice zwiększające wytrzymałość suchego i/lub mokrego papieru są typowym dodatkiem do kompozycji, z których wytwarza się papier. Materiały te zapewniają wytrzymałość mokrego papieru i używane są mię dzy innymi przy produkcji ręczników papierowych i papieru pakowego. Oprócz innych zastosowań, są też użyteczne jako spoiwa krepujące. Żywice zwiększające wytrzymałość mokrego

PL 202 959 B1 papieru mogą być dodane podczas wytwarzania papieru, w celu połączenia ze sobą włókien celulozowych i zwiększenia wytrzymałości wytwarzanego papieru, tak że papier nie ulega rozdarciu nawet w warunkach wysokiej wilgotności. Żywice zwiększające wytrzymałość suchego i/lub mokrego papieru mogą być dodawane podczas dowolnej części procesu wytwarzania papieru włącznie z częścią mokrą lub mogą być dodawane do przygotowanej masy lub uformowanego papieru.

Zastosowanie kompozycji jako powłoki do płyt sufitowych

Powłoki według wynalazku znakomicie nadają się do nakładania na płyty sufitowe, zwiększając ich trwałość i podatność na cięcie. Mimo że powłoki mogą być nakładane na płyty sufitowe o dowolnym składzie, odpowiednie płyty do powłok według wynalazku zawierają od około 5 do 85% wagowych włókien, od około 5 do około 90% wagowych wypełniacza i od około 1 do około 25% wagowych lepiszcza. W niektórych wykonaniach płyta akustyczna zawiera od około 10 do około 80% wagowych włókien z wełny mineralnej i/lub celulozowych, od około 5 do około 90% wypełniacza składającego się z perlitu lub gliny, i od około 1 do okoł o 20% lepiszcza.

Niektóre z płyt akustycznych odpowiednich do nałożenia opisywanych tu kompozycji według wynalazku są opisane i mogą być wytwarzane zgodnie z procedurami zawartymi w US 4 963 603 autorstwa Felegiego i innych, będącego własnością Armstrong World Industries, Inc.. Patent ten jest włączony w całości do niniejszego opisu przez zacytowanie.

Zgodnie z korzystnymi wykonaniami kompozycji według wynalazku dostarczane są powłoki wytwarzające z taką płytą efekt „I beam” (belki dwuteowej). Wynalazek obejmuje obróbkę powierzchni płyty, wskutek której podczas cięcia płyty powierzchnia ta jest mocna, lecz równocześnie giętka. W niektórych wykonaniach efekt belki dwuteowej powstaje na skutek zastosowania takiej konfiguracji, w której obie główne powierzchnie płyty, a więc obie jej strony, pokryte są kompozycją według wynalazku, podczas gdy pomiędzy powierzchniami pozostawiony jest opisany powyżej, porowaty materiał nie pokryty kompozycją.

Ponieważ typowymi rozpatrywanymi tu materiałami budowlanymi są płyty sufitowe i płyty ścienne, materiały te uznano jako reprezentatywne dla jednego z typów podłoży nadających się do pokrycia kompozycjami według wynalazku. A zatem, w celu uproszczenia opisu, zamieszczone są tu odniesienia do płyt sufitowych, a w szczególności akustycznych płyt sufitowych. Jednakże należy rozumieć, że inne podłoża są do nich podobne i wszystkie takie materiały mieszczą się w zakresie wynalazku.

Zastosowanie kompozycji jako powłoki do podłoży porowatych

Kompozycje powłokowe według wynalazku nadają się zwłaszcza do nakładania na podłoża porowate. Jest to szczególny przykład zastosowania, w którym pożądane jest nałożenie na podłoże powłoki, jednocześnie nie zmniejszając znacząco porowatości podłoża.

Powłoki według wynalazku mają szczególne zastosowanie w przypadku porowatości pokrywanych podłoży przynajmniej około 50 - 95%, korzystnie około 85 - 90% (współczynnik ten opiera się na zawartości pęcherzyków powietrza). Tak więc w przypadku podłoża o porowatości 90%, 90% objętości podłoża stanowią pęcherzyki powietrza, zaś pozostałe 10% to składniki stałe. Korzystnie podłoża takie posiadają pęcherzyki otwarte.

Korzystnie kompozycje według wynalazku po nałożeniu i utwardzeniu powłoki na podłoże zmniejszają jego porowatość o mniej niż około 10%, korzystniej o mniej niż około 5%, korzystniej o mniej niż okoł o 2% i najkorzystniej o mniej niż około 0,5%.

Stopień zmniejszenia porowatości może być zmierzony przez przeprowadzenie testu NRC (opisanego poniżej w sekcji zawierającej testy (test pochłaniania dźwięku w komorze pogłosowej) i określenie zmiany jego wyniku po nałożeniu na podłoże i utwardzeniu powłoki według wynalazku. Po nałożeniu na podłoże i utwardzeniu kompozycji według wynalazku zaokrąglony wynik testu NRC nie powinien zmienić się o więcej niż 15 w stosunku do wyniku uzyskanego z podłożami bez powłoki.

Tak jak to omówiono w niniejszym opisie, w przypadku materiałów budowlanych pożądane są pewne właściwości, omówione szczegółowo na przykładzie płyt sufitowych. Właściwości gotowych płyt sufitowych obejmują:

Akustykę: zdolność płyty sufitowej do pochłaniania dźwięku w i między pomieszczeniami. Właściwości akustyczne są mierzone trzema sposobami - CAC (tłumienność między dwoma pomieszczeniami), NRC (pochłanianie dźwięku w komorze pogłosowej) i AC (tłumienność w otwartej przestrzeni).

Kolor: typowy kolor to kolor biały mierzony za pomocą skali L i skali b. L jest skalą obejmującą kolory od czarnego do białego, b jest skalą obejmującą kolory od niebieskiego do żółtego. Przyrządem używanym do pomiaru koloru jest kolorymetr Hunter, tj. Hunter Miniscan® 45/O-L wyprodukowany przez Hunter Associates Laboratories, Reston, VA.

PL 202 959 B1

Trwałość: odporność powierzchni płyty na zarysowanie i uszkodzenia podczas normalnego montażu oraz późniejszej obsługi. Mierzona jest przez odporność na szorowanie, odporność na zarysowanie palcem (tj. test grabi Hessa) oraz ścieralnością Tabera. Wszystkie wymienione testy są szczegółowo opisane w sekcji zatytułowanej „Standardowe procedury testowe użyte w przykładach”.

Podłoża pokryte utwardzonymi kompozycjami według wynalazku posiadają wartość współczynnika grabi Hessa przynajmniej około 8, korzystnie przynajmniej około 10, korzystniej przynajmniej około 12 i najkorzystniej przynajmniej około 14.

Podłoża pokryte utwardzonymi kompozycjami według wynalazku posiadają wartość współczynnika utraty masy podczas testu ścieralności Tabera mniejszą niż około 1 gram, korzystnie mniejszą niż około 0,6 grama, korzystniej mniejszą niż około 0,4 grama i najkorzystniej mniejszą niż około 0,2 grama.

Podatność na cięcie: łatwość przecinania płyty nożem bez pękania lub łuszczenia się powłoki. Mierzona jest za pomocą testu podatności na cięcie. Podczas tego testu za pomocą ostrej żyletki wykonywane jest proste nacięcie przez środek płyty. Nacięcie jest następnie przykrywane taśmą o długości 15,2 cm (6 cali) i szerokości 5,1 cm (2 cale) w taki sposób, że oś wzdłużna taśmy pokrywa się z osią wzdłużną nacięcia, a szerokość taśmy całkowicie zakrywa nacięcie. Należy się upewnić, że taśma przykrywa ten koniec nacięcia, gdzie został wyjęty nóż. Następnie taśma jest ręcznie odrywana (ważne jest tu utrzymywanie stałej szybkości odrywania), zaś ilość powstałych płatków farby liczona. Wartość współczynnika podatności na cięcie obliczana jest w następujący sposób: (ilość płatków/cal kwadratowy) x 10 [(ilość płatków/64,516 cm²) x 10. Podczas tego testu symulowane jest normalne cięcie wykonywane podczas montażu systemu płyt sufitowych - im mniejsza jest wartość współczynnika tym lepiej. Podłoża pokryte utwardzonymi kompozycjami według wynalazku posiadają wartość współczynnika podatności na cięcie mniejszą niż około 15, korzystnie mniejszą niż około 10, korzystniej mniejszą niż około 2 i najkorzystniej mniejszą niż około 1.

Ugięcie: zdolność płyty do utrzymywania płaskiej i gładkiej powierzchni w warunkach wysokiej wilgotności. Mierzone z wykorzystaniem komory o kontrolowanej wilgotności i przyrządu do pomiaru odkształceń.

Odporność na ogień: odporność na działanie płomieni. Mierzona za pomocą testu tunelowego 30 - 30.

Nakładanie powłok na podłoża jest często wykorzystywane w celu osiągnięcia pożądanych właściwości koloru, trwałości i odporności na ogień. Jednakże zwykle właściwości akustyczne i podatność na cięcie obniżają się po nałożeniu powłoki.

Powszechną praktyką jest dodawanie do powłok wypełniaczy w celu nadania im pożądanych właściwości koloru, trwałości i odporności na ogień. Jednakże wysoka zawartość wypełniaczy (przykładowo 40% wagowych lub więcej) prowadzi zwykle do powstania na płycie podobnych do płyt szczelnych powierzchni, co jest pożądane ze względu na trwałość, lecz powoduje pogorszenie właściwości akustycznych. Uniemożliwia to również przesiąkanie powłoki do płyty i powoduje pękanie farby podczas cięcia. Wypełniacze służą również do „ukrywania” barwy podłoża (w wielu kompozycjach substancja błonotwórczą nie „zakrywa” podłoża).

Niespodziewanie stwierdzono, że kompozycje według wynalazku osiągają większą trwałość chociaż nie dodaje się lub dodaje się małą ilości wypełniaczy, jak również opisanych powyżej dodatków. Używane w niniejszym opisie określenie „mało lub bez wypełniaczy” odnosi się do kompozycji zawierających mniej niż około 15% wypełniaczy, korzystniej mniej niż 1% w stosunku do całkowitego ciężaru kompozycji. W idealnym przypadku kompozycje według wynalazku zasadniczo nie zawierają wypełniaczy. Ponieważ kompozycje zawierają mało lub nie zawierają wypełniaczy w ogóle, utrzymana jest niska lepkość powłoki, a zatem umożliwione jest przenikanie i przesiąkanie powłoki do płyty. Zjawisko to obserwowane w odniesieniu do przedmiotu wynalazku powodowało powstawanie cienkiej, rozcieńczonej powłoki zamiast ukształtowania powłoki „platerowej”. Innymi słowy powłoki według wynalazku przenikają w głąb porowatych struktur, a nie „platerują” powierzchni powodując zamykanie otworów. Pozwala to na utrzymanie nienaruszonej „otwartości” płyty i nie pogarsza właściwości akustycznych podłoża (lub płyty sufitowej). Powłoka nawet nie zawierająca lub zawierająca niewielką ilość wypełniaczy posiada również dostateczną „zdolność kryjącą” by ukryć kolor podłoża, przy nałożeniu końcowej powłoki, takiej jak farba. Tak więc korzystnie powłoka może być bezbarwna, po utwardzeniu nie wpływać znacząco na właściwości akustyczne podłoża zapewniając jednocześnie dostateczny efekt powłokowy, by nakładana następnie powłoka, taka jak na przykład farba, mogła pokryć i ukryć kolor podłoża.

Kompozycje powłokowe według wynalazku mają korzystnie stosunkowo niską lepkość. W niektórych wykonaniach kompozycje powłokowe według wynalazku mają lepkość 100 cps (0,1 Pa-s) lub

PL 202 959 B1 mniejszą, korzystnie 50 cps (0,05 Pa-s) lub mniejszą, najkorzystniej 35 cps (0,035 Pa-s) lub mniejszą, mierzoną za pomocą lepkościomierza Brookfielda używając wrzeciona nr 1, chyba, że w konkretnym przykładzie określono inaczej, w temperaturze 25°C, przy prędkości wrzeciona 100 obrotów na minutę i standardowej głębokości wrzeciona.

Stwierdzono, że komponent (A) tworzy bezbarwną powłokę umożliwiającą następnie nałożenie powłoki końcowej w celu ukrycia koloru podłoża. Zostało to pokazane w przypadku użycia jako składnika (A) HERCOBOND 5100®. Stwierdzono też, że HERCOBOND 2000®, HERCOBOND 1000® i HERCOBOND 5100® stosowane oddzielnie i lub w postaci ich kombinacji również tworzą bezbarwną powłokę, umożliwiającą następnie nałożenie powłoki końcowej, zakrywającej kolor podłoża.

W niektórych wykonaniach kompozycje według wynalazku dostarczają powłoki niemal nie zmieniające wartości L i b (L i b zostały omówione powyżej, w sekcji zatytułowanej „kolor”) po nałożeniu powłoki na podłoże, a następnie jej utwardzeniu. Określenie „niemal niezmienione” użyte w niniejszym opisie w stosunku do wartości L i b oznacza, że wartość L zmienia się mniej niż o 5, korzystnie mniej niż o 1; a wartość b zmienia się mniej niż o 1, korzystnie mniej niż o 0,1.

Zalety

Niespodziewanie szerokie spektrum zapewnionych przez kompozycje według wynalazku właściwości jest korzystniejsze niż można by oczekiwać po właściwościach rozpatrywanych niezależnych od siebie komponentów. W szczególności kompozycja odznacza się pozytywnymi cechami każdego z komponentów, podczas gdy pewne negatywne cechy, których można by oczekiwać po zastosowaniu każdego z komponentów nie są widoczne.

Podczas opracowywania wynalazku zostały wypróbowane różne kompozycje, włącznie z kompozycjami komponentu (A), takimi jak kompozycje oparte na poliamidoaminie (bez łączenia z kopolimerem chlorku alkilu i polialkenu), i kompozycjami komponentu (B), takimi jak kompozycje oparte na emulsjach kopolimerów chlorku alkilu i polialkenu (bez łączenia z polyamidoamidem).

W szczególności, podczas eksperymentów obejmujących obróbkę będących materiałami budowlanymi podłoży za pomocą kompozycji zawierających komponenty (A) i (B) stwierdzono, że kompozycje oparte na emulsjach kopolimerów chlorku alkilu i alkenów, takich jak kopolimery chlorku winylu i etylenu, zapewniają bardzo wysoką podatność na cięcie, bez pękania i odpryskiwania. Jednakże podczas stosowania ich na płyty sufitowe, kompozycje te nie osiągają pożądanego koloru (przykładowo nie zapewniają krycia koloru podłoża). Podobnie, kompozycje oparte na poliamidoaminie zapewniają bardzo wysoką odporność na zarysowanie i pożądany kolor, lecz osiągają słabe wyniki odnośnie cięcia i łuszczenia się. Oczekiwano, że te negatywne cechy poszczególnych komponentów pozostaną obecne w kompozycjach łączonych. Jednakże wbrew oczekiwaniom, kompozycje nie wykazywały tych negatywnych właściwości, utrzymując jednocześnie pożądane cechy.

Powłoki gruntowe

Kompozycje według wynalazku znajdują szczególnie zastosowanie jako powłoki gruntowe, takie jakie są nakładane na podłoża bezpośrednio po ich wytworzeniu. Pokryte powłokami gruntowymi podłoża mogą być następnie malowane lub pokryte kolejną powłoką, zarówno przed jak i po montażu.

Stosowanie kompozycji

Kompozycje według wynalazku mogą być nakładane na podłoża w dowolny, korzystny sposób, na przykład za pomocą maszyny oblewniczej, przez natryskiwanie, malowanie, nakładanie wałkiem itp. Osoby posiadające podstawową wiedzę w tej dziedzinie łatwo wybiorą korzystny system stosowania kompozycji. W przypadku ogólnie materiałów budowlanych, szczególnie zaś płyt sufitowych, korzystne jest nakładanie powłoki przez natryskiwanie. Kompozycje według wynalazku mogą być stosowane w dowolnej, korzystnej dla danego zastosowania ilości. W przypadku płyt sufitowych odpowiednia ilość kompozycji przypadająca na stopę kwadratową (0,09290304 m²) mieści się w przedziale od około 5 do 50 gramów na stopę kwadratową, korzystnie od około 10 do 40 gramów na stopę kwadratową, korzystniej od około 15 do 25 gramów na stopę kwadratową. Stwierdzono, że szczególnie korzystne jest stosowanie 20 gramów kompozycji według wynalazku na stopę kwadratową podłoża.

Po nałożeniu na podłoże, kompozycje według wynalazku mogą być poddane przyspieszonemu suszeniu i utwardzaniu. Do utwardzenia powłoki może być zastosowane dowolne urządzenie suszące. Jedynym wymaganiem jest konieczność usunięcia wody, tak by miało miejsce utwardzenie. Podłoże z nałożoną powłoką może być suszone w piecu suszarniczym w temperaturze od około 350°F (176,7°C) do około 460°F (238°C), korzystnie od około 350°F do około 450°F (232°C). Stwierdzono, że szczególnie korzystna jest temperatura 450°F (232°C). Urządzenia alternatywne jak na przykład

PL 202 959 B1 lampy grzewcze mogą być stosowane zamiast specjalistycznych pieców suszarniczych lub jako ich uzupełnienie.

Kompozycje według wynalazku cechują się wysoką stabilnością w czasie. Tak więc kompozycje według wynalazku nie żelują podczas przechowywania w temperaturze pokojowej (20°C) w zamkniętym, szczelnym opakowaniu przez okres przynajmniej około 2 tygodni, korzystnie przynajmniej około 1 miesią ca.

Zastosowania kompozycji inne niż kompozycje powłokowe

Kompozycje według wynalazku mogą być również stosowane jako lepiszcze, na przykład w celu osiągnięcia przywierania pigmentów w powłoce do powierzchni papieru. Dodatkowo zastosowanie kompozycji jako lepiszcza poprawia również kohezję do pigmentu.

W przypadku stosowania kompozycji według wynalazku jako lepiszcze, korzystnie ma ona postać emulsji, zaś stosunek komponentu (A) do komponentu (B) wynosi korzystnie od około 5:1 do około 1:5, korzystniej od około 2:1 do około 1:1, korzystniej około 1,69:1.

Wartość pH emulsji jest korzystnie wyższa niż około 3, korzystniej wyższa niż około 6 i najkorzystniej wyższa niż około 7,5.

Wydaje się, że fachowiec w tej dziedzinie może bez dodatkowego opracowania, używając powyższego opisu wykorzystać wynalazek w jego najszerszym zakresie.

Poniższe poszczególne, korzystne wykonania są zatem opracowane wyłącznie w celach ilustracyjnych i w żadnym stopniu nie ograniczają pozostałej części ujawnienia. W poniższych przykładach wszystkie temperatury podane są bez korygowania w stopniach Fahrenheita, chyba że zaznaczono inaczej, wszystkie części i zawartości procentowe podane są wagowo.

Przykłady

Poniższe eksperymenty zostały przeprowadzone w celu (1) poprawienia charakterystyki materiałów budowlanych, w szczególności odporności na przenikanie wody; (2) poprawienia właściwości płyt z ukierunkowanych włókien; (3) poprawienia wiązania i siły przylegania nakładanych na papier powłok; (4) sprawdzenia skuteczności różnych lateksów, które mogą być wykorzystane w kompozycji według wynalazku; i (5) udoskonalenia powłok nakładanych na metale. Procedury testowe wszystkich opisanych w tej specyfikacji testów są również przedstawione po sprawozdaniu z ich wyników, na końcu sekcji „Przykłady”.

Testy zostały przeprowadzone na płytach wykonanych zgodnie z procedurami wytwarzania płyt sufitowych. W testach tych na podłoże zostały nałożone powłoki według wynalazku w postaci powłoki gruntowej, następnie nałożono dwie powłoki nawierzchniowe i kolejno przeprowadzono testy. Powłokę gruntową nakładano po teksturyzacji podłoża. Tekstura ta może być łatwo starta, tak że powłoka gruntowa jest nakładana i poddawana ocenie, co zapewnia rzetelne wskazania parametrów pokrytej powłoką płyty w typowym sklepie/montażu.

Poniższe eksperymenty zostały przeprowadzone w celu poprawienia charakterystyki materiałów budowlanych, w szczególności trwałości i podatności na cięcie. Procedury testowe wszystkich opisanych w tej specyfikacji testów są również przedstawione po sprawozdaniu z ich wyników, na końcu sekcji „Przykłady”.

P r z y k ł a d 1

Ocena preparatów zawierających różne polimery i lateksy

Przykład ten dotyczy próbek 1 - 11 przedstawionych poniżej w tabeli 1. Ściślej przykład ten ilustruje właściwości próbek 1 - 9 zawierających różne lateksy, i próbek 10 - 11 zawierających różne polimery.

Próbki 1 - 9 przygotowano w następujący sposób:

W próbkach 1 - 9 jeden litr emulsji został przygotowany przez dodanie 42,2 g suchej masy żywicy zwiększającej wytrzymałość mokrego papieru KYMENE® 557H (wyprodukowanej przez Hercules Incorporated, Wilmington, DE) do 25 g suchej masy lateksu, z jednoczesnym mieszaniem mechanicznym. Do emulsji dodano 62,5 g wody demineralizowanej aż do otrzymania nieprzezroczystej białej dyspersji, z lekkim odcieniem niebieskim. Dyspersja była następnie przez 15 minut mieszana w temperaturze pokojowej.

Próbki 10 i 11 przygotowano w następujący sposób:

Próbka 10 została przygotowana według procedury przygotowywania próbek 1 - 9, za wyjątkiem tego, że użyty został Reten® 201 (polimer dimetyloaminoepichlorohydrynowy) wyprodukowany przez Hercules Incorporated, Delaware.

Próbka 11 została przygotowana według procedury przygotowywania próbki 10, za wyjątkiem tego, że użyty został Reten® 203 (poliDADMAC dimethylamonium chloride) wyprodukowany przez Hercules Incorporated, Delaware.

PL 202 959 B1

Lepkość Brookfielda każdej z próbek została zmierzona na początku, a następnie powtórnie po upływie jednego tygodnia (ósmego dnia) za pomocą programowalnego lepkościomierza Brookfielda LV DV-II, używając wrzeciona nr 2, prędkości 60 obrotów na minutę w temperaturze 25°C. Lepkość każdej z próbek zapisano w tabeli 1.

Dyspersja i kolor każdej z próbek również była obserwowana gołym okiem na początku, a następnie powtórnie po upływie jednego tygodnia (ósmego dnia), wyniki zapisano w tabeli 1.

Nakładanie kompozycji i ogólne spostrzeżenia dotyczące aluminium i drewna

20-gramowa część każdej z próbek emulsji 1-11 (przygotowanych tak jak opisano powyżej) zostało wchłonięte przez wałek malarski o wymiarach 4 cale na ¹/2 cala (10,16 cm x 1,27 cm) i nałożone na 11 elementów aluminiowych i 11 elementów drewnianych w ilości 0,046 funta (20,9 g) na metr kwadratowy.

Elementy aluminiowe i drewniane zostały następnie przez 5 minut utwardzone w temperaturze 150°C. Wyniki zostały zaprezentowane poniżej w tabeli 1.

T a b e l a 1

Ocena preparatów składających się z komponentów (A) i (B)

Próbka	Lateks	Cząstki stałe (%)	Lepkość Brookfielda (cps)	Komentarze	Przyleganie do Al/drewna
Opis	Typ	ro 5 o a o CL	'C Φ N Ό -I—<	Dyspersja	Błona
1	Neocar (Union Carbide)	ester winylu/akryl	14,6	52	47	bez niebieskiego odcienia - stabilna	nieprzezro- czysta	bardzo silne/dobre
2	Res 3077 (Rohm & Haas)	octan winylu /akryl	14,6	39	34	lekki niebieski odcień - stabilna	nieprzezro- czysta	dobre/dobre
3	Airflex 500 (Air Products)	octan winylu /etylen	14,6	62	54	niebieski odcień - stabilna	nieprzezro- czysta	dobre/dobre
4	Airflex 4514 (Air Products)	Terpolimer chlorek winylu amid	14,6	70	53	wyraźny niebieski odcień - stabilna	przezro- czysta	dobre/dobre
5	Airflex 4500 (Air Products)	Terpolimer chlorek winylu amid	14,6	70	52	wyraźny niebieski odcień - stabilna	przezro- czysta	dobre/dobre
6	Flexhane 620 (Air Products)	Hybryd uretanu	14,6	Aglome- racja.	—	Aglomeracja przy dodawaniu	—	—/----
7	Vinac 884 (Air Products)	octan winylu	14,6	44	40	lekki niebieski odcień	nieprzezro- czysta	dobre/dobre
8	Dow 620 (Dow)	SBR	14,6	62	53	niebieski odcień	przezro- czysta	dobre/dobre
9	Airflex 4530 (Air Products)	Poliamidoaminoepichlorowcohydryna i etylen chlorek winylu	14,6	40	37	lekki niebieski odcień - stabilna	nieprzezro- czysta	dobre/dobre
10	Airflex 4530 (Air Products)	Poliamidoaminoepichlorowcohydryna i etylen chlorek winylu	14,8	74	----	lekki niebieski odcień - stabilna	nieprzezro- czysta	średnie/----
11	Airflex 4530 (Air Products)	Poliamidoaminoepichlorowcohydryna i etylen chlorek winylu	14,8	278	-	lekki niebieski odcień - stabilna	nieprzezro- czysta	średnie/----

PL 202 959 B1

Jak widać w tabeli 1, do wytwarzania kompozycji według wynalazku mogą zostać zastosowane różne lateksy. Ściślej, wszystkie próbki oprócz próbki 6 zapewniają stabilną dyspersję i tworzą błony.

P r z y k ł a d 2

Stosowanie i ogólne spostrzeżenia dotyczące zastosowania kompozycji jako szczeliw

Przykład ten pokazuje, że kompozycja według wynalazku posiada doskonałe właściwości wiążące w porównaniu do powszechnie znanych konwencjonalnych kompozycji wiążących.

Kompozycja według wynalazku

Jeden litr emulsji został przygotowany przez dodanie 42,2 g suchej masy żywicy zwiększającej wytrzymałość mokrego papieru KYMENE® 557H (wyprodukowanej przez Hercules Incorporated, Wilmington, DE) do 25 g suchej masy lateksu, z jednoczesnym mieszaniem mechanicznym. Do emulsji dodano 62,5 g wody demineralizowanej aż do otrzymania nieprzezroczystej białej dyspersji o lekko niebieskawym odcieniu. Dyspersja była następnie przez 15 minut mieszana w temperaturze pokojowej.

Zawartość ciał stałych w produkcie końcowym wynosi 14,6%.

Kompozycja kontrolna (skład konwencjonalnej kompozycji wiążącej)

Kontrolna kompozycja powłokowa została przygotowana przez dodanie 0,1 części (0,5 g) środka dyspergującego poliakrylanu sodu (Dispel N40 wyprodukowany przez Allied Colloids, Suffolk, VA) do 102 g wody, przy ciągłym mieszaniu roztworu. Przy zmniejszonej szybkości mieszania dodano 100 części węglanu wapnia (wyprodukowanego przez Omya Inc., Florence, VT), a następnie 10 części kompozycji kontrolnej (zawierającej jeden litr emulsji przygotowanej tak jak to opisano powyżej (stosując HERCOBOND® 5100 i DOW® 620). Następnie dodano 0,3 części karboksymetylocelulozy (CMC 9M31 wyprodukowanej przez Hercules Incorporated, Wilmington, DE) i otrzymaną mieszaninę przez kilka godzin.

Lepkość Brookfielda obydwóch kompozycji powłokowych, a więc kompozycji według wynalazku i kompozycji kontrolnej, zmierzono za pomoc ą lepkoś ciomierza Brookfielda (wyprodukowanego przez Brookfield Engineering, Stoughton, MA), używając wrzeciona nr 5 i szybkości 100 obrotów na minutę).

Lepkość Brookfielda mieszaniny powłokowej zawierającej kompozycję według wynalazku wynosiła 234 cps (0,234 Pa-s). Lepkość Brookfielda mieszaniny powłokowej zawierającej kompozycję kontrolną wynosiła 214 cps (0,214 Pa-s).

Na pierwszym kawałku bielonej płyty umieszczono trzy krople mieszaniny powłokowej zawierającej kompozycję według wynalazku. Drugi kawałek bielonej płyty został wykorzystany do przykrycia pierwszego kawałka i utworzenia tym samym struktury wielowarstwowej (struktury typu „sandwicz”). Struktura ta została obciążona ciężarem 5 funtów (2,268 kg) i pozostawiona na 18 godzin w temperaturze pokojowej.

Na pierwszym kawałku bielonej płyty umieszczono trzy krople mieszaniny powłokowej zawierającej kompozycję kontrolną. Drugi kawałek bielonej płyty został wykorzystany do przykrycia pierwszego kawałka i utworzenia tym samym struktury wielowarstwowej (struktury typu „sandwicz”). Struktura ta została obciążona ciężarem 5 funtów (2,268 kg) i pozostawiona na 18 godzin w temperaturze pokojowej.

Następnie obie wielowarstwowe struktury zostały ręcznie rozdzielone. Struktura przygotowana z wykorzystaniem kompozycji według wynalazku wymagała użycia większej siły do jej rozdzielenia. Struktura przygotowana z wykorzystaniem kompozycji kontrolnej jest łatwa do rozdzielenia i posiada kruchą, wyschniętą błonę. W przeciwieństwie do niej struktura przygotowana z wykorzystaniem kompozycji według wynalazku posiada doskonałe parametry adhezji. Ponadto uformowana przez kompozycję według wynalazku błona nie jest zupełnie wyschnięta, posiada więc cechę zatrzymywania w sobie wody.

P r z y k ł a d 3

Stosowanie i ogólne spostrzeżenia dotyczące zastosowania kompozycji jako nakładanej na metale powłoki konwersyjnej

Przykład ten obejmuje próbki 1 - 8 przedstawione poniżej w tabeli 2 i przedstawia wyniki testu natryskiwania soli obojętnej (NSS) oraz trwałość pomalowanych płyt metalowych.

Próbki 1 - 5 zostały przygotowane w następujący sposób:

Jeden litr emulsji został przygotowany przez dodanie 42,2 g suchej masy żywicy zwiększającej wytrzymałość mokrego papieru KYMENE® 557H (wyprodukowanej przez Hercules Incorporated, Wilmington, DE) do 25 g suchej masy lateksu, przy ciągłym mieszaniu mechanicznym. Do emulsji dodano 62,5 g wody demineralizowanej aż do otrzymania nieprzezroczystej białej dyspersji o lekkim odcieniu niebieskawym. Dyspersja była następnie przez 15 minut mieszana w temperaturze pokojowej.

Dyspersja posiada zawartość cząstek stałych 14,6%, pH od 4,5 do 5,0 i lepkość Brookfielda 28 cp (0,028 Pa-s) przy temperaturze 25°C (lepkość Brookfielda zmierzono za pomocą programowal24

PL 202 959 B1 nego lepkościomierza Brookfielda LV DV-II używając wrzeciona nr 2, prędkości 60 obrotów na minutę w temperaturze 25°C).

Dla każdej z próbek 1 - 5 dyspersja (przygotowana w opisany powyżej sposób) została dodana do 0,30 procentowego (wagowo) roztworu kwasu fluorocyrkonowego (wyprodukowanego przez Allied Signal). Ilości dyspersji użytej do przygotowania każdej z próbek 1 - 5 to odpowiednio 0,7% wagowych, 3,4% wagowych, 6,75% wagowych, 33,8% wagowych i 84,5% wagowych.

Próbki 6 - 8

Próbka 6 zawiera 0,30% objętościowych kwasu fluorocyrkonowego.

Próbka 7 zawiera 10% objętościowych Permatreatu 1500, który jest środkiem do obróbki powierzchni zawierającym chrom, wyprodukowanym przez BetzDearborn.

Próbka 8 zawiera 15% objętościowych Permatreatu 1021B, który jest bezchromowym środkiem do obróbki powierzchni, wyprodukowanym przez BetzDearborn.

Wyprodukowane przez ACT Corp cynkowane ogniowo metalowe płyty zostały wyczyszczone za pomocą BetzDearborn KL4010, dostępny w handlu alkaliczny środek czyszczący produkowany przez BetzDearborn. Metalowe płyty były przez 5 sekund płukane w dejonizowanej wodzie, pokryte metodą nakładania na wirówce próbkami 1 - 8, a następnie wysuszone za pomocą sprężonego powietrza. Każda z próbek została nałożone na dwie płyty. Płyty zostały następnie pomalowane dwupowłokową farbą używaną zwykle do malowania wężownic, wyprodukowaną przez Akzo-Nobel. Powłoka gruntowa i nawierzchniowa zostały nałożone i utwardzone zgodnie ze wskazówkami producenta.

Pokryte powłokami płyty przeszły następnie testy NSS, T-Bend, Cross-Hatch, Reverse Impact i podwójny test tarcia z użyciem ketonu metylowoetylowego (MEK). Dane z obserwacji metalowych płyt i wyniki testów przedstawiono w tabeli 2 (test NSS) i tabeli 3 (wyniki pozostałych testów).

Wyniki testu natryskiwania soli obojętnej (NSS) przedstawiono w tabeli 2. Dodatkowo w tabeli 2 wyszczególniono za pomocą symbolu „/” wyniki dwóch płyt pokrytych tą samą próbką (w kolumnie 5 tabeli 2). Wyniki odnoszą się do zduplikowanych płyt i są oszacowane według ASTM D-1654 (najlepszym wynikiem jest 10); wynik testu T-Bend odnosi się do skłonności farby do odchodzenia podczas wygięcia metalu o 180° i mierzony jest według ASTM D4145-83 (najlepszym wynikiem jest OT); Wynik testu Cross-Hatch odnosi się do skłonności farby do odchodzenia w obszarze pomiędzy położonymi blisko siebie nacięciami w farbie. Test został przeprowadzony na sucho, zgodnie z ASTM D3359 (w skali od 0B do 5B, gdzie najlepszym wynikiem jest 5B). Test Reverse Impact odnosi się do skłonności farby do odchodzenia od metalu podczas uderzenia ze znaną wartością pędu w przeciwną stronę pokrytej powłoką powierzchni. Test został wykonany zgodnie z ASTM D2794. Test tarcia MEK określa czy farba jest poprawnie utwardzona i jest opisany w National Coil Coaters' Association (NCCA) Method II - 18.

T a b e l a 2

Wyniki testu NSS dla pomalowanych płyt

Próbka	336 godzin	500 godzin	672 godziny	840 godzin	1000 godzin
1	9,9	9,9	7,9	9,7 (4)	7/7, 5/7
2	9,9	9,9	8,9	8,8 (6)	8/8, 8/7
3	10,10	9,10	8,9	7,9	9/9, 9/8
4	9,10	9,10	8,9	9,9	7/9, 8/7
5	8,10	7,9	8,9	6,9	5/5, 8/9
6	10,10	9,10	9,9	9,9	7/4, 5/8
7	10,10	9,10	9,10	9,9	9/9, 9/8
8	10,10	9,10	9,9	10,10	9/9, 9/8

PL 202 959 B1

T a b e l a 3 Trwałość

Próbka	T-Bend	Cross-Hatch	Rev. Imp(cal/funt) (2,54 cm/373,24g)	tarcie MEK
1	0T	5B	160	100+
2	0T	5B	160	100+
3	0T	5B	160	100+
4	0T	5B	160	100+
5	0T	5B	160	100+
6	1T	5B	160	100+
7	0T	5B	160	100+
8	1T	5B	160	100+

P r z y k ł a d 4

Stosowanie i ogólne spostrzeżenia dotyczące zastosowania kompozycji jako nakładanej na metale powłoki konwersyjnej

Przykład ten obejmuje próbki 1 - 4 i 6 - 8 przedstawione poniżej w tabeli 4. Procedura przygotowywania próbek 1 - 4 jest taka sama jak procedura przygotowywania próbek 1 - 4 w przykładzie 3, za wyjątkiem zastosowania 0,45% wagowych kwasu fluorocyrkonowego. Próbki 6 - 8 zostały przygotowane tak samo jak próbki 6 - 8 w przykładzie 3. Dane w tabeli 4 dotyczą czarnej, jednopowłokowej farby poliestrowej wyprodukowanej przez PPG.

T a b e l a 4

Próbka	test T-Bend (ASTM D414583)	test Cross-Hatch (ASTM D3359)	test Reverse Impact (cal/funt (2,54cm/373,24g) ASTM D2794)	test tarcia MEK (NCCA II-18)	test natryskiwania soli obojętnej 1000 godzin* (ASTM B171654)
1	0T	5B	160	95	1/1, --/--
2	0T	5B	160	100+	0, 0
3	0T	5B	160	100+	--, --
4	0T	5B	160	100+	5/5, 7/4
6	2T	5B	160	44	2/2, 6/6
7	0T	5B	160	100+	7/7, 9/9
8	1T	5B	160	100+	3/4, 9/8

* wyniki testu natryskiwania soli obojętnej są przedstawione pole odsł onięte, „--„ oznacza próbkę o wyniku poniż ej 2, „/” oznacza wyniki płyt zduplikowanych.

P r z y k ł a d 5

Ocena materiałów możliwych do wykorzystania jako powłoki podkładowe Oceniane były następujące materiały:

KYMENE 557H® (produkowany przez Hercules Incorporated, Wilmington, DE)

KYMENE 450® (produkowany przez Hercules Incorporated, Wilmington, DE)

HERCOBOND 1000® (produkowany przez Hercules Incorporated, Wilmington, DE) HERCOBOND 2000® (produkowany przez Hercules Incorporated, Wilmington, DE) HERCOBOND 5100® (produkowany przez Hercules Incorporated, Wilmington, DE)

PICCONAL AA101® (żywica termoplastyczna produkowana przez Herkules Incorporated, Wilmington, DE)

PICCOTAC 95-55wk® (żywica termoplastyczna produkowana przez Hercules Incorporated, Wilmington, DE)

PL 202 959 B1

TACCOLYN 5001® (żywica termoplastyczna produkowana przez Herkules Incorporated, Wilmington, DE)

AIRFLEX 4530® (produkowany przez Air Products and Chemicals, Allentown, PA)

AIRFLEX 320® (produkowany przez Air Products and Chemicals, Allentown, PA)

FLEXBOND 325® (produkowany przez Air Products and Chemicals, Allentown, PA)

CHARTWELL® B523.6WH (jako dodatek, produkowany przez Chartwell, International Attleboro Falls, MASS)

HYCAR 26256 (produkowany przez BF Goodrich, OHIO)

AZC (węglan amonowo-cyrkonowy, produkowany przez Hopton Technologies, Albany, OR)

LUCIDENE® 243 (produkowany przez Morton International, Chicago, IL)

LUCIDENE® 245 (produkowany przez Morton International, Chicago, IL)

MORKOTE® 1725 (produkowany przez Morton International, Chicago, IL)

TRITON X-100 (produkowany przez Union Carbide Chemicals and Plastics Company, Incorporated, Danbury, Connectitut)

Testy tych materiałów zostały wykonane na płytach, które zostały zabrane z linii produkcyjnej zanim ich powierzchnia została czymkolwiek pomalowana, lecz po teksturyzacji lub po nałożeniu desenia. Gatunek płyt stosowany do testowania był standardowy, o grubości 0,710 cali (1,8 cm) SAG, wyprodukowany przez Armstrong World Industries Beaver Falls. Na płyty ręcznie natryskiwano wyżej wymienione chemikalia, tak jak opisano w tabeli 5 poniżej. Następnie płyty przeszły przez suszarnię przemysłową w celu wysuszenia powłoki (temperatura pieca suszarniczego 400 - 460°F). Płyty zostały następnie wykończone przez nałożenie dwóch warstw farby nawierzchniowej (standardowa farba wodna do malowania płyt sufitowych o zawartości cząstek stałych około 48% wagowych), wysuszone w piecu suszarniczym o temperaturze 400 - 460°F (204,44 - 237,78°C) i odł o ż one na bok w celu przetestowania.

Testy były ukierunkowane na trzy parametry klasyfikujące materiały. Testy te to: próba zarysowania z wykorzystaniem grabi Hessa (określanych również jako grabie palcowe), próba cięcia żyletką oraz test koloru. Próby cięcia i zarysowania są w pewnym stopniu subiektywne, lecz są bardzo dobrą podstawą do porównania różnych produktów. Wyniki testów przedstawiono poniżej w tabeli 5.

T a b e l a 5

Seria prób	Nr próby	Użyty produkt	%	Ilość gramów na stopę kwadratową [g/ 0.09290304 m2]	L	b	Zarysowanie (HESS)	Cięcie	Komentarze
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
		Airflex 4530	10
A	1	Woda	52,3	20			16	3
Wypełniacze gliniaste (Farba kontrolna)	36,9
		Airflex 4530	44,44
	2	Woda	55,31	20			20	5
	Triton X - 100 (Powłoka wstępna Airflex)	0,25
		Flexbond 325	44,44
	3	Woda	55,31	20			18	4
		Triton X - 100	0,25
		Airfflex 4539	6
	4	Woda	48	20			16	3
		Wypełniacze gliniaste	46
	5	Piccotac 95-55wk	100	20			16	3
		Airflex 4530	10,5
	6	Woda	50,8	20			18	3
	Wypełniacze gliniaste	35,8
		Chartwell 3523.6WH	2,9

PL 202 959 B1 cd. tabeli 5

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
		Hycar 26256	44,44
	7	Woda	55,31	20			20	4
		Triton X - 100	0,25
		Airfflex 4530	10,00
		Woda	48,40
	8	Wypełniacze gliniaste	34,20	20			16	3
		AZC (węglan amonowo-	4,60
		-cyrkonowy)
		Chartwell B523.6WH	2,80
		Airflex 4530	10,3
		Woda	49,8
	9			20			16	3
		Wypełniacze gliniaste	35,1
		AZC	4,8
		Airflex 4530	10,77
		Woda	52,17
	10			20			16	4
		Wypełniacze gliniaste	36,81
		Triton X - 100	0,25
B	1	Picconal	100	20			20	1
		Lucidene 243	44,44
	2	Woda	55,31	20			22	4
		Triton X - 100	0,25
		Airflex 4530	10,8
		Woda	52,3
	3			20			18	3
		Wypełniacze gliniaste	36,9
		(Kompozycja kontrolna)
		Airflex 4530	42,32
		Woda	52,68
	4			20			20 - 22	5
		Triton X - 100	0,24
		AZC	4,76
		Airflex 4530	44,44
		Woda	55,31
	5			20			20	5
		Triton X - 100	0,25
		(Powłoka wstępna Airflex)
		Airflex 4530	10,3
		Woda	49,8
	6			20			16	3
		Triton X - 100	35,1
		AZC	4,8
		Morkote 1725	44,44
	7	Woda	55,31	20			20	4
		Triton X- 100	0,25
C	1	Piccotac	100	10			-16	2
	2	Piccotac	100	20	86,7	2,1	-16	2
	3	Taccolyn	100	10	86,7	2,5	-16	2
	4	Taccolyn	100	20	88,9	1,1	-16	3
	5	Picconal	100	10	86,4	2,2	-16	3
	6	Picconal	100	20	86,7	2,1	-18	3
		Airflex 4530	44,44
	7	Woda	55,31	20	88,4	2	20	4
		Triton X - 100	0,25

PL 202 959 B1 cd. tabeli 5

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	8	Kymene 450	100	20	88,8	3,6	-16	3
	9	Hercobond 5100	100	20	92	1,8	18	3,5
	10	Hercobond 1000	100	20	91,7	1,6	-20	5,5
	11	Hercobond 1000	100	20	93,6	1,3	22	3,5
	12	Hercobond 2000 Woda	50 50	40	93,2	1,4	22	3,5
	13	Hercobond 1000 Kymene 450	50 50	20	88,9	2,7	-16	4
		Hercobond 2000	16,7
	14	Kymene 450	66,6	20	90,3	3,9	-18	3
		Woda	16,7
		Hercobond 5100	66,6
	15	Hercobond 2000	16,7	20	92,3	1,3	16	3,5
		Woda	16,7
D	1	Hercobond 5100 Triton X - 100	99,8 0,2	20	91,9	1,8	18	4
		Hercobond 5100	75
	2	Airflex 4530 Triton X - 100	11,11 0,06	20	91,8	2,1	20	5
		Woda	13,83
		Hercobond 5100	50
	3	Airflex 4530 Triton X - 100	22,22 0,12	20	91,4	1,9	18	*
		Woda	27,66
		Hercobond 5100	25						Pły- ta
	4	Airflex 4530 Triton X - 100	33,33 0,18	20	89,4	1,7	18	4	by- ła
		Woda	41,48						mo
									kra
	5	Woda Triton X - 100	97 3	20	91,8	2,7	18

Uwagi: 1) „-” poprzedzające liczbę oznacza wartość przybliżoną

2) „*” oznacza wyniki nieprzekonywujące

W powyż szej tabeli 5 przedstawiono wyniki czterech serii przeprowadzonych testów (A - D); każda z serii została przeprowadzona w oddzielnej sesji. Pierwsza seria oznaczona literą A została przeprowadzona w celu sprawdzenia zachowania się materiału podczas cięcia (testy te różniły się od opisanego w innym miejscu niniejszego opisu „testu podatności na cięcie”) oraz oceny próbki w teście grabi Hessa.

Test koloru został przeprowadzony później i tylko w przypadku gdy testy wstępne wykazały dobre wyniki wytrzymałości. W testach wstępnych (nie zamieszczonych w tabeli) odrzucono próbki o kolorze odbiegającym od pożądanego (np. wartość L odbiegająca o +/- 5 od przyjętego standardu i wartość b odbiegają ca o +/- 1 od przyję tego standardu), wykazuj ą ce niski współ czynnik odbicia ś wiatła lub posiadające żółtawą barwę. Wyniki testów powinny być interpretowane w następujący sposób: test na zarysowanie (test grabi Hessa) - im wyższa wartość tym lepiej. Test cięcia - im wyższa wartość tym lepiej, 5 oznacza najlepszy wynik w serii (nawet bez jednego odłamka na stopę kwadratową), 4 oznacza 1 lub 2 odłamki przypadające na stopę kwadratową (tj. 0.09290304 m²). Odnośnie koloru, celem jest osiągnięcie następujących wartości parametrów bieli: L od około 92 do około 93, b od około 1,6 do około 2,4 po zastosowaniu powłok wykańczających (czyli po zastosowaniu powłok wykańczających na powłoki według wynalazku).

PL 202 959 B1

Powyższe dane wykazały, że powłoka gruntowa AIRFLEX (formuła A2) zapewnia najlepsze wyniki testów zarysowania i cięcia, lecz nie optymalizuje zdolności powłoki wykańczającej do krycia koloru podłoża po jej nałożeniu na powłokę według wynalazku. HERCOBOND 5100® (formuła C9) zapewnia zaś dobre wyniki testów zarysowania i koloru. Najbardziej obiecujące wyniki otrzymano stosując 75% wagowych HERCOBOND 5100® i 11% wagowych AIRFLEX 4530®, reszta to woda i środek powierzchniowo czynny (na przykład formuła D2).

Niektóre żywice nie przeszły pomyślnie testów, ponieważ wysokie temperatury używane w piecach suszarniczych spowodowały ciemnienie płyt i powłoki gruntowej do tego stopnia, że nie mogły ich pokryć dwie warstwy farby wykańczającej. Ponadto niektóre żywice były po wysuszeniu zbyt kruche by sprostać założonym wymaganiom. KYMENE 450® posiadał dobre własności koloru, lecz gorsze parametry wytrzymałościowe. HERCOBOND 2000® wykazywał dobre wyniki wszystkich testów oprócz cięcia, lecz jego natryskiwanie na płytę było kłopotliwe. Właściwość ta jest niezwykle niepożądana z punktu widzenia osoby nakładającej powłokę. HERCOBOND 1000® wykazywał dobre wyniki wszystkich testów oprócz cięcia.

P r z y k ł a d 6

Poniżej przedstawiono w jaki sposób powłoka według przedmiotu wynalazku wpływa na poprawę dwóch typów wytrzymałości płyty sufitowej: wytrzymałości zewnętrznej i parametrów adhezji/cięcia/łuszczenia. Wytrzymałość zewnętrzna mierzona jest za pomocą testu zarysowania grabiami Hessa/palcem (BF.5), testu odporności na ścieranie Tabera (A7), testu szorowania (BS.10) i testu twardości polegającym na pomiarze efektu nacisku kulki (BH.10). Testy te symulują powtarzalne ruchy wykonywane przy wkładaniu i wyjmowaniu płyt sufitowych ze stelaża w celu uzyskania dostępu do systemu ogrzewania, wentylacji, do instalacji elektrycznej i wodnej. Adhezja/cięcie/łuszczenie mierzone jest za pomocą testu podatności na cięcie lub opisanego wcześniej testu wykonywanego za pomocą sześciocalowej taśmy.

Jak widać w tabeli 5, powłoki według wynalazku wywodzą się z tych układów powłokowych, które uzyskały w testach laboratoryjnych najbardziej obiecujące wyniki. Jeden z rodzajów powłoki (A2) był rozcieńczonym roztworem środka zwilżającego w skład którego wchodzą AIRFLEX 4530®, woda i TRITON X-100®. Jak pokazano w przykładzie 5, powłoka ta zapewnia dobrą wytrzymałość zewnętrzną i właściwości dotyczące cięcia, lecz słabe parametry koloru (wartości parametrów L i b). Inną powłoką był nie rozcieńczony HERCOBOND 5100®. Powłoka ta zapewnia dobrą wytrzymałość zewnętrzną i parametry koloru, lecz gorsze właściwości cięcia. Stwierdzono, że optymalną wytrzymałość zewnętrzną, podatność na cięcie i parametry koloru osiągnięto stosując powłokę w skład której wchodziło 75% wagowych HERCOBOND 5100® i 11% wagowych AIRFLEX 4530® (resztę stanowiły środek powierzchniowo czynny i woda, formuła D2).

Poniższe dane dotyczą próbek powłok według wynalazku, które zostały zagruntowane w warunkach laboratoryjnych i wykończone w normalnych warunkach przemysłowych (tj. w zakładzie przemysłowym Armstrong World Industries, Beaver Falls). Wyszlifowany, suchy materiał pochodzący z części mokrej procesu wytwarzania został pocięty na próbki o wymiarach 2 stopy na 2 stopy (61 cm x 61 cm), a następnie, po nałożeniu deseniu, pokryty powłoką (w ilości 20 g na stopę kwadratową (929.030 cm²) przez ręczne natryskiwanie. Powłoka została zastosowana zamiast normalnej powłoki gruntującej. Płyty zostały następnie wysuszone w piecach suszarniczych (400 - 460°F) (204,44 - 237,78°C) i pokryte na zwykłej linii produkcyjnej dwoma warstwami farby wykańczającej. Wyniki są przedstawione w tabeli 6.

T a b e l a 6

	Kontrolna powłoka gruntująca1	Powłoka testowa2
Test grabi Hessa	16	20
Podatność na cięcie	16,7	3,3
Niewielki ogień (próba pierścieniowa)	wynik pozytywny	wynik pozytywny
Strata prażenia	wynik pozytywny	wynik pozytywny
Składniki lotne	wynik pozytywny	wynik pozytywny
Ciężar właściwy	wynik pozytywny	wynik pozytywny

1) Airflex 4530® 10,8% wag; Woda 52,3% wag, Wypełniacze (glina) 36,9%

2) Hercobond 5100® 75% wag; Airflex 4530® 11,11% wag; Triton X-100® 0,06% wag; Woda 13,83% wag

PL 202 959 B1

Próbki zostały następnie przetestowane przez inny personel. Wyniki są przedstawione w tabeli 7.

T a b e l a 7

	Normalna powłoka gruntująca1	Powłoka testowa2
Ścieralność Tabera	0,7078	0,0280
Grabie Hessa	12	16
Szorowanie	6	10
Testowanie twardości kulką	68	71

1) Airflex 4530® 10,8% wag; Woda 52,3% wag, Wypełniacze (glina) 36,9%

2) Hercobond 5100® 75% wag; Airflex 4530® 11,11% wag; Triton X-100® 0,06% wag; Woda 13,83% wag

P r z y k ł a d 7

Następny przykład przedstawia studium przydatności w większej skali. W teście tym konwencjonalną farbę gruntującą zastąpiła powłoka wytwarzana na linii produkcyjnej. Powłoka była natryskiwana na płytę, suszona i wykańczana tak, jak to się normalnie dokonuje na linii produkcyjnej. Preparat powłokowy miał ten sam skład co preparat używany do testów w skali laboratoryjnej - 75% HERCOBOND 5100®, 11,11% AIRFLEX 4530®, 0,06% TRITON X-100® i 13,83% wody. Ilości nakładanych powłok przedstawiały się następująco:

Materiał testowy - 20 g na stopę kwadratową (929,030 cm²) powłoki według wynalazku, przygotowanej przez zmieszanie komponentów według formuły D2 w temperaturze pokojowej w mieszalniku o pojemnoś ci 150 galonów (568 l), tak by otrzymać 100 galonów (378,5 l) preparatu; 48 g na stopę kwadratową (929,030 cm²) farby wykończeniowej.

Materiał kontrolny - 20 g na stopę kwadratową (929,030 cm²) farby gruntowej; 43 g na stopę kwadratową (929,030 cm²) farby wykończeniowej.

Powtórnie osiągnięto wzrost wytrzymałości zewnętrznej i podatności na cięcie. Wyniki przedstawiono w tabeli 8.

T a b e l a 8

	Materiał kontrolny1	Materiał testowy2
Ścieralność Tabera	0,0347	0,0251
Grabie Hessa	12	16
Testowanie twardości kulką	82,0	79,2
Szorowanie	63	87
Podatność na cięcie	7,5	0,8

1) Airflex 4530® 10,8% wag; Woda 52,3% wag, Wypełniacze (glina) 36,9%

2) Hercobond 5100® 75% wag; Airflex 4530® 11,11% wag; Triton X-100® 0,06% wag; Woda 13,83% wag

P r z y k ł a d 8

Przykład ten pokazuje, że powłoki według przedmiotu wynalazku mogą być stosowane na porowate podłoża włókniste (takie jak płyty sufitowe), poprawiając trwałość podłoży bez ich uszczelniania, negatywnego wpływu na właściwości wynikające z porowatości (takich jak akustyka) lub obniżenia estetyki podłoża. Materiał utrzymuje klasę A wytrzymałości na ogień, nie zmieniają się też w niepożądanym kierunku parametry uginania płyt. Parametry akustyczne zostały zmierzone za pomocą testów CAC (AL20), NRC (AL10) i AC (AL60), zaś odporność na ogień za pomocą testu tunelowego 30/30 (A5.21). Wyniki zostały przedstawione w tabeli 9.

T a b e l a 9

	Materiał kontrolny1	Materiał testowy2
1	2	3
NRC (średnia z 4 częstotliwości)	0,75 (0,755)	0,75 (0,755)
CAC	36	36
AC (OPL)	180	170

PL 202 959 B1 cd. tabeli 9

1	2	3
Współczynnik rozchodzenia się płomienia	11,5	17,3
Ugięcie	-75 (milicala (1,875 mm))	-53 (milicala (1,325 mm))

1) Airflex 4530® 10,8% wag; Woda 52,3% wag, Wypełniacze (glina) 36,9%

2) Hercobond 5100® 75% wag; Airflex 4530® 11,11% wag; Triton X-100® 0,06% wag; Woda 13,83% wag

Nie wiążąc się jakąkolwiek teorią przypuszcza się, że takie wartości zostały osiągnięte dzięki niskiej zawartości cząstek stałych w powłokach, jak również właściwości sieciujących HERCOBOND 5100®, ujawniających się podczas ogrzewania. Niska zawartości cząstek stałych umożliwia przesiąkanie powłoki w głąb podłoża, co skutkuje dobrym przyleganiem/podatnością na cięcie nie wpływając negatywnie na parametry akustyczne materiału. Podczas ogrzewania HERCOBOND 5100® wchodzi sam ze sobą w reakcję sieciowania tworząc trwałą twardą warstwę. Przypuszcza się, że dodanie do powłoki niewielkiej ilości modyfikatora takiego jak AIRFLEX 4530® skutkuje tym, pewna ilość HERCIBOND 5100® nie wchodzi w reakcję sieciowania, co zapewnia elastyczność i lepsze parametry cięcia/łuszczenia. Właściwości fizyczne reprezentatywnych powłok przedstawione są w tabeli 10:

T a b e l a 10

Strata podczas prażenia	100%
Zawartość cząstek stałych	15,6%
Procentowa zawartość substancji lotnych	84,4%
Ciężar galonu (3,78 L) preparatu	7,91 funta (3,588 kg)
Ciężar właściwy	0,94

P r z y k ł a d 9

Test elastyczności

Przygotowano kompozycję według przedmiotu wynalazku (D5 w tabeli 5). 50g kompozycji zostało wylane na wewnętrzną powierzchnię dna blachy do ciast o średnicy 9 cali (22,86 cm). Blachę następnie umieszczono w piecu suszarniczym na czas wystarczająco długi, by w tej temperaturze odparowała cała wilgoć (około 3 godziny). Otrzymana na dnie blachy do ciast utwardzona powłoka miała grubość około 5 - 10 milicala (125 - 250 μm) i mocno przywierała do blachy.

Blacha do ciast z przywartą do niej powłoką została następnie zgięta, tak że wygięcie dna blachy wynosiło niemal 180°. Przy tym stopniu wygięcia powłoka nadal się nie odwarstwiała ani w żaden inny sposób nie odchodziła od blachy, nie było też na niej niemal żadnych zauważalnych pęknięć. Następnie blachę rozprostowano i wygięto o około 180° w stronę przeciwną niż pierwsze wygięcie (tak więc obejmujące oba wygięcia całkowite odkształcenie wynosiło niemal 360°). Ponownie powłoka się nie odwarstwiała ani w żaden inny sposób nie odchodziła od blachy, nadal nie było też na niej żadnych zauważalnych pęknięć.

Możliwe było cięcie powłoki za powłoką noża i oddzielenie odciętych części od reszty blachy przez podważenie powłoki za pomocą noża.

Standardowe procedury testowe stosowane w przykładach

Test pochłaniania dźwięku w komorze pogłosowej (A110)

Odnośniki: ANSI/ASTM C423-90a, E 122, E 548, E 795;

Norma ANSIS 1.6, S 1.26, S 1.11, ISO R 354 - 1963.

Cel: Określenie zdolności próbki testowej do pochłaniania dźwięku w laboratoryjnych warunkach rozpraszającej dźwięk komory pogłosowej.

Przygotowanie próbki:

Wykorzystano ilość materiału wystarczającą na wykonanie instalacji sufitowej o wymiarach przynajmniej 8' na 8' (246,7 cm x 246,7 cm). Ilość materiału z którego wykonane są ściany powinna być wystarczająca do pokrycia obszaru 7,5' na 9' (228,6 cm x 274,3 cm) w przypadku próbek o szerokości 30 cali (76,2 cm) lub 8' na 9' (246,7 cm x 274,3 cm) w przypadku próbek o szerokości 24 cali (61 cm). Próbki o powierzchni mniejszej niż 46 stóp kwadratowych (427 dm²) nie mogą być w tym teście wykorzystywane.

PL 202 959 B1

Parametry testu:

Zastosowany rodzaj zamocowań powinien być jednakowy dla wszystkich próbek. Pod warunkiem zastosowania dla wszystkich próbek tych samych rodzajów zamocowań, mogą być stosowane następujące ich rodzaje:

Zamocowanie E-400 - 16 cali (40,6 cm) przestrzeni za próbką.

Wyniki:

NRC (współczynnik pochłaniania dźwięku) będący zaokrągloną do 0,5 pojedynczą liczbą wyznaczoną przez średnią współczynników pochłaniania dla 250 Hz, 500 Hz, 1000 Hz i 2000 Hz. Współczynniki pochłaniania mierzone są dla interwałów co 1/3 oktawy pomiędzy 100 Hz i 5000 Hz. Jeżeli próbka składa się z większej liczby obiektów, tak jak w przypadku wolnostojących ekranów lub deflektorów, wyniki są przedstawione w Sabius Per Unit.

Tłumienność między dwoma pomieszczeniami (A120)

Odnośniki: Oznaczenia ASTM:

E 1414 - 91a, C 423, C 636,

E 90, E 336, E 413, E 548, E 717;

Norma ANSI S 1.11 - 1986;

AMA 1-II-1967

Cel: Zmierzenie tłumienia dźwięku przez sufit podwieszony w laboratoryjnych warunkach ciągłej przestrzeni instalacyjnej.

Przygotowanie próbki:

Dostateczna ilość materiału do montażu w dwóch pomieszczeniach wynosi w przybliżeniu:

416 stóp kwadratowych (38,64 m²) w przypadku płyt 2 x 2 448 stóp kwadratowych (41,62 m²) w przypadku płyt 2 x 4

37.5 m² w przypadku płyt 600 x 600

40.5 m² w przypadku płyt 600 x 1200 Parametry testu:

Rodzaj zastosowanego stelaża musi być jednakowy dla wszystkich próbek. Standardowe typy stelaży to:

Teownik 15/16”

Teownik9/16”

Metryczna szerokość i metryczne przewężenia Rygiel szczelinowy

Wyniki:

Znormalizowane wartości tłumienia dla każdego 1/3 oktawy pasma do najbliższego 1 dB. Całkowita liczba odchyleń od krzywej statystycznej i obliczona z niej wartość CAC podawana jest jako wynik testu.

Tłumienność w otwartej przestrzeni (A160)

Odnośniki: Oznaczenia ASTM:

E 1111 - 88, E 1375 - 90, E 1376-90, C 423, C 634, E 795, E 1110,

E 1130, E 1179;

Norma ANSIS 1.4, S 1.6, S 1.11, S 1.12

Cel: Obiektywny pomiar zdolności próbek do pochłaniania dźwięku w otwartej przestrzeni.

Przygotowanie próbki:

1. Płyta meblowa: Wysokość próbki powinna być nie mniejsza niż 5 stóp (152,4 cm) i nie większa niż 8 stóp (243,8 cm). Szerokość próbki powinna być przynajmniej 2 razy większa niż jej wysokość lecz nie większa niż 20 stóp (609,6 cm). Elementy podtrzymujące i łączące powinny być jednakowe dla wszystkich próbek.

2. Wykończenia ściany: Wymagana jest ilość materiału wystarczająca do pokrycia twardej, odbijającej dźwięki powierzchni o wysokości 9 stóp (274,3 cm) i szerokości 20 stóp (609,6 cm). Sposób montażu powinien być jednakowy dla wszystkich próbek. Do montażu na suficie przestrzeni testowej można użyć włókna szklanego do grubości 6 cali (15,2 cm), pod warunkiem zapewnienia jednakowych warunków dla każdej z próbek.

3. Sufity: Minimalna wymagana ilość materiału musi wystarczyć do pokrycia obszaru o powierzchni 15 stóp (457,2 cm) na 30 stóp (914,4 cm). W niektórych przypadkach obszar może mieć powierzchnię 20 stóp (609,6 cm) na 30 stóp (914,4 cm).

PL 202 959 B1

Wyniki:

Badano tłumienie międzystrefowe do najbliższego pasma 1 dB dla wszystkich pozycji i częstotliwości. Podaje się normalne tłumienia międzystrefowe wartości klasy artykulacji (Articulation Class).

Ugięcie - cykl standardowy (BS.5)

Odnośniki: Zgłoszenie nowego sposobu (w rozpatrywaniu)

Cel: Określenie efektów działania wilgotności, temperatury i grawitacji na charakterystyki odkształceń materiałów sufitowych w miejscu ich montażu.

Przygotowanie próbki:

Użyto trzech próbek o wymiarach 2 stopy (61 cm) na 4 stopy (121,9 cm); czterech próbek o wymiarach 2 stopy na 4 stopy do prób z powierzchni ą czoł ową skierowaną do góry.

Parametry testu:

• Płyty ułożono w pozycji z powierzchnią czołową skierowaną do dołu.

• Jeden cykl obejmuje 17 godzin w temperaturze 82°F (27,78°C) i wilgotnoś ci 90% oraz 6 godzin w temperaturze 82°F (27,78°C) i wilgotności 35% • Ś rodkowy punkt odkształ cenia jest mierzony na począ tku i po każ dym segmencie cyklu.

• Typowo stosuje się cztery cykle uginania tygodniowo • Pł yty mogą być poddawane próbom wielokrotnym, pod warunkiem ż e są one jednakowe dla wszystkich próbek.

• Próby ugięcia odwrotnego (z powierzchnią czołową skierowaną do góry) mogą być stosowane pod warunkiem, że są one jednakowe dla wszystkich próbek.

• Trzy oznaczenia.

Przewidywany czas trwania prób:

•Przewidywany czas trwania = 3 dni.

Wyniki:

Odczyty ugięcia początkowego, na mokro/gorąco i końcowego (milicale) oraz wartość wektora jeżeli wymagane są próby w położeniu z powierzchnią czołową skierowaną do góry. Podczas trwania cyklu mogą być rejestrowane również dane dotyczące wilgotności względnej.

Podatność na szorowanie (BS.10)

Odnośniki: Norma Federalna 141A, Metoda 6142; MEP 138 R.1

Cel: Zmierzenie odporności powłoki, na przykład farby na płycie sufitowej, na ręczne zmywanie przez użytkownika.

Przygotowanie próbki:

Próbie poddano jedną próbkę o wymiarach 12 cali na 12 cali (30,48 x 30,48 cm).

Parametry testu:

• próbka został a przycię ta tak, by pasował a do prostoliniowego urzą dzenia do okreś lania zmywalności Gardnera.

• Do szorowania płyty zastosowano twardą szczotkę szczecinową.

• Żeby płyta była mokra podczas wykonywania testu zastosowano 0,5% roztwór płatków Ivory.

• Notowana była liczba cykli, po której widoczne były pierwsze oznaki przetarcia.

• Test był kontynuowany do 50% uszkodzenia lub 150 cykli, zależnie od tego co nastąpiło wcześniej.

• Jedno oznaczenie: sześ cioką tna próbka o wymiarach 17 cali na 7 cali (43,18 x 17,78 cm).

Wyniki:

Liczba cykli do początkowego przetarcia, całkowita liczba cykli, wizualna ocena próbki według następującej skali:

Bez przetarcia	=0%	=A
Nieznaczne	=0 - 10%	=B
Umiarkowane	=10 - 25%	=C
Poważne	=25 - 50%	=D
Bardzo poważne	=50 - 100%	=E

Odporność na zarysowanie (BF.5) (Test grabi Hessa)

Odnośniki: TM 334

Cel: Określenie trwałości/odporności na uszkodzenie farb lub środków stosowanych do płyt sufitowych.

Przygotowanie próbki:

Próbie poddano jedną próbkę o wymiarach 2 - ¹/2 cala (6,35 cm) na 8 cali (20,32 cm).

PL 202 959 B1

Parametry testu:

• Zastosowano „grabie Hessa” posiadające 5 sprężynują cych stalowych zębów lub palców rozmieszczonych zwykle w sposób przypominający grabie. Każdy z zębów posiada inną grubość, mierzoną i podawaną w milicalach, zaokrąglony koniec i zwykle okrągły przekrój poprzeczny - kształt zęba przypomina kształt palca. Grabie zostały zawieszone nad próbką w taki sposób, że zakończenia zębów ledwo dotykają powierzchni próbki. Grabie są poruszane wzdłuż takiego toru, że zakończenia zębów są przeciągane wzdłuż powierzchni próbki z niewielkim naciskiem na tą powierzchnię.

• Obserwacje dokonywano dla początkowego przetarcia farby.

Wyniki:

• Najcieńszy palec, który powoduje przetarcie, a raczej jego średnica wyrażona w milicalach jest wynikiem testu grabi Hessa. Im wartość jest wyższa, tym lepiej.

Twardość - produkty akustyczne (BH.10)

Odnośniki: ASTM C 367

Cel: Określenie odporności płyt sufitowych na powstawanie wgłębień pod wpływem uderzenia.

Przygotowanie próbki:

Próbie poddaje się pięć próbek o wymiarach 4 cale na 4 cale (10,16 x 10,16 cm) lub jedną próbkę o wymiarach 12 cali na 12 cali (30,48 x 30,48 cm).

Parametry testu:

• Próbka została umieszczona płasko pod wgłębnikiem urządzenia testującego (uniwersalnego urządzenia testowego wyprodukowanego przez Instron Corporation, Canton, Mass.).

• Stalowa kula o ś rednicy 2 cali (5,08 cm) wciskana był a w powierzchnię próbki do głębokoś ci 0,25 cala (0,64 cm) z szybkością 0,10 cala (0,25 cm) na minutę.

• Obciążenie w tym momencie jest miarą twardości próbki.

Wyniki:

• Twardość (wyrażona w funtach).

• UWAGA: Ponieważ twardość zmienia się wraz z grubością , bezpośrednio mogą być porównywane tylko próbki o tej samej grubości.

Test tunelowy 30 - 30 (AS.21)

Odnośniki: TM 179 R.4

Cel: Określenie charakterystyki materiałów, podczas poddawania ich powierzchni działaniu płomieni.

Przygotowanie próbki:

Próbie poddano trzy próbki o wymiarach 3¾ cala na 29 7/8 cala (9,53 x 75,9 cm).

Parametry testu:

• Próbka została umieszczona powierzchnią czołową skierowaną do dołu pod kątem 30 stopni i wystawiona na działanie płomienia palnika Bunsena umieszczonego po dolnej stronie próbki testowej.

Przewidywany czas trwania próby:

• Przewidywany czas trwania = 2 dni.

Wyniki:

Współczynnik odporności na rozprzestrzeniane się ognia.

Test ścieralności Tabera

Odnośniki: TM 191

Cel: Określenie odporności danego materiału na ścieranie.

Próbie poddano jeden dysk o średnicy 4,5 cala (11,43 cm); Matryca z otworem (w środku wywiercono otwór o średnicy ¹/4 cala (0,63 cm)).

Parametry testu:

• Liczba obrotów (standard = 1000 obrotów).

• Waga (250, 500 lub 1000 gramów) (jednakowa dla wszystkich próbek).

• Typ tarczy ś ciernej (jednakowy dla wszystkich próbek).

Przewidywany czas trwania:

• Przewidywany czas trwania = 15 min/materiał (dla 1000 obrotów).

Wyniki:

• Strata na ciężarze (wyraż ona w gramach)

Claims (17)

1. Kompozycja wodna nadająca materiałom pożądane właściwości składająca się z przynajmniej jednego rozpuszczalnego w wodzie komponentu (A), zawierającego przynajmniej jedną grupę funkcyjną ulegającą sieciowaniu oraz przynajmniej jednego polimeru błonotwórczego (B), znamienna tym, że komponent (A) z grupą funkcyjną ulegającą sieciowaniu wybrany jest z pośród przynajmniej jednego z podatnych na sieciowanie polimerów bazujących na akryloamidzie, żywic poliamidoaminoepichlorowcohydrynowych, poliamin i poliimin oraz tym, że polimer błonotwórczy (B) jest lateksem wybranym z pośród przynajmniej jednego polimeru wywodzącego się z przynajmniej jednego monomeru zawierającego powtarzające się jednostki pochodzące z halogenku alkilu posiadającego przynajmniej jedno wiązanie podwójne i alkenu, w którym halogenek alkilu posiada od 2 do 12 atomów węgla i w którym alken posiada od 2 do 12 atomów węgla, przy czym stosunek suchej masy (A) do (B) wynosi od około 5:1 do około 1:1.

2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że komponent (A) zawiera podatne na sieciowanie polimery bazujące na akryloamidzie.

3. Kompozycja według zastrz. 2, znamienna tym, że komponent (A) zawiera poliakryloamidy z kationowymi grupami funkcyjnymi.

4. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że grupa funkcyjna komponentu (A) wybrana jest spośród z przynajmniej jednej z grup epoksydowej, azetidioniowej, aldehydowej lub karboksylowej, akrylanu i jego pochodnych, akryloamidu i jego pochodnych oraz czwartorzędowych amin.

5. Kompozycja według zastrz. 4, znamienna tym, że grupa funkcyjna komponentu (A) wybrana jest spośród z przynajmniej jednej z grup epoksydowej oraz azetidioniowej.

6. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że polimer błonotwórczy (B) dobrany jest z pośród przynajmniej jednego z polimerów pochodzących z monomerów chlorowcoalkilowych posiadających 2 - 12 atomów węgla, chlorowcoalkenów posiadających 2 - 12 atomów węgla, akryloamidów alkilowych posiadających 2 - 12 atomów węgla, akryloamidów alkenowych posiadających 2 - 12 atomów węgla, akrylanów alkilów posiadających 2 - 12 atomów węgla i akrylanów alkenów posiadających 2 - 12 atomów węgla.

7. Kompozycja według zastrz. 6, znamienna tym, że polimer błonotwórczy (B) dobrany jest z przynajmniej jednego z polimerów wywodzących się z przynajmniej jednego monomeru wybranego z grupy obejmującej styren, dimetylostyren, winylotoluen, chloropren, butadien, etylen, akryloamid, akrylonitryl, akroleinę, akrylan metylu, akrylan etylu, kwas akrylowy, kwas metakrylowy, metakrylan metylu, akrylan n-butylu, chlorek winylidenu, ester winylu, chlorek winylu, octan winylu, akrylowany uretan, akrylan hydroksyetylu, akrylan dimetyloaminoetylenu.

8. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że halogenek alkilu jest halogenkiem winylu.

9. Kompozycja według zastrz. 8, znamienna tym, że halogenek alkilu jest halogenkiem winylu, a alken jest olefiną.

10. Kompozycja według zastrz. 9, znamienna tym, że halogenek alkilu jest halogenkiem winylu, a alken jest etylenem.

11. Kompozycja według zastrz. 10, znamienna tym, że halogenek winylu jest chlorkiem winylu.

12. Kompozycja według zastrz. 11, znamienna tym, że halogenek alkilu jest chlorkiem winylu, a alken jest etylenem.

13. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że stosunek suchej masy (A) do (B) wynosi od około 2:1 do około 1:1.

14. Kompozycja według zastrz. 13, znamienna tym, że stosunek suchej masy (A) do (B) wynosi około 1,69:1.

15. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera dodatkowo kwas fluorowy.

16. Kompozycja według zastrz. 6, znamienna tym, że zawiera dodatkowo kwas fluorowy.

17. Kompozycja według zastrz. 15 albo 16, znamienna tym, że kwas fluorowy jest przynajmniej jednym z kwasów wybranych z grupy obejmującej kwas fluorotytanowy i kwas fluorocyrkonowy.