PL214007B1 - Material powlokowy, jego zastosowanie oraz sposób nanoszenia materialu powlokowego - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy reaktywnego materiału powłokowego, utwardzającego się bez odparowywania rozpuszczalnika i zawierającego maksymalnie do 15% masowych wody oraz zastosowania tego materiału i sposobu jego nanoszenia na budowle wszystkich typów. Zgodnie z wynalazkiem można powlekać zarówno powierzchnie pionowe (takie jak mury, blachy (trapezowe) dla hal przemysłowych, elementy zewnętrznego oblicowania), jak też powierzchnie poziome (takie jak sufity, dachy płaskie, podłogi, części mostów i jezdni), powierzchnie ukośne (takie jak nasypy, rynny, kanały) oraz przejścia w różnych częściach budowli (takie jak łączenia ścian z podłogą).

W technice budowlanej, budowle z betonu lub innych materiałów budowlanych, takich jak np. asfalt drogowy, powleka się zwykle w różny sposób dla zabezpieczenia przed wnikaniem wody. Beton, asfalt i podobne materiały, w postaci bardzo sztywnych brył budowlanych, są podatne na tworzenie się pęknięć (pęknięcia spowodowane osiadaniem i pęknięcia naprężeniowe, statyczne i termiczne) lub zawierają otwory (wymurówki). Tego typu szczeliny ułatwiają wnikanie wody. Aby temu zapobiec, na kształtki budowlane od strony narażonej na wnikanie wody, nanosi się trwale plastyczne lub elastyczne powłoki. Także i kształtki z innych materiałów budowlanych, takich jak drewno, cegła czy glina należy w podobny sposób poddawać uszczelnianiu.

Zgodnie z wcześniejszym stanem techniki tego rodzaju powłoki uszczelniające wytwarza się następującymi różnymi sposobami:

a) Przez naklejanie lub obtapianie taśm lub folii, np., taśm dachowych, taśm nakładanych płomieniowo, m.in., samoklejących taśm bitumicznych lub taśm bitumicznych modyfikowanych polimerami,. Nanoszenie taśm wymaga obróbki wstępnej, takiej jak nanoszenie powłok przygotowujących, pracy na rusztowaniach, manipulowania otwartym płomieniem, cięcia i zakładania na siebie taśm itd. Przy pracach na zewnątrz, pracę może bardzo utrudniać wiatr. Przepusty, kąty i krawędzie utrudniają znacznie pracę z taśmami i foliami i są często słabymi miejscami dla nieszczelności. Zespoły robocze muszą posiadać odpowiednie umiejętności, mieć odpowiednie wykształcenie i dobrze ze sobą współpracować, aby mogły wykonać pracę bez wad.

b) Przez malowanie lub natryskiwanie na gorąco płynnych materiałów termoplastycznych, takich jak bitumy, bitumy modyfikowane polimerami, tworzywa sztuczne. Obok bardzo pracochłonnej technologii natrysku na gorąco, prace te wymagają suchej i ciepłej pogody, suchego podłoża i pociągają za sobą duży nakład pracy i niebezpieczeństwo dla personelu budowlanego, duży nakład energii, itd..

c) Przez malowanie lub natryskiwanie środków zawierających rozpuszczalniki. Sposób ten, ze względu na ochronę środowiska (odparowywanie rozpuszczalników szkodliwych dla środowiska z powłoki) praktycznie nie jest w ostatnim czasie stosowany lub też jest ograniczony do małych odcinków budowli.

d) Przez malowanie lub natryskiwanie cieczy, najczęściej emulsji bitumicznych, emulsji bitumicznych modyfikowanych polimerami, dyspersji polimerów lub dyspersji kauczuku naturalnego. Ten typ powlekania może być realizowany także na znacznie zawilgoconym podłożu, jednak w jednym etapie pracy można nanosić tylko cienkie warstwy, ponieważ z jednej strony spływanie na powierzchniach poziomych nie dopuszcza grubszych warstw a z drugiej strony podczas suszenia warstwy musi odparować woda. Układy powłokowe zawierają z reguły około 30% wody. Zamknięta woda prowadzi do tworzenia pęcherzy i wad szczelności powłoki. Warstwy, ze względu na zawartość w emulsjach pieniących się emulgatorów, zasadniczo zawierają pęcherze piany i dlatego nie zapewniają w sposób niezawodny miejsc bez wad. Konieczne jest nakładanie na siebie przynajmniej 3 do 4 warstw, z międzyoperacyjnym czasem schnięcia, co prowadzi do dużego nakładu pracy i czasu. Temperatura podłoża musi być tak wysoka, żeby następowało właściwe odparowanie wody i wytworzenie jednolitej warstwy z cząsteczek emulsji, z reguły przynajmniej +15°C. Deszcz padający w krótkim czasie po nałożeniu powłoki może miejscowo uszkodzić jeszcze niedostatecznie wyschniętą powłokę lub ją całkowicie spłukać, co może prowadzić do dalszego nakładu pracy i do bardzo szkodliwych zanieczyszczeń w miejscu budowy. Mróz, także krótko trwający mróz nocny, może także silnie uszkodzić powłokę. Przy bardzo gorącej pogodzie (strona nasłoneczniona) dochodzi często do tworzenia kożucha, przez co woda pozostaje zamknięta w warstwie i mogą wystąpić pęcherze. Aby uniknąć tych wad, opracowano układy dwuskładnikowe do natrysku, w przypadku których wspólnie natryskuje się środek strącający (który z reguły jest także oparty na wodzie), który powoduje szybkie rozbicie emulsji. Można dzięki temu uniknąć spływania i wymywania podczas deszczu, jednak czasy suszenia muszą zostać

PL 214 007 Β1 zachowane i także muszą być zachowane minimalne temperatury tworzenia błonki. Także i te układy powłokowe nie nadają się do nakładania w chłodniejszych porach roku.

e) Jako wykończenie przy nanoszeniu powłok uszczelniających, w praktyce budowlanej wymagane jest często nakładanie na miejscu budowy płyt izolacji cieplnej i trwałe ich przyklejenie. Przy wszystkich wymienionych wcześniej sposobach wymagane jest klejenie lub nakładanie płyt izolacyjnych w dalszych pracochłonnych etapach obróbki. Z reguły, podczas tej ostatniej obróbki, uszczelnienia są mechanicznie uszkadzane, co prowadzi do zmniejszenia szczelności, lub też płyty izolacyjne pochłaniają wodę z dyspersji klejowych, co pociąga za sobą niewystarczającą trwałość.

Zadaniem niniejszego wynalazku było znalezienie materiału powłokowego, jego zastosowania i sposobu nanoszenia tego materiału powłokowego, za pomocą którego można by było uniknąć wymienionych wad i który można by było stosować także w klimacie późnej jesieni i zimowym, tzn. przy temperaturach w pobliżu temperatury zamarzania.

Materiał powłokowy utwardzający się reaktywnie bez odparowania rozpuszczalnika i z odparowaniem maksymalnie 15% masowych wody, zawierający dwa składniki, charakteryzuje się tym, że pierwszy składnik zawiera od 50 do 100% udziału masowego mieszaniny bitumu z wodą o stężeniu bitumu 60 do 70%, od 0 do 50% udziału masowego lateksu syntetycznego lub naturalnego, emulsji polioctanu winylu) lub akrylanu, emulsji parafiny lub wosku i 0 do 10% udziału masowego regulatora lepkości, dodatków tiksotropujących i dodatków polepszających przyczepność i drugi składnik zawiera od 20 do 50% udziału masowego napełniaczy, 40 do 80% udziału masowego nielotnego oleju zmiękczającego i 0 do 10% udziału masowego regulatora lepkości, środków pomocniczych do dyspergowania i środków zwilżających dla faz olejowych, przy czym pierwszy składnik i drugi składnik występują w stosunku mieszania 100 :10 do 50% masowych.

Korzystne jest, gdy nielotnym olejem zmiękczającym jest olej mineralny, olej roślinny lub jego pochodna lub olej syntetyczny.

W materiale powłokowym według wynalazku korzystnie napełniacze wybrane są spośród mączki kamiennej, talku, cementu, mączki wapiennej, gipsu, cementu z popiołów lotnych i mączki z żużla z wytwarzania stali i żelaza.

W materiale powłokowym według wynalazku dodatki tiksotropujące korzystnie wybrane są spośród włókien, mikrokulek szklanych pustych wewnątrz, nieorganicznych lub organicznych pochodnych krzemowych.

W materiale powłokowym według wynalazku dodatki polepszające przyczepność korzystnie wybrane są spośród amin tłuszczowych, żywic klejowych i wosków.

W materiale powłokowym według wynalazku regulatory lepkości korzystnie wybrane są spośród poli(glikoli etylenowych), eterów alkoholi, polieterów lub węglowodorów o wysokiej temperaturze wrzenia.

Kolejnym przedmiotem wynalazku zastosowanie materiału powłokowego według wynalazku do powlekania powierzchni, takich jak ściany, sufity, tamy, kanały, podłogi, mosty, jezdnie lub pozostałe powierzchnie dróg, blachy (np. blachy na oblicówki), elementy lub maty do izolacji cieplnej i/lub zamknięcia fug i szczelin dla uzyskania izolacji przeciwwilgociowej.

Korzystne jest zastosowanie, w którym materiał powłokowy stosuje się równocześnie jako środek przyczepny dla płyt do izolacji cieplnej nanoszonych na powierzchnie.

Korzystne jest zastosowanie, w którym materiał powłokowy stosuje się równocześnie jako powłokę chroniącą przed korozją.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób nanoszenia na powierzchnię materiału powłokowego określonego powyżej, w którym pierwszy i drugi składnik oddzielnie wprowadza się do mieszalnika w stosunku mieszania 100 : 10 do 50% masowych i miesza się w mieszalniku, a następnie mieszaninę składników natryskuje się na powierzchnię za pomocą dyszy natryskowej, przy czym wprowadzany do mieszalnika pierwszy składnik zawiera od 50 do 100% udziału masowego mieszaniny bitumu z wodą o stężeniu bitumu 60 do 70%, od 0 do 50% udziału masowego lateksu syntetycznego lub naturalnego, emulsji polioctanu winylu) lub akrylanu, emulsji parafiny lub wosku i 0 do 10% udziału masowego regulatora lepkości, dodatków tiksotropujących i dodatków polepszających przyczepność i drugi składnik zawiera od 20 do 50% udziału masowego napełniaczy, 40 do 80% udziału masowego nielotnego oleju zmiękczającego i 0 do 10% udziału masowego regulatora lepkości, środków pomocniczych do dyspergowania i środków zwilżających dla faz olejowych.

W korzystnym sposobie mieszalnik stanowi część dyszy i składniki miesza się w dyszy.

PL 214 007 Β1

W korzystnym sposobie nanoszenia składniki zasila się z nabojów i doprowadza do nasadki w postaci mieszalnika statycznego.

W przeciwieństwie do wcześniej stosowanych sposobów, materiał powłokowy według wynalazku, w celu powlekania powierzchni budowlanych, można obrabiać od temperatury +1°C, tzn., w klimacie późno jesiennym i zimowym.

Materiał powłokowy według wynalazku, w porównaniu do znanego stanu techniki, wykazuje następujące korzyści techniczne i korzyści ze stosowania:

i. Ponieważ materiał powłokowy utwardzający się reaktywnie składa się w przynajmniej 85 do 100 procent z materiału czynnego, w porównaniu z układami emulsyjnymi oszczędza się do jednej trzeciej obrabianego materiału, dla uzyskania zgodnie z żądaniem skutecznej grubości łącznej. Ponadto materiał powłokowy nadaje się także do zalewania, względnie wypełniania szczelin, fug, odstępów i do wytwarzania połączeń między różnymi bryłami budowlanymi, takimi jak blachy, asfalt, krawężniki itd.

ii. Wady powodowane odparowywaniem wody z warstwy i utrzymywaniem minimalnej temperatury tworzenia błonki są nieznaczne, lub zostają całkowicie usunięte, powłoki stają się całkowicie funkcjonalne wkrótce po ich nałożeniu (w ciągu minut do kilku godzin). Błonki powłoki są szczelne a także nieprzepuszczalne dla wody, ponieważ nie zawierają pęcherzyków piany spowodowanych przez emulgator.

iii. Wpływy pogodowe prawie nie mają znaczenia, ponieważ nie prowadzi się początkowego rozcieńczania wodą lub tylko na krótko. Minimalna temperatura powstawania błonki znajduje się znacznie poniżej zera °C. Dlatego też materiał powlekający można stosować także w temperaturze w pobliżu zera °C i przy dużej wilgotności, a więc późną jesienią i przy ciepłej zimie w środkowo europejskich strefach klimatycznych.

iv. Materiał według wynalazku i sposób według wynalazku w żadnym wypadku nie wymagają temperatur pracy grożących zapaleniem materiału, a więc oferują bardzo wysoki standard bezpieczeństwa pracy dla wykonującego je personelu budowlanego.

v. Sposoby według wynalazku umożliwiają wytwarzanie płynnej warstwy bez szwu, dlatego odpadają wszystkie pracochłonne prace z cięciem i nakładaniem na siebie, jakie wymagane są w przypadku taśm uszczelniających. Trudne do wykonania kształty, takie jak krawędzie, kąty, przerwy, mogą więc zostać uszczelnione na działanie wody w bezpieczny funkcjonalnie i prosty sposób.

vi. Reakcje utwardzania, to znaczy przejście ze stanu płynnego na zimno a więc konsystencji dającej się obrabiać na zimno, która odpowiada stanowi płynnego miodu, do konsystencji twardego ciała stałego, która nie pozwala spływać utwardzonemu produktowi z pionowych ścian uzyskuje się tak szybko, że warstwy o grubości do 4 mm mogą być natryskiwane względnie nakładane za pomocą szpachli w jednym etapie pracy.

vii. Stosunkom mieszania i intensywności mieszania stawia się tak małe wymagania, że oba składniki reagujące mogą być nastawione za pomocą prostego układu pomp (na przykład za pomocą pomp zębatych) w mieszającej dyszy natryskowej, tam są łączone w jeden wspólny strumień materiałowy i nakładane na podłoże przeznaczone do nakładania. Już podczas swobodnego płynięcia rozpoczyna się wzrost lepkości dzięki rozpoczynającej się reakcji utwardzania. W przypadku postaci wykonania wyrobów budowlanych o małym zapotrzebowaniu materiału, takich jak naprawy, sposób można stosować także do konfekcjonowania w postaci nabojów, przykładowo nabojów dwuskładnikowych z nasadką do statycznego mieszania.

viii. Dzięki obróbce zasadniczo na zimno i dobrej zdolności do pompowania obu reaktywnych składników, technicznie możliwe jest prowadzenie prac także w terenie niedostępnym, takim jak wykopy za pomocą najmniejszego możliwego nakładu na aparaturę. Pojemniki z zapasem materiałów, pompy i ewentualnie sprężarka dla powietrza pod ciśnieniem mogą znajdować się daleko od obrabianej powierzchni, w dobrze dostępnym miejscu. Materiały mogą być transportowane z miejsca oddalonego o do 100 metrów przez cienkie nieogrzewane przewody tak, że personel obsługujący musi obsługiwać tylko stosunkowo lekkie pistolety natryskowe (o masie kilku kilogramów) o prostej budowie z trzema wężami (dla powietrza pod ciśnieniem i z 2 wężami dla składników materiałów). Dlatego możliwe jest prowadzenie prac budowlanych w bardzo ekonomiczny sposób.

ix. Dzięki doskonałej przyczepności materiału powłoki w stanie utwardzonym powłokami zgodnymi z wynalazkiem można kleić w jednym dalszym etapie w jednej operacji płyty i maty izolacyjne każdego typu, także płyty wrażliwe termicznie lub wrażliwe na rozpuszczalniki, takie jak płyty

PL 214 007 Β1 ze spienionego polistyrenu. Odparowania materiałów pod płytami nie jest wymagane, ponieważ powłoka utwardza się chemicznie a nie przez oddestylowanie.

x. Powłoka według wynalazku wykazuje ponadto także własności ochronne przed korozją, co otwiera interesujące możliwości stosowania w budownictwie z materiałów metalowych.

xi. W stosunku do układów polimerowych utwardzających się reaktywnie, takich jak znane od dawna układy akrylowe, poliuretanowe i epoksydowe sposób według wynalazku, który oparty jest na surowcach bitumicznych i mineralnych, odznacza się znacznie niższym poziomem cenowym oraz zadziwiającymi własnościami składników nielotnych tworzenia lepkosprężystych mostków nad szczelinami. Ponadto te klasyczne układy polimerów reaktywnych nie nadają się z reguły do nanoszenia warstw o grubości do 4 mm w jednej operacji, ponieważ czasy utwardzania są zbyt długie, aby zapobiec ściekaniu z pionowych powierzchni, przy małych lepkościach wymaganych dla obróbki na zimno.

Materiał powłokowy według wynalazku do obróbki w temperaturach zbliżonych do 0°C składa się korzystnie z:

Składnik A:

Mieszanina bitumu z wodą, korzystnie w stosunku 60 do 40 do 70 do 30

- 100% masowych_________________________________________________________________

Lateks syntetyczny lub naturalny, emulsja polioctanu winylu) lub akrylanu, emulsja wosku lub parafiny 0 - 50% masowych___________________________________________________________________

Regulatory lepkości, takie jak poli(glikol etylenowy), etery alkoholi lub polietery lub węglowodory o wysokiej temperaturze wrzenia,

Dodatki tiksotropujące, takie jak włókna, mikrokulki szklane puste wewnątrz, nieorganiczne lub organiczne pochodne krzemowe,

Dodatki polepszające przyczepność, takie jak aminy tłuszczowe, żywice klejowe, woski

-10% masowych._____________________________________________________________________

Składnik B

Dodatki napełniaczy, takich jak mączka kamienna, talk, wapień mielony, gips, cement z popiołów lotnych, mączka z żużla z wytwarzania stali i żelaza

- 50% masowych__________________________________________________________________

Nielotny olej zmiękczający, np., odpowiedni olej mineralny, olej roślinny lub jego pochodna lub olej syntetyczny, który każdorazowo jest w stanie rozpuścić bitum

- 80% masowych__________________________________________________________________

Regulator lepkości, środek pomocniczy do dyspergowania, środki zwilżające dla fazy olejowej 0 -10% masowych._____________________________________________________________________

Składnik A miesza się ze składnikiem B w stosunku 100 : 10 do 50% masowych, a następnie szybko nanosi równą warstwą na pokrywane podłoże za pomocą szpachli, szpachli ząbkowanej czy packi drewnianej. Mieszanie i nanoszenie można prowadzić korzystnie także sposobem dwuskładnikowego natrysku.

Dla prac budowlanych w niskiej temperaturze, jako przykład wykonania miesza się ze sobą dwa składniki, jak następuje:

Składnik A:

Mieszanina bitumu z wodą 50% masowych lateks syntetyczny lub naturalny 48% masowych regulator lepkości 2% masowe

Składnik B:

Napełniacze, takie jak mączka kamienna, talk, cement 50% masowych olej lniany, olej talowy lub olej tungowy 45% masowych regulator lepkości 5% masowych

Składniki miesza się w stosunku 100 : 20 i wykazują one korzystne właściwości.

Claims (12)

1. Materiał powłokowy utwardzający się reaktywnie bez odparowania rozpuszczalnika i z odparowaniem maksymalnie 15%> masowych wody, zawierający dwa składniki, znamienny tym, że pierwszy

PL 214 007 Β1 składnik zawiera od 50 do 100% udziału masowego mieszaniny bitumu z wodą o stężeniu bitumu 60 do 70%, od 0 do 50% udziału masowego lateksu syntetycznego lub naturalnego, emulsji polioctanu winylu) lub akrylanu, emulsji parafiny lub wosku i 0 do 10% udziału masowego regulatora lepkości, dodatków tiksotropujących i dodatków polepszających przyczepność i drugi składnik zawiera od 20 do 50% udziału masowego napełniaczy, 40 do 80% udziału masowego nielotnego oleju zmiękczającego i 0 do 10% udziału masowego regulatora lepkości, środków pomocniczych do dyspergowania i środków zwilżających dla faz olejowych, przy czym pierwszy składnik i drugi składnik występują w stosunku mieszania 100 :10 do 50% masowych.

2. Materiał powłokowy według zastrz. 1, znamienny tym, że nielotnym olejem zmiękczającym jest olej mineralny, olej roślinny lub jego pochodna lub olej syntetyczny.

3. Materiał powłokowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że napełniacze wybrane są spośród mączki kamiennej, talku, cementu, mączki wapiennej, gipsu, cementu z popiołów lotnych i mączki z żużla z wytwarzania stali i żelaza.

4. Materiał powłokowy według jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że dodatki tiksotropujące wybrane są spośród włókien, mikrokulek szklanych pustych wewnątrz, nieorganicznych lub organicznych pochodnych krzemowych.

5. Materiał powłokowy według jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że dodatki polepszające przyczepność wybrane są spośród amin tłuszczowych, żywic klejowych i wosków.

6. Materiał powłokowy według jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że regulatory lepkości wybrane są spośród poli(glikoli etylenowych), eterów alkoholi, polieterów lub węglowodorów o wysokiej temperaturze wrzenia.

7. Zastosowanie materiału powłokowego określonego w zastrz. 1 do 6, do powlekania powierzchni, takich jak ściany, sufity, tamy, kanały, podłogi, mosty, jezdnie lub pozostałe powierzchnie dróg, blachy (np. blachy na oblicówki), elementy lub maty do izolacji cieplnej i/lub zamknięcia fug i szczelin dla uzyskania izolacji przeciwwilgociowej.

8. Zastosowanie według zastrz. 7, znamienne tym, że materiał powłokowy stosuje się równocześnie jako środek przyczepny dla płyt do izolacji cieplnej nanoszonych na powierzchnie.

9. Zastosowanie według zastrz. 7 albo 8, znamienne tym, że materiał powłokowy stosuje się równocześnie jako powłokę chroniącą przed korozją.

10. Sposób nanoszenia na powierzchnię materiału powłokowego określonego w zastrz. 1 do 6, znamienny tym, że pierwszy i drugi składnik oddzielnie wprowadza się do mieszalnika w stosunku mieszania 100 : 10 do 50% masowych i miesza się w mieszalniku, a następnie mieszaninę składników natryskuje się na powierzchnię za pomocą dyszy natryskowej, przy czym wprowadzany do mieszalnika pierwszy składnik zawiera od 50 do 100% udziału masowego mieszaniny bitumu z wodą o stężeniu bitumu 60 do 70%, od 0 do 50% udziału masowego lateksu syntetycznego lub naturalnego, emulsji polioctanu winylu) lub akrylanu, emulsji parafiny lub wosku i 0 do 10% udziału masowego regulatora lepkości, dodatków tiksotropujących i dodatków polepszających przyczepność i drugi składnik zawiera od 20 do 50% udziału masowego napełniaczy, 40 do 80% udziału masowego nielotnego oleju zmiękczającego i 0 do 10% udziału masowego regulatora lepkości, środków pomocniczych do dyspergowania i środków zwilżających dla faz olejowych.

11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że mieszalnik stanowi część dyszy i składniki miesza się w dyszy.

12. Sposób według zastrz. 10 albo 11, znamienny tym, że składniki zasila się z nabojów i doprowadza do nasadki w postaci mieszalnika statycznego.