PL237293B1

PL237293B1 - Sposób wytwarzania termoaktywnej farby akrylowej

Info

Publication number: PL237293B1
Application number: PL421561A
Authority: PL
Inventors: Marek WASZUT; Marek Waszut
Original assignee: Akkoc Serkan; Waszut Jolanta Ekobokra Kajmar; Wysota Christof
Priority date: 2017-05-10
Filing date: 2017-05-10
Publication date: 2021-04-06
Also published as: EP3401375B1; PL421561A1; EP3401375A1; DK3401375T3; ES2848054T3

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania termoaktywnej farby akrylowej zawierającej wypełniacze, pigmenty, środki uniepalniające, środki powierzchniowo czynne, związki krzemianowe, kopolimery akrylowe, charakteryzujący się tym, że do mieszalnika wprowadza się 60 - 70% wagowych przygotowanej uprzednio Przedmieszki 1, którą podgrzewa się ciągle mieszając do temperatury 30 - 40°C, po czym w trakcie ciągłego mieszania dodaje się przygotowaną uprzednio Przedmieszkę 2 w ilości 30 - 40% wagowych i utrzymując temperaturę od 30 do 40°C prowadzi się proces homogenizacji od 10 do 30 minut, przy czym Przedmieszkę 1 sporządza się z 46 - 50% dyspersji wodnej kopolimerów akrylowych; roztworu dyspergatora polimerowego w ilości 1,3 - 1,6% wagowych; środka przeciwpiennego w ilości 0,75 - 0,85% wagowych; środków powierzchniowo czynnych w ilości 2,7 do 3,0% wagowych; 19 - 20% wagowych bieli tytanowej (TiO2); 12 - 13% wagowych węglanu wapnia; 4,2 - 4,6 wagowych kaolinu; 1,4 - 1,5% wagowych koalescentu; 2,2 - 2,4% wagowych izopropanolu; 2,0, - 2,4% kopolimeru; 4,0 - 4,5 wagowych wody zdemineralizowanej, natomiast Przedmieszkę 2 sporządza się z 42 - 45% wagowych wody zdemineralizowanej; 0,4 - 0,5% środka powierzchniowo czynnego; 0,8 - 0,9% wagowych roztworu wodnego odpieniacza; 1,2 - 1,6% wagowych wodnego roztworu dyspergatora polimerowego; 26 - 29% wagowych kopolimeru octanu winylu z wersenianem winylu oraz dodatkiem polialkoholu winylu; 20 - 24% wagowych szklanych mikrosfer; 3,9 - 4,4% wagowych środka spajającego. Przedmiotem zgłoszenia jest także termoaktywna farba akrylowa wytworzona powyższym sposobem.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania termoaktywnej farby akrylowej, akumulującej, odbijającej i rozpraszającej długie fale elektromagnetyczne w zakresie podczerwieni, stanowiącej również barierę termiczną, stosowanej do pokrywania przestrzeni mieszkalnej i przemysłowej, takiej jak: klatki schodowe, piwnice, hale magazynowe i produkcyjne, itp. a także tam, gdzie jest niemożliwa inna ochrona izolacyjna, a przestrzenie narażone są na duże zawilgocenie i powstawanie na zimnych mokrych powierzchniach grzybów i pleśni.

W różnych gałęziach przemysłu i obiektach mieszkaniowych od najdawniejszych czasów poszukiwano rozwiązań, które mają na celu ograniczenie strat wynikających z utraty energii cieplnej, szkodliwego oddziaływania czynników chemicznych i biologicznych na obiekty i urządzenia oraz posiadających walory estetyczne. Powszechnie wiadomym jest, że w celu zabezpieczenia cieplnego obiektów budowlanych stosowane są różnego rodzaju powłoki izolacyjne z wykorzystaniem wełny mineralnej, styropianu oraz różnego rodzaju farb termoizolacyjnych zawierających wypełniacze.

Na przykład z opisu zgłoszenia patentowego nr CN105670396 (A) znany jest sposób produkcji farby termoizolacyjnej, przeznaczonej do pokrywania ścian wewnętrznych pomieszczeń o następującym składzie: 15-20 kg włókien azbestowych, 10-15 kg nano kaolinu, 5-10 kg pyłu miki, 10-15 kg nano tlenku cynku, 5-10 kg środka uniepalniającego, 5-10 kg soli sodowej kwasu etylenodiaminotetra(metylenofosfonowego), 5-10 kg środka przeciwdziałającego zamarzaniu, 5-10 kg trójbutylofosforanu, 5-20 kg karboksylometylocelulozy i 800-1000 kg wody a sposób produkcji polega na kolejnym odważeniu wymienionych surowców i dozowaniu do mieszalnika, z uprzednio podgrzaną do temperatury 3040°C wodą, wymieszaniu i podgrzaniu mieszaniny do temperatury 90°C i utrzymywaniu jej przez 30 minut po czym uznaje się produkt za gotowy do użytku. Otrzymana tym sposobem farba jest nietoksyczna, przyjazna środowisku, odporna na temperaturę, posiada dobre własności uszczelniające i wypełniające oraz jest odporna na spękania.

Wynalazek opisany w zgłoszeniu chińskiego wynalazku nr CN105669088 (A) dotyczący ekologicznej, termoizolacyjnej farby, przeznaczonej do malowania ścian budynków, ujawnia sposób produkcji oraz skład produktu wytworzonego tym sposobem, który jest następujący: 15-20 kg boranu cynku, 1015 kg etylokrzemianu, 5-10 kg etylocelulozy, 10-15 kg żywicy poliestrowej, 5-10 kg uniepalniacza, 510 kg kwasu poliakrylowego, 5-10 kg łuski ryżowej, 5-10 kg pyłu kwarcowego, 15-20 kg ekspandowanego perlitu i 800-1000 kg rozpuszczalnika. Po odważeniu składników dozuje się je kolejno do uprzednio ogrzanego w mieszalniku do temperatury 30-40°C rozpuszczalnika po czym zawartość homogenizuje a następnie podwyższa temperaturę mieszaniny do 90°C i po 30 minutach utrzymywania zwartości zbiornika w tej temperaturze uznaje się produkt za gotowy.

Z kolei opis zawarty w zgłoszeniu wynalazku nr CN105086812 (A) dotyczy sposobu produkcji wysokojakościowej, termoizolacyjnej farby emulsyjnej, przyjaznej środowisku i odpornej na spękania oraz ujawnia recepturę składającą się z: 5-7 części wagowych roztworu krzemianu, 23-26 części wagowych akrylanów uretanowych, 1-2 części wagowych siarczanu glinu; 1-2 części wagowych środka rozjaśniającego TA; 3-5 części wagowych nano tlenku cynku; 20-22 części wagowych nano tlenku tytanu; 2-4 części wagowych nadtlenku wapnia; 2,5-4 części wagowych sferycznych szklanych mikrokulek; 3-5 części wagowych ekspandowanego perlitu; 90-100 części wagowych wody i 7 do 9 części wagowych środka spajającego. Farba emulsyjna według wynalazku posiada doskonałe walory użytkowe, co osiąga się przez dodatek pustych w środku mikrosfer szklanych i ekspandowanego perlitu uzyskując doskonałe efekty izolacji cieplnej. Farba emulsyjna według wynalazku zapewnia izolację cieplną i oszczędność energii, doskonałą odporność na pękanie, odporność na wodę i korozję.

Zgłoszenie patentowe koreańskiego wynalazku nr KR20000017699 (A) ujawnia sposób produkcji rozpuszczalnej w wodzie kompozycji farby, która może izolować ciepło (adiabatycznej), zawierającej w swym składzie żywice emulsyjne kopolimeru styrenowo-akrylowego zawierające puste cząstki zapewniające niską przewodność cieplną, doskonałą odporność na warunki atmosferyczne, wodoodporność. W opisie wynalazku wskazuje się, że nieorganiczne związki krzemianowe w postaci pustych cząstek np. mika, posiadają doskonałe właściwości izolacji cieplnej, odporności chemicznej i zabezpieczające przed rdzewieniem. Farba zawiera w swym składzie: 5-40% wagowych stałej zawiesiny, która ma puste pory powstałe podczas suszenia; 5-20% wagowych nieorganicznych krzemianów w postaci wydrążonej oraz posiadające puste przestrzenie, dzięki czemu obniża się przewodnictwo cieplne. Zawiera także 10-30% wagowych miki, która ma dobre właściwości izolacji cieplnej.

PL 237 293 B1

W zgłoszeniu chińskiego wynalazku nr CN101085892 ujawniono termoizolacyjną farbę ścienną, wewnętrzną oraz sposób jej przygotowania. Składniki farby ściennej to: emulsja styrenowo-akrylowa w ilości 28-35% o zawartości suchej masy 48-52% m/m, dwutlenek tytanu w ilości 8-13%, wypełniacz w ilości 10-18%, kulki borokrzemowe w ilości 6-12%, wodny środek pleśniobójczy w ilości 0,5-2%, odpieniacz w ilości 0,3-0,5%, środek zwilżający w ilości od 0,15-0,25%, środek zagęszczający w ilości od 0,25-1,0%, środek poprawiający reaologię w ilości 0,4-0,8%, środek grzybobójczy w ilości 0,4-0,8%, regulator pH w ilości 0,1-0,3%, dyspergator w ilości od 0,5-0,7%, dodatek powłokotwórczy w ilości 1,2-2,0%, środek przeciwko zamarzaniu w ilości 2,0-3,0%, woda w ilości 18-30%.

Sposób wytwarzania termoizolacyjnej farby wewnętrznej charakteryzuje się etapami jej wytwarzania, tj.:

1) wytworzenie Premiksu: 70 do 80% całkowitej ilości wody dodaje się do zbiornika dyspersyjnego, a następnie środek zwilżający, środek dyspergujący, 1/2 środka przeciw pienieniu, środka grzybobójczego, zagęszczacz. Składniki dodaje się do wody i miesza przez 10 do 15 minut przy małej prędkości mieszania od 300 do 500 obrotów/minutę, aby uzyskać jednorodny roztwór;

2) dyspergowanie i rozdrabnianie: ditlenek tytanu i wypełniacze dodaje się do wytworzonego w etapie 1), jednorodnego roztworu i dysperguje się z dużą szybkością przez 15-20 minut przy prędkości mieszania 1200-1500 obrotów/minutę, aby uzyskać jednorodną zawiesinę;

3) komponowanie farby: do zbiornika dodaje się wytworzoną zawiesinę, emulsję styrenowo-akrylową, środek błonotwórczy, środek przeciw zamarzaniu, środki reologiczne i wodny środek pleśniobójczy i całość miesza się a następnie dodaje się puste mikrokulki borokrzemianowe podzielone na 2 do 3 części, za każdym razem mieszając przy prędkości 200-300 obrotów/min a na końcu dodaje się pozostały środek przeciw pienieniu i wodę.

Kolejne zgłoszenie chińskiego wynalazku nr CN105153827 opisuje powłokę termoizolacyjną i sposób jej wytworzenia. Składniki powłoki wg CN105153827 to: emulsja akrylowa w ilości 20-25%, parafina w ilości 20-25%, emulsja żywicy epoksydowo-akrylowej w ilości 3-8%, włókna nieorganiczne: wełna mineralna i włókna krzemianu glinu w stosunku 1:3 w ilości 5-7%, ceramiczne 200-300 mesh w ilości 3-5%, mikrosfery szklane w ilości 3-5%, pył dwutlenku cyrkonu 300-700 mesh w ilości 1-5%, zagęszczacz w ilości 1-3%, odpieniacz w ilości 2%, dwutlenek tytanu w ilości 5-7%, proszek aluminium w ilości 5-10%,współrozpuszczalnik w ilości -2%, stabilizator polioksyetyleno etery wyższych alkoholi tłuszczowych, glikol polioksypropylenowy lub politetrametylene 1-diol w ilości 1-2%, środek wyrównujący w ilości 0,5-2%, woda zdejonizowana w ilości 12-17%.

Przygotowanie powłoki izolacyjnej obejmuje etapy:

1) 20-25% parafiny ogrzewa się do stopienia a potem dodaje mieszając 3-8% emulsji żywicy epoksydowej w celu utworzenia jednolitej dyspersji emulsji parafinowej.

2) W etapie drugim, jednolity lateks powstały w etapie pierwszym (dyspersja parafiny z włóknami nieorganicznymi) łączy się z 12-17% zdejonizowanej wody a następnie dodaje 3-5% pustych w środku ceramicznych mikrosfer oraz 3-5% pustych w środku szklanych mikrokulek, 1-5% proszku ceramicznego z dwutlenku cyrkonu, 5-7%, ditlenku tytanu, 5-10% proszku aluminiowego.

3) Etap trzeci to mieszanie dwóch roztworów z 20-25% emulsją akrylową przy 800-1000 rpm/min i dodanie dodano 1-2% współrozpuszczalnika i 0,5-1% środka przeciwpieniącego. Dalsze mieszanie przez 10-20 minut i dodanie 1-3% środków zagęszczających, 1-2% stabilizatora, 0,5-2%, środka wyrównującego. Czas kolejnego mieszania wynosi 30-40 minut, mieszanie do uzyskania jednolitości, następnie dodaje się 0,5-1% środka przeciwpieniący.

Bardzo szerokie zastosowanie w budownictwie posiadają głównie różnego rodzaju materiały termoizolacyjne. Materiał termoizolacyjny to taki materiał, którego przewodność cieplna jest niższa niż 0,05 W/-mK. Warunek ten spełniają materiały wyprodukowane ze specjalnie spienionych tworzyw sztucznych, np. polistyrenu, poliuretanu oraz materiałów porowatych pochodzenia mineralnego i organicznego, tj. włókna bazaltowe, szklane, celuloza.

Powszechnie używane i dostępne na rynku są tradycyjne wyroby do izolacji cieplnej, takie jak wełna mineralna, styropian EPS oraz polistyren ekstrudowany XPS, które charakteryzują się współczynnikiem przewodzenia ciepła na poziomie około 0,03 W/mK. Tradycyjne płyty styropianu mają współczynnik λ 0,031-0,042 W/(mK), a dla płyt elastycznych λ wynosi 0,042-0,043 W/(mK). Najlepszą wartość współczynnika λ o zakresie 0,032-0,033 W/(mK), a także niewielką gęstość mają czarne płyty styropianowe zawierające grafit, który zwiększa ich izolacyjność. Granulat styropianowy służący do

PL 237 293 B1 ocieplania stropodachów i poddaszy odznacza się gorszą izolacyjnością termiczną niż płyty. W przypadku wełny mineralnej współczynnik przewodzenia ciepła w zależności od rodzaju wyrobu (miękkie, średnio twarde, twarde) wynosi od 0,030 do 0,045 W/(mK) (źródło: Anna Burkowicz, „Perlit ekspandowany - materiał termoizolacyjny mało znany w Polsce”; Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk, Kraków, rok 2016, nr 96, s. 7-22).

Celem wynalazku jest sposób wytwarzania termoaktywnej farby akrylowej szybkoschnącej, wodorozcieńczalnej, akumulującej i odbijającej oraz rozpraszającej długie fale elektromagnetyczne w zakresie podczerwieni oraz stanowiącej barierę termiczną.

Sposób wytwarzania termoaktywnej farby akrylowej składa się z trzech etapów i polega na wstępnym sporządzeniu Przedmieszek (Przemieszka 1 i 2) a następnie ich wzajemnym połączeniu celem otrzymania gotowego produktu.

W pierwszym etapie sposobu według wynalazku wytwarza się pierwszą Przedmieszkę (dalej jako Przedmieszka 1), gdzie 45-48%-ową dyspersję wodną kopolimerów akrylowych w ilości od 46 do 50% wagowych, korzystnie 48,6% wagowych, podgrzewa się do temperatury od 30 do 40°C w trakcie ciągłego, dynamicznego mieszania, po czym dodaje się środki pomocnicze, tj. od 1,3 do 1,6% wagowych, korzystnie 1,5% wagowych 50%-owego, wodnego roztworu dyspergatora polimerowego, celem ułatwienia rozprowadzenia zawiesiny wypełniaczy i pigmentów. Kolejno, homogenizując dodaje się:

1. środek przeciwpienny w ilości od 0,75 do 0,85% wagowych, korzystnie 0,8% wagowych 26%-owego roztworu wodnego odpieniacza polieterosiloksanowego z krzemionką;

2. od 1,4 do 1,5% wagowych, korzystnie 1,5% wagowych 100%-owego alkanodiolowego środka powierzchniowo czynnego;

3. od 1,3 do 1,5% wagowych, korzystnie 1,4% wagowych siloksanowego środka powierzchniowo czynnego.

Dyspersja akrylowa homogenizowana jest ze środkami pomocniczymi od 5 do 10 minut. Kolejno, w trakcie dalszej homogenizacji dodaje się od 19 do 20% wagowych, korzystnie 19,5% wagowych bieli tytanowej (TiO2) klasy Rutil i całość homogenizuje się dynamicznie co najmniej 15 minut, po czym dodaje się od 12 do 13% wagowych, korzystnie 12,5% wagowych zmikronizowanego węglanu wapnia oraz od 4,2 do 4,6 wagowych, korzystnie 4,5% wagowych zmikronizowanego kaolinu (4SiO2x2AI2Oax4H2O), a kolejno dodaje się:

- od 1,4 do 1,5% wagowych, korzystnie 1,5% koalescentu w postaci estru alkoholowego oraz

- od 2,2 do 2,4% wagowych, korzystnie 2,3% wagowych izopropanolu,

- od 2,0 do 2,4% wagowych, korzystnie 2,2% wagowych blokowego kopolimeru uretanowego modyfikowanego tlenkiem etylenu (HEUR - Hydrophobically modified Ethylenie oxide URethane)

- od 4,0 do 4,5 wagowych, korzystnie 4,2% wagowych wody zdemineralizowanej celem uzupełnienia ubytków powstałych podczas mieszania.

Całość miesza się od 20 do 30 minut, utrzymując temperaturę procesu w przedziale od 30 do 40°C. Proces mieszania prowadzi się utrzymując obroty mieszadła w granicach 120-160 obr/minutę.

Użyta do wytworzenia Przedmieszki 1 dyspersja czysto akrylowa, jako wodna emulsja polimerów akrylowych, charakteryzuje się doskonałą przyczepnością do podłoża, szybkim schnięciem, dobrą twardością, odpornością chemiczną oraz odpornością na warunki użytkowania.

Surfaktanty, jako środki pomocnicze odpowiadają za zmniejszenie napięcia powierzchniowego, ułatwiają zwilżanie wypełniaczy i pigmentów, a także poprawiają wygląd nanoszonych powłok farby i zapobiegają powstawaniu kraterów w powłokach farby. Dodatek koalescentu powoduje obniżenie temperatury, przy której polimer akrylowy tworzy równomiernie usieciowaną powłokę podczas wysychania fizycznego na powietrzu, natomiast kopolimer uretanowy poprawia rozlewność, zapobiega ściekaniu. Dzięki jego zastosowaniu unika się stosowania biocydów ochronnych.

W drugim kroku realizacji sposobu według wynalazku wytwarza się Przedmieszkę 2, gdzie do mieszalnika z mieszadłem szybkoobrotowym wprowadza się wodę zdemineralizowaną w ilości od 42 do 45% wagowych, korzystnie 44% wagowych i podgrzewa się do temperatury mieszczącej się w przedziale od 30 do 40°C oraz poddaje się intensywnemu mieszaniu, po czym dodaje się:

- od 0,4 do 0,5% wagowych, korzystnie 0,5% wagowych siloksanowego środka powierzchniowo czynnego,

- od 0,8 do 0,9% wagowych, korzystnie 0,8% wagowych 26% roztworu wodnego odpieniacza polieterosiloksanowego z krzemionką oraz

PL 237 293 B1

- od 1,2 do 1,6% wagowych, korzystnie 1,5% wagowych 50%-owego wodnego roztworu niejonowego dyspergatora polimerowego

- oraz korzystnie od 1 do 20 ppm wodnego roztworu nanocząsteczek metalicznego srebra o wymiarach mieszczących się w przedziale od 3 do 15 nm, osadzonych na matrycy polifenolowej.

Prędkość mieszadła konieczna do wymieszania produktów wynosi od 500 do 600 obr/min. Całość miesza się do otrzymania w pełni zhomogenizowanej mieszaniny przy czym nie krócej niż 20 min., po czym zmniejsza się obroty mieszadła do wartości od 30 do 40 obr/minutę i kolejno wprowadza się do mieszalnika:

- od 26 do 29% wagowych, korzystnie 28% wagowych sproszkowanego kopolimeru octanu winylu z wersenianem winylu oraz dodatkiem polialkoholu winylu oraz

- od 20 do 24% wagowych, korzystnie 21% wagowych szklanych mikrosfer ze szkła borokrzemowego i całość dalej homogenizuje się od 10 do 15 min., utrzymując wolne obroty mieszadła na poziomie nie przekraczającym wartości od 30 do 40 obr/minutę.

W końcowym etapie, ciągle mieszając dodaje się od 3,9 do 4,4% wagowych, korzystnie 4,2% wagowych zagęstnika w postaci blokowego kopolimeru uretanowego modyfikowanego tlenkiem etylenu (HEUR). Ciągłe mieszanie kontynuuje się przez 20 do 30 min. w stałej temperaturze procesu od 30 do 40°C. Dodatek blokowego kopolimeru uretanowego pozwala na uzyskanie jednorodnej konsystencji Przedmieszki 2, zapobiegając sedymentacji szklanych sfer.

Zastosowany w Przedmieszce 2 siloksanowy środek powierzchniowo czynny redukuje napięcie powierzchniowe, zwilża podłoże, poprawia rozlewność i zapobiega tworzenia się kraterów w powłoce farby. Dyspergator polimerowy doskonale zwilża organiczne i nieorganiczne pigmenty i wypełniacze, natomiast kopolimer octanu winylu i wersenianu winylu z alkoholem poliwinylowym i mineralnymi dodatkami przeciwko zbrylaniu, stanowią spoiwo do utrzymania sfer szklanych czyli kuleczek ze szkła borokrzemianowego, zamkniętych i pustych w środku oraz o odpowiedniej grubości ścianek, właściwej do wytrzymania przed zgnieceniem w trakcie mieszania i aplikacji powłok. Zastosowane kulki szklane (mikrosfery) to puste mikrokulki ze szkła borokrzemianowego o gęstości cząstek w zakresie od 0,125 do 0,6 g/ml, średniej wielkości cząstek 10-120 mikronów, grubości ścianki 0,5-1,5 mikrona oraz wytrzymałości na ściskanie 17-1240 barów. Puste mikrosfery szklane mogą być dodatkowo częściowo pozbawione powietrza w pustych przestrzeniach zamkniętych, co pomaga zmniejszyć przewodność cieplną i powodować lepszą akumulację ciepła, lepiej działać jako izolacja akustyczna, a także wpływać na redukcję gęstości utworzonej powłoki malarskiej.

W trzecim etapie sposobu według wynalazku następuje wzajemne zmieszanie uprzednio wytworzonych: Przedmieszki 1 oraz Przedmieszki 2. Do mieszalnika zaopatrzonego w mieszadło wolnoobrotowe wprowadza się od 60 do 70% wagowych Przedmieszki 1 i w trakcie ciągłego mieszania z prędkością mieszadła od 100 do 120 obr/minutę całość ogrzewa się do temperatury od 30 do 40°C. Proces homogenizacji prowadzi się od 25 do 35 min, po czym zmniejsza się obroty mieszadła do wartości od 30 do 40 obr/minutę i ciągle mieszając wprowadza się od 30 do 40% wagowych Przedmieszki 2 i całość miesza się do uzyskania pełnej homogenizacji przez czas od 10 do 30 minut, utrzymując przy tym temperaturę od 30 do 40°C. Otrzymany produkt gotowy stanowi termoaktywną farbę akrylową.

W trakcie szeregu badań i testów własności izolacyjnych termoaktywnej farby akrylowej, wytworzonej sposobem według wynalazku zauważono, że warstwa farby o grubości 6,3 mm wystarczy aby zastąpić 50 milimetrową warstwę wełny mineralnej lub 3,6 mm co zastępuje 60 milimetrową warstwę styropianu.

Nieoczekiwanie okazało się, że przez zastosowanie unikalnej receptury i specjalnego doboru komponentów osiąga się doskonałe wyniki jeśli chodzi o termoaktywność farby tzn. kumulację ciepła, izolację i jego rozpraszanie. Produkt otrzymany sposobem według wynalazku składa się z następujących komponentów:

a) Przedmieszka 1-pigmentowej bazy akrylowej w ilości 60 do 70% wagowych o składzie jak poniżej:

- 46-50% wagowych, korzystnie 48,0% wagowych 45-48%-owej dyspersji wodnej kopo- limerów akrylowych,

- 1,3-1,6% wagowych, korzystnie 1,5% wagowego 50%-owego wodnego roztworu dys- pergatora polimerowego,

PL 237 293 B1

- 0,75-0,85% wagowych, korzystnie 0,8% wagowych 26%-owego roztworu wodnego od- pieniacza polieterosiloksanowego z krzemionką

- 1,4-1,5% wagowych, korzystnie 1,5% wagowych 100%-owego alkanodiolowego środka powierzchniowo czynnego;

- 1,3-1,5% wagowych, korzystnie 1,4% wagowych siloksanowego środka powierzch- niowo czynnego

- 19-20% wagowych, korzystnie 19,5% wagowych bieli tytanowej (TiO2),

- 12-13% wagowych, korzystnie 12,5% wagowych węglanu wapnia,

- 4,2-4,6% wagowych, korzystnie 4,5% wagowych kaolinu (4SiO2x2ALO3x4H2O),

- 1,4-1,5% wagowych, korzystnie 1,5% wagowych hydroksyestru (klasy Texanol)-koale- scent

- 2,2-2,4% wagowych, korzystnie 2,3% wagowych izopropanolu,

- 2,2% wagowych blokowego kopolimeru uretanowego modyfikowanego tlenkiem etylenu (Heur)- środek poprawiający rozlewność i zapobiegający ściekaniu,

- 4,0-4,5% wagowych, korzystnie 4,2% wagowego wody zdemineralizowanej

b) Przedmieszka 2- szklane sfery w spoiwie poliwinylowym w ilości 30 do 40% wagowych, o następującym składzie:

- 42-45% wagowych, korzystnie 44% wody zdemineralizowanej,

- 0,4-0,5% wagowych, korzystnie 0,5% wagowych siloksanowego środka powierzch- niowo czynnego,

- 0,8-0,9% wagowych, korzystnie 0,8% wagowych 26% roztworu wodnego odpieniacza polieterosiloksanowego z krzemionką

- 1,2-1,6% wagowych, korzystnie 1,5% wagowych 50% wodnego roztworu niejonowego dyspergatora polimerowego

- korzystnie 1-20 ppm wodnego roztworu nanocząsteczek metalicznego srebra o wymiarach mieszczących się w przedziale od 3 do 15 nm.

- 26-29% wagowych, korzystnie 28% wagowych sproszkowanego kopolimeru octanu wi- nylu z wersenianem winylu oraz dodatkiem polialkoholu winylu

- 20-24% wagowych, korzystnie 21% wagowych szklanych mikrosfer ze szkła borokrze- mowego o wielkości cząstek w zakresie od 10 do 120 mikronów, grubości ścianki od 0,5 do 1,5 mikrona i wytrzymałości na ściskanie od 17 do 1240 barów, (puste w środku)

- 3,9-4,4% wagowych, korzystnie 4,2% wagowych zagęstnika w postaci blokowego ko- polimeru uretanowego modyfikowanego tlenkiem etylenu (Heur).

Farba termoaktywna otrzymana sposobem wg wynalazku jest środkiem, który po naniesieniu na ścianę poprawia dystrybucję ciepła w pomieszczeniach a położona na zewnątrz zapewnia doskonałą izolację cielną. Przeznaczona jest więc do malowania i zabezpieczania wewnątrz i na zewnątrz wszelkich powierzchni: mineralnych, metalowych, drewna, szkła i tworzyw sztucznych, przyjazna dla środowiska, niepalna, nietoksyczna, paroprzepuszczalna, zabezpieczająca przed niekorzystnym działaniem czynników zewnętrznych: agresywnych oparów chemicznych, wilgocią, pleśnią i grzybami.

Produkt otrzymany sposobem według wynalazku polecany jest szczególnie do stosowania tam gdzie nie jest możliwa inna ochrona izolacyjna, a przestrzenie narażone są na duże zawilgocenie i powstawanie na zimnych, mokrych powierzchniach wykwitów grzybów i pleśni.

Zalety farby wg wynalazku:

- posiada doskonałe właściwości biobójcze, hamuje wzrost drobnoustrojów pro i eukariotycznych, w tym pleśni i grzybów,

- warstwa farby wg wynalazku o grubości 6,3 mm posiada własności izolacyjne odpowiadające 50 milimetrowej warstwie wełny mineralnej a warstwa farby o grubości 3,6 mm, zastępuje 60 milimetrową warstwę styropianu,

- jest paroprzepuszczalna, kryjąca, nietoksyczna, nie wydziela szkodliwych substancji lotnych, nie spływa, nie kapie, odporna na warunki atmosferyczne, opary lotnych związków chemicznych, lekka (gęstość ok. 0,850 g/cm³), mieszalna z barwnikami i pigmentami, rozcieńczalna wodą itd.

PL 237 293 B1

Ponadto w porównaniu z innymi produktami znajdującymi się na rynku farba charakteryzuje się następującymi zaletami:

- jest ekologiczna tzn. nie zawiera szkodliwych substancji, które mogą być emitowane do środowiska np. lotnych związków organicznych, nie zawiera włókien azbestowych jak opisano w patencie CN105670396, związków baru jakie stosuje się w niektórych recepturach, nie wydziela się formaldehyd jak w przypadku wełny mineralnej, przy produkcji której stosowane są żywice mocznikowo-formaldehydowe, nie zachodzi uwalnianie monomeru styrenu jak w przypadku styropianu (polistyrenu spienionego),

- jest bardzo dobrym izolatorem a ponadto posiada działanie absorpcji, odbijania i rozpraszania promieniowania elektromagnetycznego w zakresie podczerwieni (cieplnego) dzięki czemu następuje równomierna dystrybucja ciepła w całym pomieszczeniu- poprzez rozpraszanie a dzięki własnościom termoizolacyjnym ciepło nie jest oddawane zimnej ścianie przez co wzrasta efektywność ogrzewania praktycznie bez strat.

Wynalazek przedstawia się w przykładzie wykonania.

Etap 1 - sporządzenie Przedmieszki 1.

Do mieszalnika zaopatrzonego w mieszadło szybkoobrotowe wprowadza się 312,65 kg czystej dyspersji kopolimerów akrylowych (45% roztwór wodny), podgrzewa do temperatury 30-40°C ciągle mieszając a następnie wprowadza się środki pomocnicze: 9,75 kg 50% wodnego roztworu dyspergatora polimerowego celem ułatwienia rozprowadzenia zawiesiny wypełniaczy i pigmentów a następnie dozuje środek przeciwpienny w ilości 5,20 kg 26% roztworu wodnego odpieniacza polieterosiloksanowego z krzemionką, 9,75 kg 100%-owego alkanodiolowego środka powierzchniowo czynnego, po czym 9,10 kg siloksanowego środka powierzchniowo czynnego. Dyspersja akrylowa wymieszana ze środkami pomocniczymi jest gotowa po kilku minutach do homogenizacji z bielą tytanową i wypełniaczami mineralnymi. Najpierw mocno dysperguje się 126,75 kg bieli tytanowej (TiO2) klasy Rutil. Po kilkunastu minutach sprawdza się skuteczność dyspergowania przez pomiar roztarcia bagietką na płytce szklanej w celu oceny stopnia zwilżenia ziaren pigmentu przez środowisko wodne tworzącej się farby. Następnie mierzy się stopień roztarcia przyrządem grindometr. Jeśli wyniki są zadawalające dodaje się 81,25 kg zmikronizowanego węglanu wapnia i 29,25 kg zmikronizowanego kaolinu (4SiO2x2AbO3x4H2O), a następnie koalescent w ilości 9,75 kg hydroksyestru (klasy Texanol) i 14,95 kg izopropanolu po czym 14,30 kg blokowego kopolimeru uretanowego modyfikowanego tlenkiem etylenu (Heur) i 27,30 kg wody zdemineralizowanej celem uzupełnienia ubytków powstałych podczas mieszania. Całość miesza się około 30 minut utrzymując temperaturę w przedziale 30 do 40°C.

Etap 2 - sporządzenie Przedmieszki 2.

Do mieszalnika zaopatrzonego w mieszadło i regulację prędkości obrotowej wprowadza się wodę zdemineralizowaną w ilości 154,00 kg, włącza ogrzewanie i podgrzewa zawartość do temperatury mieszczącej się w przedziale 30 do 40°C, uruchamia mieszadło i ustala jego prędkość na 600 obr./minutę, po czym wprowadza się: 0,175 kg wodnego roztworu nanocząsteczek metalicznego srebra osadzonych na matrycy polifenolowej, 1,75 kg siloksanowego środka powierzchniowo czynnego, 2,80 kg 26% roztworu wodnego odpieniacza polieterosiloksanowego z krzemionką i 5,25 kg 50% wodnego roztworu niejonowego dyspergatora polimerowego. Następnie zmniejsza się obroty mieszadła do 30 obr/minutę i wprowadza do mieszalnika 98,00 kg sproszkowanego kopolimeru octanu winylu z wersenianem winylu z dodatkiem polialkoholu winylu po czym 73,50 kg szklanych mikrosfer ze szkła borokrzemowego. W końcowym etapie dodaje się - 14,70 kg zagęstnika jakim jest blokowy kopolimer uretanowy modyfikowany tlenkiem etylenu (Heur) dzięki czemu uzyskuje się jednorodną konsystencję Przedmieszki 2 dzięki czemu szklane sfery nie sedymentują. Po 30 minutach mieszania w temperaturze 30°C i prędkości obrotowej mieszadła 30 obr/minutę półprodukt uznaje się za gotowy do zmieszania z Przedmieszką 1.

Etap 3 - mieszanie Przedmieszek

Do mieszalnika zaopatrzonego w mieszadło wolnoobrotowe wprowadza się 650 kg Przedmieszki 1, włącza ogrzewanie i doprowadza się zawartość mieszalnika do temperatury 30 do 40°C nieustannie mieszając stosując mieszanie z prędkością 120 obr/min. Po ok. 30 minutach mieszania zmniejsza się obroty mieszadła do ok. 30 obr/min. i wprowadza 350,175 kg Przedmieszki 2, utrzymując temperaturę w granicach 30 do 40°C i obroty mieszadła ok. 30 obr/min. Po 30 minutach homogenizacji uznaje się produkt za gotowy do konfekcjonowania.

Claims

1. Sposób wytwarzania termoaktywnej farby akrylowej zawierającej wypełniacze, pigmenty, środki uniepalniające, środki powierzchniowo czynne, związki krzemianowe, kopolimery akrylowe, szklane mikrosfery znamienny tym, że w pierwszym etapie wytwarza się Przedmieszkę 1, wprowadzając do mieszalnika od 46 do 50% wagowych 45-48%-owej dyspersji wodnej kopolimerów akrylowych i w trakcie ciągłego mieszania z prędkością mieszadła od 120 do160 obr/minutę, dyspersję podgrzewa się do temperatury od 30 do 40°C, po czym dodaje się: - 50%-owy wodny roztwór dyspergatora polimerowego w ilości od 1,3 do 1,6% wagowych;

- środek przeciwpienny w ilości od 0,75 do 0,85% wagowych;

- 100%-owy alkanodiolowy środek powierzchniowo czynny w ilości od 1,4 do 1,5% wagowych, a także

- siloksanowy środek powierzchniowo czynny w ilości od 1,3 do 1,5% wagowych i całość homogenizuje się od 9 do 10 min, po czym dodaje się od 19 do 20% wagowych bieli tytanowej (TiO2) i nadal homogenizuje się dynamicznie co najmniej 15 minut, a kolejno dodaje się:

- zmikronizowany węglan wapnia w ilości od 12 do 13% wagowych,

- zmikronizowany kaolin (4SiO2x2ALO3x4H2O w ilości od 4,2 do 4,6% wagowych

- koalescent w ilości od 1,4 do 1,5% wagowych;

- izopropanol w ilości od 2,2 do 2,4% wagowych,

- blokowy kopolimer uretanowy modyfikowany tlenkiem etylenu w ilości od 2,0 do 2,4% wagowych oraz

- wodę zdemineralizowaną w ilości od 4,0 do 4,5% wagowych i całość miesza się przez 20 do 30 minut, utrzymując temperaturę w przedziale od 30 do 40°C, a także wytwarza się drugą Przedmieszkę 2, wprowadzając do mieszalnika wodę zdemineralizowaną w ilości od 42 do 45% wagowych i mieszając podgrzewa się do temperatury od 30 do 40°C a następnie dodaje się:

- siloksanowego środka powierzchniowo czynnego w ilości od 0,4 do 0,5% wagowych;

- 26%-owego roztworu wodnego odpieniacza polieterosiloksanowego z krzemionką w ilości od 0,8 do 0,9% wagowych,

- 50%-owego wodnego roztworu niejonowego dyspergatora polimerowego w ilości od 1,2 do

1,6% wagowych i całość miesza się dynamicznie utrzymując prędkość mieszadła od 500 do 600 obr/minutę do otrzymania pełnej homogenizacji ale nie krócej niż 20 min, po czym zmniejsza się prędkość mieszania od 30 do 40 obr/minutę i dodaje się:

- sproszkowanego kopolimeru octanu winylu z wersenianem winylu oraz dodatkiem polialkoholu winylu w ilości od 26 do 29% wagowych oraz

- od 20 do 24% wagowych szklanych mikrosfer ze szkła borokrzemowego o gęstości cząstek w zakresie od 0,125 do 0,6 g/ml, średniej wielkości cząstek 10-120 mikronów, grubości ścianki 0,5-1,5 mikrona oraz wytrzymałości na ściskanie 17-1240 barów i całość dalej homogenizuje się w czasie od 10 do 15 min, a następnie ciągle mieszając dodaje się od 3,9 do 4,4% wagowych środka spajającego i utrzymuje się proces do otrzymania pełnej homogenizacji w czasie od 20 do 30 min, a następnie, uprzednio przygotowaną Przedmieszkę 1 w ilości od 60 do 70% wagowych wprowadza się do mieszalnika i przecz czas od 25 do 35 min. poddrzewa się ciągle mieszając z prędkością mieszadła od 100 do120 obr/minutę do temperatury od 30 do 40°C, po czym w trakcie ciągłego mieszania dodaje się przygotowaną uprzednio Przedmieszkę 2 w ilości od 30 do 40% wagowych i utrzymując temperaturę od 30 do 40°C prowadzi się proces homogenizacji przez czas od 25 do 35 minut, po czym zmniejsza się obroty mieszadła do wartości od 30 do 40 obr/minutę i ciągle mieszając całość homogenizuje się nadal przez czas od 10 do 30 minut utrzymując przy tym temperaturę od 30 do 40°C.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do Przedmieszki 2 w trakcie mieszania wody zdeminaralizowanej ze środkiem powierzchniowo czynnym, odpieniaczem oraz dyspergatorem przy prędkości mieszadła od 500 do 600 obr/min., dodaje się od 1 do 20 ppm wodnego roztworu nanocząsteczek metalicznego srebra o wymiarach mieszczących się w przedziale od 3 do 15 nm, osadzonych na matrycy polifenolowej.

PL 237 293 B1

3. Sposób według zastrzeżenia 1 lub 2, znamienny tym, że do wytworzenia Przedmieszki 1 dodaje się korzystnie 48,6% wagowych 45%-owej dyspersji wodnej kopolimerów akrylowych oraz 1,5% wagowych 50%-owego roztworu dyspergatora polimerowego.

4. Sposób według któregokolwiek z powyższych zastrz. od 1 do 3, znamienny tym, że do wytworzenia Przedmieszki 1 dodaje się 0,8% środka przeciwpiennego, korzystnie 26%-owy roztwór wodny odpieniacza polieterosilikoksanowego z krzemionką.

5. Sposób według któregokolwiek z powyższych zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że do wytworzenia Przedmieszki 1 dodaje się 1,5% wagowych 100%-owego alkanoidiolowego środka powierzchniowo czynnego.

6. Sposób według któregokolwiek z powyższych zastrz. od 1 do 5, znamienny tym, że do wytworzenia Przedmieszki 1 dodaje się 1,4% wagowych siloksanowego środka powierzchniowo czynnego.

7. Sposób według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 6, znamienny tym, że do wytworzenia Przedmieszki 1 dodaje się 2,2% wagowych blokowego kopolimeru uretanowego modyfikowanego tlenkiem etylenu.

8. Sposób według któregokolwiek z powyższych zastrz. od 1 do 7, znamienny tym, że do wytworzenia Przedmieszki 1 dodaje się 19,5% wagowych bieli tytanowej oraz 12,5% wagowych zmikronizowanego węglanu wapnia.

9. Sposób według któregokolwiek z powyższych zastrz. od 1 do 8, znamienny tym, że do wytworzenia Przedmieszki 1 dodaje się 4,5% wagowych zmikronizowanego kaolinu.

10. Sposób według któregokolwiek z powyższych zastrz. od 1 do 9, znamienny tym, że do wytworzenia Przedmieszki 1 dodaje się korzystnie 1,5% koalescentu w postaci estru etylenowego.

11. Sposób według któregokolwiek z powyższych zastrz. od 1 do 10, znamienny tym, że do wytworzenia Przedmieszki 1 dodaje się 2,3% wagowych izopropanolu.

12. Sposób według któregokolwiek z powyższych zastrz. od 1 do 11, znamienny tym, że do wytworzenia Przedmieszki 1 dodaje się 4,2% wagowych wody zdemineralizowanej, zaś do Przedmieszki 2 dodaje się 44% wody zdemineralizowanej.

13. Sposób według któregokolwiek z powyższych zastrz. od 1 do 12, znamienny tym, że do wytworzenia Przedmieszki 2 dodaje się 0,5% wagowych siloksanowego środka powierzchniowo czynnego.

14. Sposób według któregokolwiek z powyższych zastrz. od 1 do 13, znamienny tym, że do wytworzenia Przedmieszki 2 dodaje się 0,8% wagowych 26%-owego roztworu wodnego odpieniacza polieterosiloksanowego z krzemionką.

15. Sposób według któregokolwiek z powyższych zastrz. od 1 do 14, znamienny tym, że do wytworzenia Przedmieszki 2 dodaje się 1,5% wagowych 50%-owego wodnego roztworu niejonowego dyspergatora polimerowego.

16. Sposób według któregokolwiek z powyższych zastrz. od 1 do 15, znamienny tym, że do wytworzenia Przedmieszki 2 dodaje się 28% wagowych sproszkowanego kopolimeru octanu winylu z wersenianem winylu oraz dodatkiem polialkoholu winylu.

17. Sposób według któregokolwiek z powyższych zastrz. od 1 do 16, znamienny tym, że do wytworzenia Przedmieszki 2 dodaje się 21% wagowych szklanych mikrosfer ze szkła borokrzemowego.

18. Sposób według któregokolwiek z powyższych zastrz. od 1 do 17, znamienny tym, że do wytworzenia Przedmieszki 2 dodaje się 4,2% wagowych zagęstnika w postaci blokowego kopolimeru uretanowego modyfikowanego tlenkiem etylenu.