PL81119B2 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 2^.09.1970 (P. 143558) Zgloszenie ogloszono: 05.04.1973 Opis patentowy opublikowano: 30.09.1975 81119 KI.* 39b5,51/74 MKP C08g 51/74 C Z Y i! c L N I A Urzedu Patentowego Mr.-lj ller",... ?j L ,j Twórcy wynalazku: Bogdan Niemczewski, Andrzej Ruminski Uprawniony z patentu tymczasowego: Instytut Chemii Przemyslowej, Warszawa (Polska) Sposób utwardzania z jednoczesnym osuszaniem i spulchnianiem mieszanek z nienasyconych zywic poliestrowych Przedmiotem wynalazku jest sposób utwardzania i osuszania z jednoczesnym spulchnianiem nienasyconych zywic poliestrowych, zmieszanych z innymi skladnikami mieszanek zywicznych, jak np. wypelniacze rozpusz¬ czalniki, pigmenty itp zawierajacych wilgoc lub utwardzanych w wilgotnych warunkach.Przy przetwarzaniu zywic poliestrowych uzywa sie czesto w praktyce, zwlaszcza przy stosowaniu ich w budownictwie, rózne wypelniacze proszkowe, na przyklad: krzemionke, talk, piasek, krede itp Zdarza sie czesto, ze wypelniacze te zawieraja duzy procent wilgoci. Konieczne bylo dotychczas suszenie takich wypel¬ niaczy na drodze termicznej, poniewaz woda, przy stosowaniu znanych sposobów utwardzania, dziala inhibituja- co na reakcje kopolimeryzacji. Praktycznym skutkiem wprowadzenia mokrego wypelniacza bylo znaczne zwol¬ nienie zelowania zywicy i trwale niedotwardzenie oraz pogorszenie charakterystyk wytrzymalosciowych wy robu. Podobnie rzecz sie ma z innymi skladnikami kompozycji, w sklad których wchodza zywice poliestrowe, jak równiez z samymi zywicami - zdarza sie ze zawieraja one wyzszy niz to byc powinno procent wody. wplywajacej niekorzystnie na utwardzanie. Bywa równiez, ze srodowisko, w którym stosuje sie zywice poliestro¬ we jest wilgotne. Surowce nasiakaja wówczas wilgocia, co równiez powoduje wymienione wyzej trudnosci. Woda do mieszanki wprowadzana moze byc równiez w inny, nie wymieniony sposób.Nieoczekiwanie okazalo sie, ze omówione trudnosci z utwardzaniem zywicy mozna usunac w sposób we¬ dlug wynalazku, polegajacy na dodaniu do mieszanki zywicznej platkowego proszku aluminiowego. Powoduje to szybszy przebieg reakcji kopolimeryzacji i polepszenie wlasnosci wytrzymalosciowych wytwarzanego wyrobu.Jako aluminiowy proszek platkowy w sposobie wedlug wynalazku stosowac mozna zwykly, handlowy proszek, produkowany na przyklad dla potrzeb lakiernictwa lub przemylsu betonów komórkowych. Korzystne jest stosowanie proszku o niewielkim okresie skladowania od chwil jego wytworzenia. Ponadto korzystne równiez jest uzywanie proszków o duzym stopniu rozdrobnienia. W sposobie wedlug wynalazku niewskazane natomiast jest stosowanie proszków aluminiowych, poddanych obróbce termicznej w temperaturach ponad 160°C. Termin „proszek aluminiowy" nalezy rozumiec jako obejmujacy równiez proszki ze stopów aluminium z Innymi meta¬ lami, na przyklad z niewielka iloscia: krzemu, miedzi, magnezu, zelaza lub innych. Jak wykazaly przepro-/ 2 < 81119 wadzone badania, mechanizm dzialania proszku aluminiowego jest nastepujacy: po zmieszaniu z zywica warstew¬ ka stearyny, pokrywajaca powierzchnie platków proszku aluminiowego, rozpuszcza sie, umozliwiajac zywicy dostep do metalicznego aluminium. Jezeli w mieszance zywicznej zawarta jest woda, to reaguje ona z aluminium z wydzieleniem wodoru. Wydzielajacy sie atomowy wodór ma, jak nieoczekiwanie stwierdzono, podobna zdol¬ nosc utwardzania zywicy, jak powstajace przy rozpadzie stosowanych zwykle utwardzaczy nadtlenkowych i wo- dorohadtlenkowych wolne rodniki. Jezeli mieszanka zywiczna zawiera równiez tradycyjny utwardzacz, to wodór wspomaga jego dzialanie, przyspieszajac kopolimeryzacje.Ponadto woda reagujac z aluminium tworzy z nim wodorotlenek glinu, a wiec przechodzi w inny zwiazek chemiczny, nie wykazujacy inhibitujacego dzialania w stosunku do kopolimeryzacji zywic poliestrowych i maja¬ cy postac ciala stalego. Aluminium dziala wiec równiez jako srodek osuszajacy.Trzecim, korzystnym w wielu wypadkach (na przyklad w zastosowaniach budowlanych) zjawiskiem, jakie uzyskuje sie przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku, jest spulchnienie mieszanki przez wodór. Skutkiem tego jest zmniejszenie ciezaru wlasciwego utrwardzonego wyrobu oraz lepsze zapelnienie przez mieszanke prze¬ strzeni, w której jest ona utwardzana. Spulchniajace dzialanie proszku aluminiowego bylo wykorzystywane dotychczas przy produkcji betonów komórkowych z tradycyjnych spoiw pochodzenia mineralnego, tam jednak byl to glówny i jedyny skutek, podczas gdy w sposobie wedlug wynalazku spulchnianie jest jedynie skutkiem dodatkowym, obok utwardzania i osuszania.Korzystnym jest przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku, o ile pozwala na to sklad mieszanki, wpro¬ wadzanie do niej oprócz proszku aluminiowego równiez niewielkiej ilosci kwasu zdolnego tworzyc roztwory wodne o pH ponizej 3 korzystnie ponizej 1. Ilosc kwasu zalezy od ilosci zawartej w mieszance wody i winna byc tak wyliczona, aby spowodowala obnizenie sie pH srodowiska wodnego ponizej 3, korzystnie ponizej 1. Kwas najlepiej jest wprowadzac w postaci mieszaniny z któryms ze skladników mieszanki, nie reagujacym z kwasami.Dodatek kwasu powoduje znaczne podwyzszenie efektywnosci reakcji wody z aluminium.Silne zasady równiez maja zdolnosc podwyzszania efektywnosci reakcji,ale w mniejszym stopniu niz kwasy i tylko przy bardzo malych albo bardzo duzych stezeniach. Przy stezeniach srednich (na przyklad dla NaOH przy 2,5-25%) dzialanie ich jest odwrotne - obnizaja one efektywnosc reakcji. Z uwagi na mniejsza aktywnosc i koniecznosc dokladnego wyliczenia stezenia zasady w srodowisku* wodnym mieszanki, stosowanie dodatku kwasu w sposobie wedlug wynalazku jest bardziej zalecane.Zwiekszanie efektywnosci reakcji przez kwasy i zasady spowodowane jest prawdopodobnie rozpuszczaniem nierozpuszczalnego w naturalnym srodowisku wodnym wodorotlenku glinu.Kwas i zasade w sposobie wedlug wynalazku mozna równiez wprowadzac pod postacia skladników mie¬ szanki, majacych silnie kwasny lub silnie zasadowy charakter odczynu.Sposób wedlug wynalazku dotyczy mieszanek zywicznych, zawierajacych wode w ilosci wyzszej (w sto¬ sunku do ciezaru zawartej w mieszance zywicy), niz normalne, sladowe ilosci wody zawarte zwykle w zywicach poliestrowych, które nie maja wiekszego wplywu na utwardzanie zywic. Jak wykazal N.C.W.Judd (Plastiesand Polymers, 1968, t. 36, nr 121, str. 51-52), zawartosc w zywicy poliestrowej do 0,25—0,30% wilgoci (w stosunku do ciezaru zywicy) ma niewielki wplyw na jej czas zelowania po dodaniu wodoronadtlenkowego inicjatora i kobaltowego aktywatora. W zakresie jednak od 0,3 do 1,0-1,5% zawartosci wilgoci czas zelowania powieksza sfe okolo 10-krotnie i to zarówno przy stosowaniu normalnych jak i podwyzszonych dawek utwardzaczy. Po¬ wyzej 1,5% zawartosci wilgoci czas zelowania zywicy utrzymuje sie juz na stalym, bardzo znacznie podwyzszo¬ nym poziomie. Tak wiec za normalna, maksymalnie dopuszczalna i nie wplywajaca na zelowanie zywicy ilosc wilgoci uznac nalezy 0,3%. Zawartosci wilgoci powyzej 0,3%, a szczególnie powy?ej 1% maja wybitnie nieko¬ rzystny wplyw na proces przetwarzania zywicy i za normalne nie moga byc uznane.Sposób wedlug wynalazku obejmuje wiec mieszanki zywiczne zawierajace powyzej 0,3% zwlaszcza po¬ wyzej 1% wilgoci w stosunku do ciezaru zywicy.Jezeli przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku nie wprowadza sie dodatkowo kwasu, jak to jest zalecane, to korzystnym jest, aby ilosc wilgoci w mieszance zawarta byla w granicach 1,5-4,0% w stosunku do ciezaru zywicy, chociaz mozliwe sa równiez i inne zawartosci wilgoci.Zalecenie powyzsze nie dotyczy tych przypadków, kiedy obok proszku aluminiowego dodaje sie równiez kwas.Proszek aluminiowy w sposobie wedlug wynalazku korzystnie jest stosowac obok znanych utwardzaczy, na przyklad inicjatorów nadtlenkowych lub wodoronadtlenkowyeh, które moZna dodawac wraz z aktywatorami lub bez uzycia aktywatorów. Dodatek aktywatorów (sole kobaltu lub aminy) w sposobie wedlug wynalazku nie odgrywa tak powaznej roli jak w tradycyjnych sposobach utwardzania. Na skutek inicjowania kopolimeryzacji przez wydzielajacy sie atomowy wodór mozliwym jest czesto powazne zmniejszenie dodatku tradycyjnych81119 3 inicjatorów. W pewnych warunkach, zwlaszcza przy stosowaniu obok proszku aluminiowego dodatku kwasu, mozliwa bywa nawet calkowita rezygnacja z dodawania tradycyjnego inicjatora i stosowanie proszku alumi¬ niowego jako jedynego utwardzacza.Uzywane w niniejszym opisie terminy „mieszanki zywiczne" i „mieszanki z nienasyconych zywic poliestro¬ wych" rozumiec nalezy jako obejmujace wszelkiego rodzaju mieszanki, w sklad których wchodza nienasycone zywice poliestrowe w dowolnej ilosci, nawet takie mieszanki, w których zywice te wystepuja obok innych spoiw, zarówno organicznych jak i nieorganicznych.Przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku dopuszczalnym, a nawet korzystnym jest uzywanie do polies¬ trowych mieszanek zywicznych mokrych wypelniaczy i innych surowców, oraz praca z mieszankami zywicznymi w wilgotnym otoczeniu. Szczególne znaczenie ma to zwlaszcza przy pracach budowlanych i remontowych (na przyklad na wodzie lub na deszczu), ale moze byc istotnym równiez w innych dziedzinach, na przyklad przy wytwarzaniu wyrobów z laminatów poliestrowo-szklanych.Nizej podany przyklad ilustruje korzysci osiagane dzieki stosowaniu sposobu wedlug wynalazku.Przyklad. Wykonano mieszanine zywiczna o skladzie: Przesiany piasek rzeczny zawierajacy 20% wilgoci —50 czesci wagowych Zywica poliestrowa Polimal 108 (roztwór styrenowy produktów polikondensacji bezwodników maleinowego i ftalowego z glikolempropylenowym) — 48 czesci wagowych Krzemionka kol ida Ina(Aerosil) — 2 czesci wagowe Do jednakowych próbek wymienionej mieszanki wprowadzano nastepnie (w temperaturze 20°C) rózne utwardzacze, zarówno wedlug wynalazku, jak i tradycyjne, mierzac czas zelowania i czas utwardzania mieszanki.Za czas utwardzania przyjmowano czas liczony od chwili dodania utwardzaczy, po którym próbka byla twarda pod naciskiem bagietki. Wyniki przedstawiono w ponizszej tabeli, gdzie utwardzacze podane sa w procentach wagowych w stosunku do ciezaru próbek mieszanki.Nr próbki 1 2 3 4 5 Dodane utwardzacze Wodoronadtlenek metyloetyloketonu Naftenian kobaltu Wodoronadtlenek metyloetyloketonu Naftenian kobaltu Proszek aluminiowy Proszek aluminiowy H2S04 Wodoronadtlenek metyloetyloketonu Proszek aluminiowy H2S04 Wodoronadtlenek metyloetyloketonu Naftenian kobaltu Proszek aluminiowy H2S04 Ilosci utwardzaczy 2,0 0.3 2,0 0,3 10 10 0.8 2.0 10 0.8 2.0 0,3 10 0,8 Czas zelowania minuty 520 150 55 22 15 Czas utwardzania godziny 16 7 4 2.5 2 .Stosowany w doswiadczeniu wodoronadtlenek metyloetyloketonu byl okolo 50% roztworem tej sub¬ stancji, wystepujacym w handlu pod nazwa Ketonox. Naftenian kobaltu stanowil 1% roztwór (w przeliczeniu na kobalt metaliczny) w styrenie. Zastosowany proszek aluminiowy byl proszkiem lakierniczym o rozdrobnieniu ponizej 63 mikrony. Kwas siarkowy mial stezenie 96%. PL

Claims (1)

1. Zastrzezen ie pa tento we Sposób utwardzania z jednoczesnym osuszaniem i spulchnianiem mieszanek z nienasyconych zywic polies¬ trowych z innymi skladnikami, zawierajacych wilgoc w ilosci powyzej 0,3%, szczególnie powyzej 1% w stosunku do ciezaru zywicy, lub w wilgotnym otoczeniu, zwlaszcza w zastosowaniu do celów budowlanych i remonto¬ wych, znamienny tym, ze jako utwardzacz, lub obok znanych utwardzaczy jako wspólutwardzacz, a jednoczesnie jako srodek osuszajacy i spulchniajacy, stosuje sie platkowy proszek aluminiowy lub ze stopu aluminium z in¬ nymi metalami, ewentualnie z dodatkiem kwasu zdolnego tworzyc wodne roztwory opH ponizej 3, korzystnie ponizej 1, zwlaszcza w ilosci pozwalajacej na obnizenie pH srodowiska wodnego mieszanki zywicznej ponizej 3, korzystnie ponizej 1, lub z dodatkiem silnej zasady. PL