SK278445B6

SK278445B6 - The hydroinsulating and reflection material for roofs

Info

Publication number: SK278445B6
Application number: SK215691A
Authority: SK
Inventors: Gabriel Siles; Jozef Svoboda
Original assignee: Gabriel Siles; Jozef Svoboda
Priority date: 1991-07-12
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 1997-06-04
Also published as: CS215691A3

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka hydroizolačnej a reflexnej hmoty, určenej vo forme náteru najmä na údržbu a rekonštrukciu vodorovných až mierne naklonených striech, realizova- 5 ných napr. z asfaltových pásov, z krytín silikátových, plechových a iných.

Doterajší stav techniky 10

Na údržbu a opravy týchto typov striech uvedeným spôsobom sa v súčasnosti často aplikujú hmoty, obsahujúce ako spojivo najmä vysokomolekulové látky riediteľné organickými rozpúšťadlami alebo vodou. 15

Spojivovou bázou takýchto vodou riediteľných hydroizolačných a reflexných hmôt sú veľmi často vodné disperzie syntetických kopolymérov, napr. akrylátových esterov, prípadne s inými olefmicky nenasýtenými monomérmi. Vodou riediteľné hydroizolačné a reflexné 20 strešné hmoty sú atraktívne hlavne svojou neškodnosťou z hľadiska ochrany životného prostredia, zdravia i ochrany proti požiaru a možnosťou aplikácie na mokrý podklad. Na druhej strane majú tieto hmoty niektoré zrejmé nevýhody. Vodou riediteľné systémy sú citlivé na 25 mráz a majú teda zvýšené nároky na teplotu skladovania. Väčšinou je potrebné s týmito hmotami urobiť dva i viac náterov na dosiahnutie potrebnej celkovej hrúbky náteru 1 až 1,5 mm. Okrem toho zasychanie náterov na tejto báze je pomalšie, a teda celková rýchlosť aplikácie je nižšia 30 ako pri systémoch s organickými rozpúšťadlami. V porovnaní s hmotami riediteľnými organickými rozpúšťadlami majú často nižšiu životnosť a i vzhľadom na použitie pomerne špeciálnych surovín neprinášajú zásadné výhody po ekonomickej stránke. 35

Ako spojivo pre tieto hmoty sa podľa DD 146, 073 (1979) používa tiež napr. polyvinylacetátový latex napriek tomu, že je dobre známa jeho pomerne nízka odolnosť voči hydrolýze.

Základnou zložkou prostriedkov na opravy striech 40 môžu byť tiež asfalty, bitúmeny a podobné živice. Tieto látky sa aplikujú vo forme vodnej disperzie alebo roztoku v organických rozpúšťadlách. Sú síce pomerne lacné, ale prinášajú do finálnej kompozície citlivosť na zmeny teploty s následkom nedostatočnej poveternostnej odol- 45 nosti z dlhodobého hľadiska. Preto sa kombinujú s inými vhodnými vysokomolekulovými látkami. Napr. podľa patentu SU 834, 050 sa ich disperzie miešajú so syntetickými latexami, močovinovými živicami a akrylátovými kopolymérmi. 50

Z rozpúšťadlových typov je známa napr. kombinácia bitúmenu s butylkaučukom a polyacetál-uretánom podľa patentu SU 975,762. Strešnú hmotu na báze dechtu sieťovaného izokyanátom opisuje patent DE 3,234, 261.

Ako kvalitné filmotvormé látky, ktoré možno veľmi 55 dobre kombinovať s inými vhodnými typmi polymérov s cieľom tvorby spojív so špecifickými vlastnosťami, sú dobre známe alkydové živice. Sú komerčne dostupné v širokom sortimente typov a vlastností. Podľa DD 146,073 (1979) sa môžu samotné alkydy použiť tiež ako 60 spojivo na impregnáciu, resp. nátery vláknitých materiálov pri opravách striech. Na podobný účel sa tu odporúčajú i akrylátové polyméry.

Použitím ďalších prísad je možné vlastnosti alkydových živíc ďalej modifikovať žiaducim smerom. Napr. 65 podľa jap. pat. 62 20,566 je možné pripraviť pomerne rýchlo schnúce spojivo kopolymerizáciou alkydovej živice s polyfunkčnou akiylátovou zlúčeninou a rozpustením produktu v zmesi akrylátových esterov (mono- a bifunkčného typu). Ako alkydovú zložku možno použiť tiež živice na báze sójového oleja. Spojivo tohto typu je určené na nátery oceľových predmetov a vytvrdzuje sa účinkom solí kovov, ako napr. nafienátu kobaltu a organických peroxidov. Kombináciou alkydu s polyfunkčným akrylátom sa podarilo znížiť čas zasychania spojiva pri teplotách okolo 20 °C a zlepšiť mechanické vlastnosti náteru. Z hľadiska použiteľnosti na hydroizolačné strešné hmoty je nepriaznivou okolnosťou pomerne náročná syntéza spojiva, použitie relatívne drahších špeciálnejších surovín a aplikácia v tenkých náteroch.

Patent DE 3,629,903 chráni spojivá do náterov, vyznačujúce sa tiež pomerne rýchlym zasychaním a dobre odolávajúce zmenám teploty. Spojivovou bázou sú v tomto prípade nenasýtené polyestery, akrylované polyuretány, akrylované epoxidové živice,, príp. ich zmesi v kombinácii s akrylát-uretánovým oligomérom obsahujúcim allyléterové skupiny a etylenicky nenasýtenými monomérmi, napr. styrénom. Spojivo sa vytvrdzuje účinkom organických solí kobaltu a organických peroxidov. Zložitosť tejto spojivovej bázy a náročnosť jej prípravy je zrejmá.

Podľa patentu SU 1,085,998 sa pripravujú náterové látky s vysokou odolnosťou voči svetlu a dobrou stabilitou viskozity počas skladovania kombináciou modifikovanej alkydovej živice a ropných živíc s teplotou mäknutia 85-95 °C. K zmesi sa pridávajú látky, prispievajúce k jej homogenizácii, napr. estery kyseliny fialovej alebo destilačné zvyšky, odpadajúce pri výrobe cyklohexanónu oxidáciou cyklohexánu. Spojivo podľa tohto patentu je síce jednoduchšie a zrejme menej nákladné, ale vzhľadom na obsah zmäkčovadiel možno najmä pri aplikácii v hrubších vrstvách náteru očakávať zmeny profilu zloženia vo vrstve a zhoršenú odolnosť voči povetemosti.

ČS AO 251 538 opisuje náterové látky na báze alkydov alebo modifikovaných alkydov v kombinácii s polyestermi, pripravenými z alifatických dielov a triolov, acyklických dvojsýtnych C₂.₆ kyselín a C₇.u aromatických kyselín alebo ich esterov. Nátery podľa tohto AO zasychajú napr. účinkom naftenátov kobaltu a olova. Sú lesklé, odolávaj nárazom a povetemosti. Náterové látky tohto typu sa však aplikujú v tenkých vrstvách a sú určené na nátery kovových predmetov.

Alkydové živice možno aplikovať i vo forme vodných disperzií. Podľa ČS AO 251 132 sa pripravujú vodou riediteľné náterové látky napr. na drevo a kovy na báze disperzie alkydovej živice vo vode, pričom ako jeden z dispergátorov môže slúžiť vodou riediteľná soľ akrylátového kopolyméru. Alkydová živica v tomto prípade obsahuje okrem esterov vyšších mastných kyselín tiež estery aromatických kyselín. Náterové kompozície tohto typu zasýchajú pôsobením bežných, napr. kobaltnatých a olovnatých katalyzátorov a vynikajú stabilitou pri skladovaní.

Patent DE 3,339,212 uvádza spojivá kombinované z vodných roztokov polyesterov a/alebo akrylátových živíc a vo vode nerozpustných vinylových polymérov a prípadne ďalších aditív. Prednosťou týchto spojív je dobrá stabilita pri skladovaní a tvorba rovnomerného, lesklého filmu. Nátery je však potrebné vytvrdzovať pri zvýšenej teplote, čo je pri aplikácii na strechy značne nevýhodné. Podobne ako v predchádzajúcom prípade majú náterové látky podľa tohto patentu okrem bežných výhod tiež známe nevýhody vodou riediteľných systémov.

Podstata vynálezu

Podstatou tohto vynálezu je strešná hydroizolačná a reflexná hmota na báze alkydovej živice a (met)akrylátového (ko)polyméru riediteľných organickými rozpúšťadlami, vyznačujúca sa tým, že pozostáva z 10 až 30 % hmotn. sušiny alkydovej živice, 5 až 15 % hmotn. sušiny (met)akrylátovej živice, 0,4 až 1,2 % hmotn. sklenených vlákien, 15 až 35 % hmotn. organického rozpúšťadla, 25 až 55 % hmotn. plniva, 5 až 10 % hmotn. oxidu titaničitého a maximálne 10 % hmotn. pomocných prísad.

Výhodou hydroizolačnej a reflexnej strešnej hmoty podľa tohto vynálezu je, že ju možno pripraviť z dostupných a cenovo prístupných materiálov, pričom výsledný produkt má veľmi dobré aplikačné vlastnosti, ktoré je navyše možné v pomerne širokom rozsahu vhodnou voľbou surovín a ich pomerov meniť podľa konkrétnych potrieb a podmienok. Nátery sa vyznačujú vysokou adhéziou k asfaltovaným, silikátovým i plechovým podkladom, výbornou odrazivosťou a životnosťou vyššou, ako iné, vodou alebo organickými rozpúšťadlami riediteľné systémy na rovnaký účel. Vysoké životnosť sa dosahuje kombináciou vhodnej alkydovej a akrylátovej živice ako spojivovej bázy i použitými plnivami a pigmentmi. Výhodné je, že hmota umožňuje utesniť i menšie trhliny v strešnej krytine. Ďalšou výhodou, najmä v porovnaní s disperznými hmotami, je menšia nasiakavosť, čo umožňuje aplikáciu i na vodorovné strechy. Na rozdiel od disperzných hmôt nevyžaduje použitie hmoty podľa tohto vynálezu penetráciu podkladom. Okrem toho je aplikácia tejto hmoty možná i pri teplote 0 °C, zatiaľ čo s disperznými hmotami nemožno pracovať pri teplote pod 5 °C.

Na prípravu hmoty podľa tohto vynálezu sú vhodné polyestery na báze dikarboxylových kyselín a polyolov, modifikované mastnými kyselinami vysýchavých a polovysýchavých olejov, pričom obsah mastných kyselín v týchto alkydoch je minimálne 50 %. Vzhľadom na dobrú svetlostálosť sú vhodné napr. sójové alkydy alebo tiež tzv. koalkydy napr. na báze sójového a dehydratovaného ricínového oleja s (met)akrylátovými estermi, prípadne styrénom ako komonomérmi. Na urýchlenie zasýchania sa alkydy, resp. koalkydy sikativujú bežnými sikatívmi, ako sú napr. naftenáty alebo iné organické soli olova, kobaltu, vápnika, zinku, mangánu a ich zmesi.

Ako akrylátové živice sú použiteľné komerčne dostupné kopolyméry (met)akrydátových esterov, napr. metylakrylátu, etylalkrylátu, butylakrylátu, 2-etylhexylakrylátu, metylmetakrylátu, butylmetakrylátu, hydroxyetylakrylátu a podobne, prípadne tiež malého množstva kyseliny akrylovej.

Ďalšou súčasťou hmoty podľa tohto vynálezu sú plnivá, z ktorých sa osvedčil mletý kremenný piesok, mastenec a mletý vápenec, možno však použiť tiež ďalšie, ako napr. kaolín, bentonity a iné. Vhodné sú tiež kremičité preparáfy, napr. zmesový kremičitan vápenatý (Calsil), koloidný oxid kremičitý (Siloxid) a podobné látky. Dôležitou zložkou hmoty podľa tohto vynálezu sú vlákna, ktoré náter vystužujú a spevňujú. Výhodné sú najmä sklenené vlákna, možno však použiť i vlákna z plastov, napr. polyalkrylonitrilové. Ako pigment prispie vajúci k vysokej reflexnej schopnosti náterov je výhodný najmä oxid titaničitý-rutil, môže sa však kombinovať s inými bielobami, prip. i farebnými pigmentmi.

Hmota podľa tohto vynálezu môže ďalej obsahovať zmäkčovadlá, napr. dioktylftalát, dibutylftalát, trikrezylfosfát a podobne. Zmäkčovadlá však nie sú nutné, pretože ich účinok možno nahradiť kombináciou vhodných typov alkydovej a akrylátovej živice. Ďalšími prísadami môžu byť UV stabilizátory (napr. N-izopropyl-N-fenyl-p-fenyléndiamín), látky na prevenciu sedimentácie, prísady proti vzniku kôry (napr. metyletylketoxim), povrchovo aktívne látky (napr. kopolyméry etylénoxidu s propylenoxidom), tixotropné a iné prísady.

Z rozpúšťadiel obsahuje hmota podľa tohto vynálezu najmä alifatické uhľovodíky a ich zmesi, pochádzajúce z alkydových spojív a acetáty (butyl, izopropyl, etyl), ketóny (acetón, metyletylketón, metyizobutylketón), prípadne alkoholy (n-butylalkohol, izobutylalkohol), pochádzajúce z akrylátového spojiva. V menšej miere možno použiť i aromatické rozpúšťadlá (toluén, xylény), prípadne glykolétery (etylénglykolmonoetyléter, etylénglykolmonobutyléter). Na prípravu hmoty podľa tohto vynálezu sa používajú bežne dostupné miešacie a dispergačné zariadenia.

Hydroizolačné a reflexné strešné hmoty na báze spojív riediteľných organickými rozpúšťadlami je možné formulovať tak, že jediným náterom sa dosahuje vrstva potrebnej hrúbky, ktorá relatívne rýchlo zasychá, dobre drží na podkladoch (i vlhkých) a pritom majú vysokú životnosť. Vhodným výberom spojív a príslušných rozpúšťadiel možno podstatne obmedziť nebezpečenstvá vyplývajúce z použitia organických rozpúšťadiel. Okrem toho, uvedené hmoty sa aplikujú v otvorenom priestore, čo už značne redukuje zdravotné a požiarne riziká.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Strešná hydroizolačná a reflexná hmota, obsahujúca (v % hmotn.) 23,59 sušiny alkydovej živice, 0,035 naftenátu kobaltu (obsah kobaltu 0,0035), 0,117 naftenátu olova (obsah olova 0,035), 11,86 sušiny akrylátovej živice, 27,70 zmesi rozpúšťadiel (lakový benzín 15,73, xylén 1,03, acetón s n-butylalkoholom 10,94) 0,8 sklenených vláken, 5,9 oxidu titaničitého, 16,6 špeciálneho kremičitého piesku, 5,9 mastenca a 7,5 uhličitanu vápenatého bola pripravená nasledujúcim spôsobom:

V miešacom zariadení bola zhomogenizovaná zmes roztokov sikatívovanej alkydovej živice a akrylátovej živice. Ako alkydová živica bol použitý roztok v lakovom benzíne s obsahom 60 % hmotn. polyesteru pentaerytritolu a kyseliny ftalovej, modifikovaného 60 % mastných kyselín sójového oleja. Zmesový sikatív na báze naftenátov olova a kobaltu v xylénovom roztoku obsahujúci 0,3 % hmotn. kobaltu a 3,0 % hmotn. olova bol primiešaný k alkydovej živici v množstve 5 % hmotn., počítané na jej sušinu. Použitá akrylátová živica Umanax SZ (výrobca Východočeské chemické závody Pardubice) obsahovala 52 % hmotn. akrylátového kopolyméru v roztoku acetónu s n-butylalkoholom. V zmesi sikatívovanej alkydovej živice boli rovnomerne rozmiešané sklenené vlákna dĺžky 6 mm. Potom bola postupne, pri súčasnom dôkladnom miešaní pridávaná

SK 278445 Β6 zhomogenizovaná zmes pigmentov a plnív, ktorá pozostávala zo špeciálne upraveného kremičitého piesku, mastenca, mletého vápenca a oxidu titaničitého-typu rútil.

Pripravená hmota mala sušinu 74,1 % hmotn., Stano- 5 vená sušením 3-5 g vzorky pri 105 °C počas 4 hod. Viskozita hmoty bola 5100 mPa.s pri 20 °C. Náter hrúbky 1 mm na plechu hrúbky 0,4 mm nevykazoval známky poškodenia pri skúške odolnosti voči ohybu podľa ČSN 67 3079 s tŕňom priemeru 4 mm, resp. po sklado- 10 vaní pri -19 °C s tŕňom priemeru 5 mm. Reflektancia náteru stúpa s vlnovou dĺžkou svetla 480 až 900 nm od 80 do 89 %. Fólia náteru hrúbky 1,5 mm má tvrdosť podľa ČSN 62 1431 (Shore A) 28 a podľa ČSN 64 0605 má pevnosť v ťahu 0,68 MPa a ťažnosť 13,8 %. Náter 15 nanesený v dvoch vrstvách na hydroizolačný pás BITAGIT SI HS Pe má prídržnosť k podkladu 0,09 MPa a vodopriepustnosť 0,004 ml cm'².30 min. Pri urýchlených skúškach starnutia vo veterometri Q-U-V sa po čase zodpovedajúcom min. 16 až 17 rokom expozície v pri- 20 rodných poveternostných klimatických podmienkach neobjavili ešte žiadne viditeľné zmeny. Naproti tomu súčasne skúšaná komerčná hydroizolačná hmota disperzného typu mala podstatne vyššiu nasiakavosť a jej životnosť v prírodných podmienkach neprekračovala 5 ro- 25 kov.

Príklad 2

S použitím rovnakých surovín a rovnakým postupom ako v príklade 1 bola pripravená hmota, obsahujúca (v % 30 hmotn.) 21,11 sušiny alkydovej živice, 0,034 naftenátu kobaltu, 0,113 naftenátu olova), 10,43 sušiny akrylátovej živice Umanax SZ, 0,88 sklenených vlákien, 17,59 špeciálne upraveného kremičitého piesku, 5,28 mastenca, 14,07 mletého vápenca, 5,28 oxidu titaničitého-rutil. 35 Oproti príkladu 1 obsahovala zmes práškových surovín ešte 0,53 zmesového kremičitanu vápenatého Calsil. Obsah rozpúšťadiel v násade zmesi bol (v % hmotn.) 24,69, z toho 14,08 lakového benzínu, 9,63 zmesi acetónu s n-butylalkoholom a 0,98 xylénu. 40

Po zhomogenizovaní bola stanovená sušina tejto hmoty 76,7 % hmotn., viskozita 6300 mPa.s, odolnosť voči ohybu s tŕňom priemeru 4 mm. Reflektancia náteru stúpa s vlnovou dĺžkou 480 až 900 nm od 76 do 83 %. Pevnosť náterovej fólie v ťahu sa zvýšila na 0,77 MPa, 45 ťažnosť na 25,2 % a prídržnosť náteru k podkladu na 0,11 MPa. Urýchlené skúšky starnutia poukazujú na odolnosť náterov klimatickej povetemosti viac než 16 až 17 rokov.

Príklad 3

S rovnakými surovinami ako v predchádzajúcich príkladoch bola pripravená hmota, obsahujúca (v % hmotn.) sušinu alkydovej živice 17,24, naftenát kobaltnatý 0,026, naftenát olovnatý 0,086, sušinu akrylátovej živice Uma- 55 nax SZ 8,68, sklenené vlákna 0,60, oxid titaničitý-rutil 9,60, špeciálne upravený kremičitý piesok 24,30, mastenec 8,70, mletý uhličitan vápenatý 10,5. Celkový obsah rozpúšťadiel v násade bol (v % hmotn.) v tomto prípade 20,26, z toho 11,49 lakového benzínu, 8,02 zmesi acetó- 60 nu s n-butylalkoholom a 0,75 xylénu.

Postup prípravy hmoty bol podobný ako v príklade 1 s tým rozdielom, že práškové komponenty boli do zmesi zamiešavané samostatne. Hmota mala vlastnosti väčšinou blízke hmotám podľa príkladov 1 a 2, tvrdosť náteru 65 sa však oproti týmto zvýšila na hodnotu 34.

Príklad 4

Postupom podľa príkladu 1 bola pripravená hmota, obsahujúca (v % hmotn.) sušinu alkydu 17,83, sušinu akrylátovej živice 7,75, naftenát kobaltnatý' 0,027, naftenát olovnatý 0,089, sklenené vlákna 0,50, špeciálny kremičitý piesok 24,30, mastenec 8,30, mletý vápenec 10,40, oxid titaničitý 7,70 a koloidný oxid kremičitý Siloxid 3,00. Celkový obsah rozpúšťadiel v násade hmoty bol (v % hmotn.) 20,11, z toho lakový benzín 11,89, butylacetát 7,45, xylén 0,77. Akrylátová živica, použitá v tomto príklade, bola roztokom akrylátových kopolymérov v butylacetáte s obsahom neprchavých látok 51 % hmotn., ktorý dodáva Colorlak Uherské Hradištč. Ďalšie použité suroviny boli rovnaké ako v príklade 1. Vlastnosti tejto hmoty a príslušných náterov zodpovedajú až na mierne predĺžené zasýchanie príkladu 3. Hmota je vhodná na nátery silikátových a plechových podkladov a jej životnosť v klimatických podmienkach je vyše 15 rokov.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Strešná hydroizolačná a reflexná hmota na báze modifikovanej alkydovej živice a (met)akrylátového (ko)polyméru riediteľných organickými rozpúšťadlami, vyznačujúca sa tým, že pozostáva z 10 až 30 % hmotn. sušiny alkydovej živice, 5 až 15 % hmotn. sušiny (met)akrylátovej živice, 0,4 až 1,2 % hmotn. sklenených vlákien, 15 až 35 % hmotn. organického rozpúšťadla, 25 až 55 % hmotn. plniva, 5 až 10 % hmotn. oxidu titaničitého a maximálne 10 % hmotn. pomocných prísad.
2. Strešná hydroizolačná a reflexná hmota podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že ako plnivo obsahuje aspoň jednu látku zo skupiny kremenný piesok, mastenec, vápenec.