SK94493A3 - Polyméry a polymérnc disperzie, spôsob ich výroby a ich použitie - Google Patents

Abstract

Ide o polyméry a vodné polyméme disperzie, ktoré pozostávajú z monomérov zo skupiny nenasýtených karboxylových kyselín, nenasýtených esterov karboxylových kyselín, nenasýtených sulfónových kyselín a nenasýtených N- substituovaných cyklických dikarboxylových kyselín ako aj ich použitie ako prímesí k hydraulickým spojivám.

Description

Polyméry a polymérne disperzie, spôsob ich výroby a ich použitie

Oblasť techniky

Vynález sa týka polymérov a polymérnych disperzií na báze karboxylových kyselín, esterov karboxylových kyselín, sulfonových kyselín a cyklických imidov, spôsobu ich výroby ako aj ich použitia ako prímesí do hydraulických spojív.

Súčasný stav techniky

Známe sú polyméry na báze butadiénu, vinylacetátu, vinylchloridu, vinylidénchloridu a esterov kyseliny akrylovej ako prídavky do hydraulických spojív napríklad cementu, sádry, alebo anhydritu. Na výrobu ohybných, ťažných cement-polymérnych plastických pre ochranné vrstvy, tmely, utesňovacie hmoty, pružné tmely a lepidlá sa v prevažnej miere používajú mäkké polyméry s transformačnou teplotou (Tg) prípadne s teplotou mrznutia pod 0°C.

V spise DE-OS 15 69 910 sú opísané v príkladoch polyméry etylénicky nenasýtených zlúčenín, ktoré sa použili ako spojivá v tmeloch a utesňovacích hmotách. Jednalo sa o zmesi emulzných polymérov a nenasýtených esterov karboxylových kyselín, butadiénu, izoprénu, izobuténu, vinylalkyléterov a pod. , ktorých Tg ležala dokonca pod -5 °C. Zo spisu DE-OS 25 24 064 sú známe vodné disperzie kopolymérov s Tg od -15 °C do -75 °C, ktoré pozostávajú prinajmenšom z jedneho esteru kyseliny akrylovej, alebo metakrylovej, vinylacetátu, maximálne 1,5 % hmôt. kyseliny 2-akrylamido-2-metylpropan sulfónovej a ďalších monomérov ako sú akrylonitril, styrol a vinylchlorid. Tieto disperzie plastov slúžia ako lepidlá na tlak citlivých lepiacich pások, ktoré dobre držia na drsných povrchoch, papieri a kovoch. Nevýhoda týchto disperzií spočíva predovšetkým v ich nízkej zlučiteľnosti s cementom.

V spise DE-OS 32 20 384 sa opísali vodné disperzie plastických látok na báze kopolymérov olefinických nenasýte2 ných monoraérov, monomérov s amidovými skupinami a nenasýtených sulfokyselin pri ktorých je sulfoskupina viazaná buď prostredníctvom esterovej skupiny, alebo amidovej skupiny na kyselinu akrylovú, alebo metakrylovú. Obzvlášť vhodnými monomérmí sú 2-etylhexylakrylát ako zmäkčujúci základný monomér ako aj akrylonitril, metylmetakrylát alebo styrol ako tvrdé komonoméry. Disperzie sú s cementom znášanlivé a v spojení s cementom vykazujú dobré mechanické vlastnosti ako sú ťahová pevnosť a predĺženie. Stálosť polymérných filmov voči vode, rovnako ako aj trvanlivosť stvrdnutých cemento-polymérnych stavebných látok po 28 dňovom striedavo vzducho-vodnom uložení sú však neuspokojivé, zvlášť ich dlhodobá pružnosť vo viacerých oblastiach ich aplikácie je nepostačuj úca.

Disperzie plastických látok, ktoré sa získajú emulznou polymerizáciou esterov nenasýtených karboxylových kyselín, styrolu alebo vinyltoluolu a niektorej olefinicky nenasýtenej sulfokyseliny na báze kyseliny akrylovej, alebo metakrylovej sú známe zo spisu DE-OS 38 38 294. Zvlášť vhodnú kombináciu predstavuje 2-etylhexylakrylát, styrol a kyselina 2-akrylamido-2,2 dimetyletansulfonová. Tieto polyméry sa používajú v zmesiach s cementom, pieskom a ďalšími prímesami na ochranné vrstvy, na vypĺňanie trhlín a špár. Takto pripravené stavebné hmoty vykazujú však len veľmi nízku pevnosť .

Zo spisu JP-A 62-108 759 sú známe polymércementové zloženia na báze vodných kopolymérnych disperzií, obsahujúcich maleimid derivát, ktorý na N-atóme obsahuje Cl- až C4-alkyl-, cyklohexyl- alebo maximálne monosubstituovaný fenylový zvyšok ako aj monoméry ako napríklad 2-etylhexylakrylát, n-butylakrylát, vinylidenchlorid, styrol, akrylonitril, metylmetakrylát, vinylacetát, etylén, vinylchlorid, kyselinu akrylovú, akrylamid, metakrylamid, ktoré sa kombinujú tak, že najnižšia teplota tvorby filmu získaného kopolyméru leží pod 0 θθ. Ako maleimid sa používajú N-fenyl maleimid, N-metylfeny1 maleimid, N-hydroxyfenylmaleimid, N-metoxyfenylmaleimid, maleimid kyseliny N-benzoovej,

N-metylmaleimid, N-terc. butylmaleimid atď. Polymérne disperzie sa používajú vo forme zmesí ako nátery na ochranné vrstvy z dreva betónu, malty, bridlice, ocele, hliníka, vlákien, skla a plastických látok. Ich nevýhodou je, že polymerizáty obsahujú akrylamid, prípadne metakrylamid, ktoré v silno alkalickom prostredí uvolňujú amoniak, ktorý spôsobuje extrémny zápach.

Z abstraktu japonského patentového spisu, Kokai 63-81177 a Kokai 63-117056 sú známe polyméry z nenasýtených karboxylových kyselín, alkyl (metá)krylátov a N-substituovaných maleinimidov, ktoré sa používajú na obmedzenie morských rias, alebo spolu s halogenovanými zlúčeninami fosforu ako ohňovzdorné plastické látky.

Úlohou predloženého vynálezu je príprava polymérov prípadne ich disperzií na báze elastických kopolymérov, ktoré nevykazujú uvedené nevýhody. Takéto polyméry sa získajú postupom podlá vynálezu, prostredníctvom rožných nenasýtených monomérov na báze karboxylových kyselín, esterov karboxylových kyselín, sulfokyselín a cyklických imidov.

Podstata vynálezu

Predmetom vynálezu sú podľa tohto polyméry, ktoré sa získajú polymerizáciou

a) 70 až 98 % hmôt. esterov alfa, beta-monoetylénicky nenasýtených karboxylových kyselín a alkoholov s počtom uhlíkov Cl až C12, alebo zmesí takýchto esterov,

b) 0,05 až 15 % hmôt. N-substituovaných cyklických imidov alfa, beta-monoetylénicky nenasýtených dikarboxylových kyselín,

c) 0,05 až 5 % hmôt. alfa, beta- monoetylénicky nenasýtených karboxylových kyselín,

d) až do 28 % hmôt. ďalších kopolymerizovateľných monomérov ,

e) 0,05 až 1 % hmôt. olefinicky nenasýtených sulfónových kyselín.

Polyméry výhodne pozostávajú z

a) 85 až 96 % hmôt. esterov alfa, beta-monoetylénicky nenasýtených karboxylových kyselín a alkoholov s počtom uhlíkov Cl až C12, alebo zmesi takýchto esterov,

b) 0,5 až 7,5 % hmôt. N-substituovaných cyklických imidov alfa, beta-monoetylénicky nenasýtených dikarboxylových kyselín,

c) 0,25 až 2,0 % hmôt. alfa, beta-monoetylénicky nenasýtených karboxylových kyselín,

d) až do 13 % hmôt. ďalších kopolymerizovateľných monomerov,

e) 0,25 až 0,75 nových kyselín.

Ďalším predmetom vynálezu sú vodné disperzie polymérov v ktorých sú polyméry podľa vynálezu dispergované tak, že môžu prípadne obsahovať dispergačné činidlá, emulgátory, ochranné koloidy alebo ďalšie bežné prísady. Polymérne disperzie vykazujú zastúpenie tuhej fázy približne od 40 do 75 % hmôt. , výhodne však 50 až 70 % hmôt.

Výber monomérov ako aj ich hmotnostné zastúpenie sa výhodne volí tak, aby zmesný polymér vykazoval teplotu prechodu maximálne 0°C, výhodne však -20°C a pritom vytvorená hydraulická spojivová zmes vykazovala vysokú pružnosť aj pri veľmi nízkých teplotách. Podľa T. G. Foxa (Bull. Am. Phys. Soc., Ser. II, 1, 1956, str. 123) sa zmesných polymérov určiť v dobrom prechodu homopolymérov jednotlivých zložiek. Na nastavenie požadovanej teploty sa potom môžu kombinovať monoméry skupiny a), ktorých homopolyméry vykazujú teplotu prechodu bežne pod 0 °C, väčšinou však pod -40 °C s monomérmi zo skupín b) až d) , prípadne e) , ktorých teploty prechodu bežne ležia nad +20 °C, väčšinou však nad + 60 °C.

Ako monoméry skupiny a) možno s výhodou použiť Cl až C12 alkylestery olefinických nenasýtených mono-, alebo dikarboxylových kyselín s 3 až 5 uhlíkovými atómami. Príkladmi takýchto esterov sú etylakrvlát, n-butylakrylát,n-hexylakryhmot. olefinicky nenasýtených sulfómôže teplota prechodu priblížení z teploty lát, 2-etylhexylakrylát, n-dodecylakrylát, 2-etylhexylmetakrylát, metylmetakrylát, n-butylkrotonát, dibutylfumarát, dioktylfumarát, dibutylmaleinát, dioktylmaleinát, dibutylitakonát a dioktylitakonát. Obzvlášť výhodné sú 2-etylhexylakrylát a n-butylakrylát, prípadne kombinované s metylmetakryláxom.

Ako monoméry skupiny b) sa používajú cyklické imidy, kxoré sú odvodené od alfa, bexa-monoexylénicky nenasýtených dikarboxylových kyselín, výhodne kyseliny maleinovej a na imidovom dusíku obsahujú alkylový, cykloalkylový, alebo arylový zvyšok, ktorý môže byť prípadne substituovaný. Príkladmi takýchto do úvahy prichádzajúcich monomérov sú N-metylmaleinimid, N-etylmaleinimid, N-terc.butylmaleinimid, N-cyklohexylmaleinimid, N-hydroxyetylmaleinimid, N-fenylmaleinimid, N-metylfenylmaleinimid, N-hydroxyfenylmaleinimid a N-(2,6-dimetylfenyl)-maleinimid. Výhodne možno použiť Nfenylmaleinimid ako aj N- (2,6-dimetylfenyl)-maleinimid.

Monoméry skupiny c) zlepšujú predovšetkým stabilitu vodných disprzií polymérov. Jedná sa o vodorozpustné alfa, beta-monoetylénicky nenasýtené karboxylové kyseliny ako napríklad kyselina akrylová, kyselina krotónová, kyselina fumarová, kyselina maleinová a kyselina itakonová. Ako obzvlášť vhodné sa ukázali kyselina akrylová. a metakrylová. Optimalizáciu užitkovotechnických vlastností polymérných disperzií možno dosiahnuť prípadným spolupoužitím ďalších monomérov (skupiny d). Príkladmi takýchto polymérov sú akrylonitril, styrol, vinylchlorid, vinylacetát, vinylpropionát, 2-chlórbutadién ako aj di-, alebo trifunkčné monoméry ako sú etylénglykoldiakrylát, divinylbenzol, pentaerytrittriakrylát, trietylénglykoldimetakrylát, 2-hydroxyetyíakrylát, N-metylolakrylamid, glycidylmetakrylát a gaina-metakryloxypropyltrimetoxysilán.

Monoméry skupiny e) obsahujúce skupiny kyseliny sulfonovej zabezpečujú predovšetkým doplnkové stabilizačné efekty dispergovaných polymérnych častíc pri príprave a skladovaní polymérnych disperzií. Naviac zlepšujú znášanlivosť disperzií s cementom a tým aj homogenitu zmesi pozostávajúcej z organických a minerálných zložiek. Príkladmi vhodných olefinicky nenasýtených sulfonových kyselín sú kyselina 4-styrolsulfonová, 3-sulfopropylakrylát, 3-sulfopropylmétakrylát, 2-sulfoetylakrylát, 2 sulfoetylmetakrylát, kyselina akrylamido-2,2-dimetyletánsulfónová a kyselina 2-metakrylamido-2,2-dimetyletánsulfónová. Zvlášť výhodné je použitie kyseliny 2-akrylamido-2,2-dimetyletán- sulfónovej.

Príprava polymérov podľa vynálezu prípadne polymérnych disperzií prebieha prostredníctvom polymerizácie zúčastnených monomérov skupín a) až d) prípadne e) vo vodnom prostredí za prítomnosti iniciátorov tvorby radikálov, dispergátorov, emulgátorov prípadne tiež regulujúcich a ochranných koloidov. Polymerizácia môže prebiehať ako šaržový ako aj prídavkový proces, pričom v obidvoch prípadoch môže dochádzať k postupnej polymerizácii. Výhodný je prídavkový proces pri ktorom sa nasadí jedna časť polymérizačnej vsádzky, zahreje na reakčnú teplotu a nakoniec sa kontinuálne pridávajú monoméry v čistej alebo emulgovanej podobe, iniciátor ako aj prípadný koiniciátor ako aj ďalšie polymerizačné pomocné látky z oddelených chodov. Prísun monomérov sa výhodne deje formou vodnej emulzie. Po ukončení prídavku dôjde k uskutočneniu polymerizácie zahriatím na o 5 až 10 °C vyššiu teplotu, reakčná zmes sa ochladí na teplotu miestnosti a pridá sa k nej vodorozpustná zásada, výhodne hydroxid alkalického kovu, ktorým sa upraví pH na 8 až 9. Polymerizačná teplota leží medzi približne 20 a 100 °C, výhodne medzi 40 až 90 °C. Polymerizačná teplota sa nastaví tak, aby sa iniciátory vstupujúce do vsádzky dostatočne rýchlo rozpadli na reakcie schopné radikály potrebné k premene. Obsah radikálnotvorných iniciátorov sa rovná približne 0,1 až 1 % hmôt. vztiahnuté na celkový obsah použitých monomérov. Zvlášť vhodné sú vodorozpustné anorganické peroxidy z ktorých obzlášť výhodné sú peroxodisulfáty, peroxodisulfát sodný a peroxodisulfát draselný. Prípadne môže nasledovať vstup iniciátorov v kombinácii redukčnými činidlami ako sú formaldehydsulfoxylát sodný, sulfit sodný, Na-hydrogénsulfit,

Na-pyrosulfit, Na-ditionit, Na-tiosulfát a/alebo kyselina askorbová, hydroxylamin alebo hydrazín. Redukčné činidlá sa môžu doplnkovo kombinovať s určitým množstvom ťažkých kovov slúžiacich ako urýchľovače ako sú soli železa, kobaltu, ceria, alebo vanádu. K zavŕšeniu premeny a zníženiu zbytkových častí monomérov možno tiež neskoršie pridať dodatočné množstvo iniciátora, alebo kombinovaného systému.

Stredná molekulová hmotnosť dispergovaných polymérov je popri teplote prechodu a hustoty presieťovania najdôležitejšia molekulárna veličina z hľadiska rozhodujúcich uživatelsko - technických vlastností produktu, akými sú lepivosť, priľnavosť, viskozoelasticita a pevnosť v ťahu.

Ak nemožno pomocou zmeny polymerizačnej teploty dosiahnuť požadovaný rozsah molekulových hmotností potom možno použiť doplňujúce molekulovú hmotnosť regulujúce látky ako sú napríklad n-butylmerkaptán, terc. butylmerkaptán, n-dodecylmerkaptán, tioglykol, kyselina tioglykolová a iné v množstvách až približne do 2 % hmôt. vztiahnutých na celkový obsah použitých monomérov. Výhodne možno použiť terc. dodecylmerkaptán. Prídavok regulátorov môže nasledovať ľubovoľne výhodne však spolu s monomérmi.

Pri postupe polymerizácie podľa vynálezu k emulznej polymerizáci sa môžu použiť bežné aniónové, neiónové, alebo katiónové emulgátory alebo ich vyhovujúce zmesi za predpokladu, že sú vo vodnej fáze ako aj v monomérnej fáze dostatočne rozpustné a nedochádza pritom k žiadným vzájomným rušivým účinkom s monomérmi, lebo inými prímesami.Ako emulgátory sa používajú výhodne aniónové tenzidy. Obzvlášť sa osvedčili emulgačné činidlá pripravené etoxylovaním a sulfátovaním C8 až ClO-alkylfenolov. Dajú sa napríklad odvodiť od nonylfenolu, izononylfenolu, izooktylfenolu, triizobutylfenolu a triterc.butylfenolu a obsahujú 3 až 30 jednotiek etylénoxidu. Ďalšie príklady pre možné aniónové emulgátory sú soli alkalických kovov alkylsulfónových kyselín napríklad dodecylsulfonát sodný, kyseliny alkylarylsulfónové napríklad dodecylbenzolsulfonát sodný ako aj etoxylované a sulfátované mastné alkoholy s alkylovým zvyškom Cg až C25 a stupňom eto8 xylácie od 5 do 10 napríklad laurylalkoholétersulfát sodný s 3 jednotkami EO.

Ako neiónové emulgačné činidlá možno výhodne použiť produkty premeny Cg-C^Q alkylfenolov s 3 až 30 molmi etylénoxidu. okrem toho sú tiež vhodné produkty etoxylácie s C^qC2Q alkanolmi ako sú napríklad laurylalkoholpolyglykoléter a produkty premeny polypropylénglykolu a etylénoxidu.

Požadovanú strednú veľkosť častíc disperznej fázy možno riadiť určitým spôsobom pomocou druhu a množstva použitého emulgátora, pričom častice polyméru sú o to väčšie o čo menšie je množstvo použitého emulgačného činidla. Používa sa približne 0,2 až 10 % hmôt. emulgačného činidla, výhodne 0,5 až 7 % hmôt. emulgačného činidla vztiahnutého na obsah monomérov, pričom sa mimoriadne osvedčili zmesi z jedného v nadbytku použitého aniónového a jedného neiónového emulgátora.

K príprave bezvodých polymérov sa polymérne disperzie sušia záhrevom prípadne s využitím vákua. Obzvlášť výhodné je sušenie prostredníctvom rozprachového sušenia, alebo sušenia vymrazovaním.

Polyméry podľa vynálezu ako aj polyméry zostavené podľa nárokov 6 a 8 len z monomérných zložiek a) až d) , obzvlášť vo forme polymérnych disperzií sa používajú výhodne ako prímesi k hydraulickým spojivám. S hydraulickými spojivami ako sú napríklad cement, vápno, sádra, alebo anhydrit sa dobre znášajú preto ich možno výhodne použiť v stavebných hmotách, ktoré naviac ešte obsahujú ďalšie anorganické a/alebo organické zložky napríklad piesok, štrk a spevňujúce vlákna. Takéto stavebné hmoty s hydraulickým spojivom obsahujúcim predmetný polymér vykazujú zvýšenú ohybnosť prípadne pružnosť tiež pri veľmi nízkych teplotách a sú vhodné napríklad ako stavebné látky, fungicídne hmoty, utesňovacie hmoty, reparačné hmoty, pokrývacie hmoty, protihlukové hmoty, cestné pokrývacie hmoty, stavebné lepidlá, medzivrstvy a vyrovnávacie vrstvy.

Polyméry a polymérne disperzie podľa vynálezu ako aj polyméry a polymérne disperzie na báze monomérných zložiek

a) až d) sa obzvlášť hodia ako spojivá v zmesiach obsahujúcich cement. K príprave takýchto zmesí sa použije napríklad zodpovedajúce množstvo hydraulického spojiva, napríklad cementu, výhodne portlandského cementu a za sucha sa predmieša s prípadnými ďalšími prímesami ako sú piesok, polymérne vlákna a pod. Potom nasleduje prídavok polymérnej disperzie prípadne zriedenej s rozrábacou vodou. Je možné použiť tiež spoločné zmesi bezvodých polymérov s hydraulickými spojivami .

Výhoda produktov podľa vynálezu spočíva mimo iného aj v tom, že N-substituovaný cyklický imid alfa, beta-monoetylénicky nenasýtenej dikarboxylovej kyseliny obsiahnutý ako komonomérna zložka v silno alkalických podmienkach čerstvo pripravenej suspenzie cementu hydrolizuje na zodpovedajúci monoamid kyseliny karboxylovej, čo vedie k tixotrópii z neho pripravenej stavebnej hmoty počas jej spracovania. Získajú sa mäkké-plastické, dobre spracovatelné čerstvé zmesi bez sklonu k usadzovaniu a odmiešaniu s homogénným rozdelením polymérnych častíc v minerálnej matrici. Prísada pomocných prostriedkov k úprave reológie, zvlášť tixotrópie ktorá vedie často k nežiadúcim vedľajším účinkom ako je zvýšený príjem vody, prípadne vedie k napučaniu stvrdnutej stavebnej masy nie je nutná.

S výhodou sa používa 10 až 150, zvlášť výhodne 50 až 100 % hmôt. polyméru na množstvo hydraulického spojiva vypočítané ako tuhá živica. Toto zodpovedá koeficientu plastická látka - spojivo 0,1 až 1,5 obzvlášť výhodne 0,5 až 1,0.

Spojivo obsahujúce zloženia na báze polymérov a polymérných disperzií podľa vynálezu je bez zápachu a hodí sa okrem iného zvlášť na výrobu pružných trhliny sceľujúcich vrstiev pri sanácii napríklad betónu, ktoré medzi iným pôsobia ako korózna ochrana a tiež aj ako inhibítor karbonizácie, ako aj pri sanácii budov napríklad pri utesňovaní a konzervovaní fasád a striech. Možno ich použiť tiež ako zvukopohlcujúce stavebné hmoty napríklad pre koľajiská na znižovanie dopravného hluku koľajnicových vozidiel.

Príklady uskutočnenia

Príklad 1:

Do polymerizačnej aparatúry s dvojitými stenami, objemom 2,5 litra, s miešadlom, spätným chladičom, teplomerom a osobitnými prípojkami na dávkovacie nádoby sa vnesie 260 g deionizovanej vody, ktorá sa pod prívodom dusíka zahreje na 80°C. Za miešania sa pridá 17,5 g monomérnej emulzie pripravenej dopredu v osobitnej nádobe prepláchnutej dusíkom pozostávajúcej z:

418.1 g 16,5 g

27,2 g 25,7 g

1,6 g

32.1 g

1,6 g

1223,4 g demineralizovanej vody %-ného vodného roztoku etoxylovaného a sulfátovaného nonylfenolu (E0-stupeň 4) etoxylovaného nonylfenolu (EO-stupeň 10) kyselina metakrylová - monomer C (2,0 % hmôt.) kyselina 2-akrylamido-2,2-dimetyletansulfonová monomér E, Fy. Lubrizol (0,12 % hmôt.)

N-fenylmaleimid - monomér B, fy. Chemie Linz (2,5 % hmôt.) trietylglykoldimetakrylát - monomér D (0,12 % hmôt.)

2-etylhexylakrylát (95,26 % hmôt.)

Po nastavení konštantnej štartovacej teploty na 80 °C sa pridáva roztok 6,42 g persulfátu sodného v 64 g deionizovanej vody počas 5 hodín ako aj zvyšok monomérnej emulzie z oddelenej pripojenej nádoby v časovom rozpätí troch hodín. Po ukončení pridávania systém polymerizuje počas ďalších dvoch hodín pri 80 °C.

Získaná polymérna disperzia sa ochladí na teplotu miestnosti a jej pH sa nastaví na 8,0 prídavkom 10 %-ného vodného roztoku hydroxidu sodného. Disperzia je bez prítomnosti koagulátu a vykazuje obsah sušiny 62,0 % hmôt., Ďalšie údaje o získanej polymérnej disperzii sú zhrnuté v tabuľke 2.

Príklady 2 až 5:

Analogicky k príkladu 1 sa pripravili polymérne disperzie pričom sa použili monoméry uvedené v tabuľke 1. Obsah sušiny, teplota prechodu a dynamická viskozita získaných polymérnych disperzií sa nachádza v tabuľke 2.

Porovnávací príklad VI:

Analogicky k príkladu 1 uvedeného v spise DE-OS 32 20 384 sa pripravila polymérna disperzia, ktorá pozostáva z nasledovného zloženia monomérov:

27,0 g metakrylamid (2,75 % hmôt.) .18,0 g kyselina 2-akrylamido-2,2-dimetyletánsulfonová (1,83 % hmôt.)

900,0 g 2-etylhexylakrylát (91,61 % hmôt.)

18,0 g kyselina metakrylová (1,83 % hmôt.)

9,0 g 2-hydroxyetylmetakrylát (0,92 % hmôt.)

1,4 g butandiol-(1,4)-dimetakrylát (0,14 % hmôt.)

Vlastnosti polymérnej disperzie sú uvedené v tabuľke 2.

Tabuľka 1: Zloženia polymérov (v % hmôt.) monoméry*

príklad	a	b	c	d	e
1	95,26 A	2,5 B	2,0 C	0,12 I)	0,12 E
2	92,78 A	5,0 B	2,0 C	0,12 I)	0,1 E
3	94,88 A	2,5 B	2,0 C	0,12 I)	0,5. E
4	80,28 A 15,00 AA	2,5 B	2,0 C	0,12 I)	0,1 E
5	95,38 A	2,5 B	2,0 C	0,12 I>

* Použité monoméry

A 2-etylhexylakrylát

AA n-butylakrylát

B N-fenylmaleimid (Fy. Chemie Linz)

C kyselina metylakrylová

D trietylénglykoldimetakrylát

E kyselina 2-akrylamido-2,2-dimetyletán sulfonová (Fy. Lubrizol)

Tabuľka 2: Vlastnosti polymérných disperzií

T

Pri-	| Obsah	súši- 1	Teplota	pre-		- «μοκιγ * Dynamická vis-
klad	|ny1 (% I	hmôt.)| I	chodu^	C)	1 I	kozita^	(mPa.s)
1	1 I 62,0	1 1	-55		1 1	52
2	I 59,9	1	-52		1	54
3	| 59,5	1	-54		1	135
4	I 62,2	1	-53			595
5	i 61,7	1	-56		1	58
VI	I 62,4 1 1	1 1 1	-45		1 1 l	248
1	určené	podľa DIN	53 189
2	podľa T	.G.Foxa,	3ull. Am.	Phys.	Soc., Ser.	II

(1956), 123 podľa DIN 53 019, ISO 3219 pri 23°C a 250 s¹

Vlastnosti polyméru

1. Vodopohltivosť polymérnych filmov

Na dôkaz trvanlivosti polyméru podľa vynálezu podľa príkladov 1 až 5 v porovnaní s polymérom podľa porovnávacie13 ho príkladu VI, zvlášť s ohľadom na jeho použitie vo funkcii konzervačných a utesňovacích prvkov v poteroch obsahujúcich spojivo pre sanáciu betónu a budov obzvláť vo vonkajšom prostredí sa určil sklon filmov k pohlcovaniu vody. Veľmi vysoká vodopohltivosť spôsobuje zlú oddolnosť stavebných látok voči poveternostným vplyvom.

Skúška sa vykonala podľa normy DIN 53 495 na polymérnom filme s povrchom 63 cm a hrúkou vrstvy 0,6 mm. Polymérny film sa získal z polymérnej disperzie zriedenej približne na 50 %, ktorá sa naliala do formy a v sušiarni pri 40°C vysušila do konštantnej hmotnosti. Po určení jej hmotnosti sa polymérny film uložil na 24 hodín do deionizovanej vody s teplotou 23 °C. Potom sa opatrným pritláčaním buničinovej vreckovky zbavil priľnutej vody, zvážil a v percentách sa vyjadril prírastok hmotnosti. Výsledky skúšok sa nachádzajú v tabuľke 3.

2. Strihová pevnosť a ťažnosť stavebných látok obsahujúcich polymér

Na určenie mechanických vlastností polyméru podľa vynálezu v porovnaní so známymi polymérmi ako zložky cement obsahujúcich stavebných látok pre pružné ochranné vrstvy a ich trvalnlivosť v spojení s cementom sa využilo určenie strihovej pevnosti a rozťažnosti a to pri vzdušnom ako aj vodnom uložení skúšobných teliesok.

Na prípravu skúšobných teliesok sa k 50 g cementu (PZ 375 H, Mannersdorf) za miešania pridalo 50 g polymérnej disperzie zriedenej na obsah tuhých látok 58 % hmôt.. Po dvoj minútovom miešaní pri 350 otáčkach za minútu sa získaná cementová zmes s vodným súčiniteľom (V/Z) 0,42 a pomerom polymér/cement (P/Z) 0,58 odliala do pravouhlej formy z plastu a nechala sa na vzduchu vysušiť počas 24 hodín. Pružné skúšobné telieska sa odformovali a ponechali na vzduchu ďalšie 3 dni. Potom následovalo rozdelenie teliesok s hrúbkou 2 mm, pričom polovica z nich zostala ďalej uložená na vzduchu až do 28. dňa (23°C) . Druhá polovica sa do 28. dňa podrobila kombinovanému vdušno-vodnému uloženiu so striedaním po 12 hodinách (tvrdosť vody : 6° dH) . Po 24 hodinovom sušení vo vode uložených vzoriek na vzduchu pri 23 °C nasledovala skúška obidvoch polovíc skúšobných teliesok uložených rôznym spôsobom. Ako miera pevnosti cement/polymérneho zväzku voči dynamickým nárokom bola pritom určená strihová prípadne ťahová pevnosť v závislosti na ťahu prípadne deformácii.

Skúška sa uskutočnila pomocou komerčného rotačného reometra typu platňa/platňa fy. Physica (UM-MC) pri 23 °C pri použití skúšobných teliesok s priemerom 5mm. Skúšobné telieska boli pri tom vystavené pri konštantnej frekvencii 0,2 Hz oscilačné rastúcemu deformačnému zaťaženiu využitím meracieho systému MP 5 PP. Registrovala sa vystupujúca strižná pevnosť voči deformácii a prepočítala sa na ťažnosti ako je to známe z normy DIN 53455. Výsledky skúšok sa nachádzajú v tabulke 3.

Z porovnávacích meraní je zrejmá nízka vodopohltivosť a tým aj lepšia odolnosť voči poveternostným podmienkam polymérov podlá vynálezu v porovnaní so známymi polymérmi. Naviac cementové zmesi obsahujúce polyméry podlá vynálezu na základe ich vyššej strihovej pevnosti a ťažnosti, zvlášť po dlhodobom striedavo vlhko/suchom uložení simulujúcom poveternostné podmienky vykazujú lepšiu výdržnosť a dlhodobú pružnosť v porovnaní s cementovými zmesami obsahujúcimi známe polymérne prímesi.

Tabuľka 3: Vlastnosti polymérov a polymérových cementov

1-	1 |strihová pevnosť |polymérnych |cementov (Nmm“^) I	~I-- | ťažnosť polymér- |
| nych c 1 I	ementov (%)|
	príkl.	vodopohlti-	|suché	i striedavé| suché	striedavé|
		vosť polyméru (% hmôt.)	1 uloženie 1 1 I	uloženie	| uloženie 1 1	uloženie |
	1	7,7	1 | 0,66	0,47	1 | 90	117 |
	2	6,9	1 1,05	0,84	| 77	107 |
	3	11,0	1 0,59	0,48	| 134	180 |
	4	8,8	| 0,55	0,82	| 120	213 |
	5	7,8	1 0,41	0,61	| 90	123 |
I	VI	56,9	1 0,37 1 1	0,27	| 44 1 1	32 | - I

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Polyméry pripraviteľné polymerizáciou

   a) 70 až 98 % hmôt. esterov z alfa, beta-monoetylénicky nenasýtených karboxylových kyselín s alkoholmi Cl až C12, alebo zmesi takýchto esterov,

   b) 0,05 až 15 % hmôt. N-substituovaných cyklických imidov alfa, beta-monoetylénicky nenasýtených dikarboxylových kyselín,

   c) 0,05 až 5 % hmôt. alfa, beta-monoetylénicky nenasýtených karboxylových kyselín,

   d) až do 28 % hmôt. ďalších kopolymerizovatelných monomérov,

   e) 0,05 až 1 % hmôt. olefinicky nenasýtených sulfónových kyselín .
2. 2. Polyméry podľa nároku 1, pripraviteľné polymerizáciou

   a) 85 až 96 % hmôt. esterov z alfa, beta-monoetylénicky nenasýtených karboxylových kyselín s alkoholmi Cl až C12, alebo zmesi takýchto esterov,

   b) 0,5 až 7,5 % hmôt. N-substituovaných cyklických imidov alfa, beta-monoetylénicky nenasýtených dikarboxylových kyselín,

   c) 0,25 až 2,0 % hmôt. alfa, beta-monoetylénicky nenasýtených karboxylových kyselín,

   d) až do 13 % hmôt. ďalších kopolymerizovatelných monomérov,

   e) 0,25 až 0,75 % hmôt. olefinicky nenasýtených sulfónových kyselín.
3. 3. Vodné polymérne disperzie vyznačuj úce sa t ý m, že polymér podľa nárokov 1 a 2 je dispergovaný vo vodnom médiu.
4. 4. Spôsob prípravy polyméru vyznačujúci sa t ý m, že

   a) 70 až 98, výhodne 85 až 96 % hmôt. esterov z alfa, beta-moetylénicky nenasýtených karboxylových kyselín s alkoholmi Cl až C12, alebo zmesi takýchto esterov,

   b) 0,5 až 15, výhodne 0,5 až 7,5 % hmôt. N-substituovaných cyklických imidov alfa, beta-monoetylénicky nenasýtených dikarboxylových kyselín,

   c) 0,05 až 5, výhodne 0,25 až 2,0 % hmôt. alfa, beta-monoetylénicky nenasýtenýc karboxylových kyselín,

   d) až do 28, výhodne až do 13 % hmôt. ďalších kopolymerizovatelných monomérov,

   e) 0,05 až 1, výhodne 0,25 až 0,75 % hmôt. olefinicky nenasýtených sulfonových kyselín, je polymerizovaných vo vodnej emulzii.
5. 5. Použitie vodných disperzií podľa nárokov 1 až 4 ako prísad k hydraulickým spojivám.
6. 6. Použitie vodných disperzií pripraviteľných polymerizáciou

   a) 70 až 98 % hmôt. esterov z alfa, beta-moetylénicky nenasýtených karboxylových kyselín s alkoholmi Cl. až C12, alebo zmesi takýchto esterov,

   - 18 b) 0,05 až 15 % hmôt. N-substituovaných cyklických imidov alfa, beta-monoexylénicky nenasýtených dikarboxylových kyselín ,

   c) 0,05 až 5 % hmôt. alfa, beta-monoetylénicky nenasýtených karboxylových kyselín,

   d) až do 28 % hmôt. ďalších kopolymerizovateľných monomérov, ako prídavkov k hydraulickým spojivám.
7. 7. Hydraulické spojivo vyznačujúce sa tým, že obsahuje polymér podľa nárokov 1 až 4.
8. 8. Hydraulické spojivo vyznačuj ú c e s'ä t- ý m, že obsahuje polymér, pripraviteľný polymerizáciou

   a) 70 až 98 % hmôt. esterov z alfa, beta-moetylénicky nenasýtených karboxylových kyselín s alkoholmi Cl až C12, alebo zmesi takýchto esterov,

   b) 0,05 až 15 % hmôt. N-substituovaných cyklických imidov alfa, beta-monoetylénicky nenasýtených dikarboxylových kyselín,

   c) 0,05 až 5 % hmôt. alfa, beta-monoetylénicky nenasýtených karboxylových kyselín,

   d) až do 28 % hmôt. ďalších kopolymerizovateľných monomérov