CS246184B1

CS246184B1 - Polymer-cement binder especially for conglomerate stone preparation

Info

Publication number: CS246184B1
Application number: CS849491A
Authority: CS
Inventors: Marie Dlaskova; Leopold Formanek; Premysl Ptacnik; Karel Dusek
Original assignee: Marie Dlaskova; Leopold Formanek; Premysl Ptacnik; Karel Dusek
Priority date: 1984-12-07
Filing date: 1984-12-07
Publication date: 1986-10-16
Also published as: CS949184A1

Abstract

Obsahuje akrylátovou a/nebo styrenakrylátovou vodnou disperzi, cement, vodu a případně přídavné látky ze skupiny zahrnující přírodní i umělé anorganické i organické pigmenty, mikromleté vápence. Akrylátový kopolymer je složen z monoalkylesterů kyseliny akrylové s poitem uhlíkových atomů v álkylové skupině 1 až 8, monoalkylesterů kyseliny metakrylové s poitem uhlíkových atomů v álkylové skupině 1 až 4 a z kyseliny akrylové a/nebo metakrylové. Styrenakrylátový kopolymer je složen ze styrenu, monoalkylesterů kyseliny akrylové s počtem uhlíkových atomů v álkylové skupině 1 až 8, metylakrylamidu a kyseliny akrylové a/nebo metakrylové.It contains acrylate and/or styrene acrylate aqueous dispersion, cement, water and optionally additives from the group including natural and artificial inorganic and organic pigments, micro-ground limestone. The acrylate copolymer is composed of monoalkyl esters of acrylic acid with a number of carbon atoms in the alkyl group 1 to 8, monoalkyl esters of methacrylic acid with a number of carbon atoms in the alkyl group 1 to 4 and acrylic and/or methacrylic acid. The styrene acrylate copolymer is composed of styrene, monoalkyl esters of acrylic acid with a number of carbon atoms in the alkyl group 1 to 8, methylacrylamide and acrylic and/or methacrylic acid.

Description

(54) Polymercementové pojivo zejména pro přípravu konglomerovaného kamene(54) Polymer cement binder especially for the preparation of conglomerated stone

Obsahuje akrylátovou a/nebo styrenakrylátovou vodnou disperzi, cement, vodu a případně přídavné látky ze skupiny zahrnující přírodní i umělé anorganické i organické pigmenty, mikromleté vápence. Akrylátový kopolymer je složen z monoalkylesterů kyseliny akrylové s poitem uhlíkových atomů v álkylové skupině 1 až 8, monoalkylesterů kyseliny metakrylové s poitem uhlíkových atomů v álkylové skupině 1 až 4 a z kyseliny akrylové a/nebo metakrylové. Styrenakrylátový kopolymer je složen ze styrenu, monoalkylesterů kyseliny akrylové s počtem uhlíkových atomů v álkylové skupině 1 až 8, metylakrylamidu a kyseliny akrylové a/nebo metakrylové.It contains an acrylate and / or styrene acrylate aqueous dispersion, cement, water and optionally additives from the group comprising natural and artificial inorganic and organic pigments, micronized limestone. The acrylate copolymer is composed of monoalkyl esters of acrylic acid having 1 to 8 carbon atoms, monoalkyl esters of methacrylic acid having 1 to 4 carbon atoms and acrylic and / or methacrylic acid. The styrene acrylate copolymer is composed of styrene, monoalkyl esters of acrylic acid having a carbon number in the alkyl group of 1 to 8, methyl acrylamide and acrylic and / or methacrylic acid.

Vynéles ·· týká polymercementového pojivá, zejména pro přípravu konglomerovaného kamen· na bázi akrylátové a/nebo atyrenakrylétová vodné disperse, plniv a případné dalSlch přídavných látek, zcela nahrazujících přírodní kámen v uilechtilých kamenických výrobcích·The invention relates to a polymer-cement binder, in particular for the preparation of conglomerated stoves, based on acrylate and / or atyrenacrylate aqueous dispersions, fillers and other additives, which completely replace natural stone in fine stone products.

Nedostatek zdrojů mramorů, krystalických vápenců a podobných druhů kamene, jejich nákladná těžba vzhledem ke Spatným geologicko-úložným poměrům a i některá mechanické vlastnosti přírodního kamene, jako např. křehkost a pevnost za ohybu vedou k výrobě umělého kamene konglomerací kamene nekondiSnlch rosměrů a tvarů pomoci vhodného pojivá.Lack of marble sources, crystalline limestone and similar types of stone, their expensive mining due to poor geological-storage conditions and some mechanical properties of natural stone, such as brittleness and flexural strength, lead to the production of artificial stone by conglomeration of non-condensed stone stones and shapes using suitable binders .

Nejěastěji užívaná pojivá na základě polymernlch látek pro konglomerovaný kámen * určený pro dekorativní a stavební účely jako dlažbu věeho druhu, pbklady stěn, parapetní desky, nástupnice, schodišťová madla, sokly, obrubníky, krajníky a dalěí deskové výrobky jsou na základě nenasycených polyesterových pryskyřic.The most commonly used polymer-based binders for conglomerated stone * for decorative and construction purposes such as large-size paving, wall claddings, window sills, platforms, stair handles, skirting boards, curbstones, sidewalks and other board products are based on unsaturated polyester resins.

JJ

Polymereamentová pojivá obsahující nejrůsnějil pryskyřice, předevSím ve formě vodných dispersí na základě vinylacetátu, styrenu, kyseliny akrylová nebo metakrylová, jejich esteft, amidů, hydroxyderivátů .a nitrilů, butadienu či epoxidových pryskyřic ae využívá jí'předevSím v oblasti průmyslového stavebnictví k přípravě stavebních dílů (jap. pat. č.'8 1145 >48) obsahujících i kontaminovaný, neregenerovatelný odpad, např. polyetylén, textil (US pat. č. 4 427 818), k izolačním účelům, např. v kombinaci a celulózou na potrubí a kabely (OB pat. č. 1 585 664 a jap. pat. č. 58 113 284), ke zvukové izolaci (NSR pat. č. 3 134 682), k ucpávkám, injektážím a pojení stavebních materiálů (jap. pat. č. 8 1157 444, 8 2100 968, 8 2,45 058 a čs. AO č. 201 853) a hlavně jako pojivá nátěrových hmot pro antikorozivní a podkladové účely na stavební materiál nebo ocel (jap. pat. č. 5 8,,3 255, 5 8,20 676 a 83 74 588, GB pat. č. 1 604 733, NSR pat.Polymeric binders containing a wide variety of resins, in particular in the form of aqueous dispersions based on vinyl acetate, styrene, acrylic or methacrylic acid, their esters, amides, hydroxy derivatives and nitriles, butadiene or epoxy resins, and used primarily in the construction sector 8,145> 48) containing also contaminated, non-recoverable waste, eg polyethylene, textiles (US Pat. No. 4,427,818), for insulation purposes, eg in combination with cellulose for pipes and cables ( No. 1,585,664 and Japanese Patent No. 58,113,284), for sound insulation (German Patent No. 3,134,682), for seals, grouting and bonding of building materials (Japanese Patent No. 8) 1157 444, 8 2100 968, 8 2,45 058 and Czechoslovak AO No. 201 853) and mainly as binders of paints for anticorrosive and base purposes for building material or steel (jap. Pat. No. 5 8,, 3 255 5,20,20,676 and 83,774,588, GB Pat. No. 1,604,733, U.S. Pat.

Č. 3 2,6 969 a zvěř. přihláška AO č. 82 02 709), též pro nátěrové hmoty dočasného 'účinku, např. na tabletovaný práěkový materiál (jap. pat. č. 5 8109 557), avěak jako pojivá konglomerovaného kamene pro uělechtilé kamenické výrobky využívána nejsou.No. 3 2.6 969 and game. No. A-0 82 02 709), also for use as temporary binder coatings, for example on tabletted powder material (Japanese Pat. No. 5 8109 557), but are not used as binder of conglomerated stone for fine stone products.

»»

Nevýhodou pojiv konglomerovaného kamene pro ušlechtilé kamenické výrobky na bázi nenasycených polyesterových pryskyřic je zejména jejich vysoká cena a možnost ohroženi lidského zdraví při výrobě, případně i u uživatele. V ceně jsou zahrnuty náklady na zařízení, které zohledňuje toxicitu styrenu, nutnost použití suchého kameniva a zpracovatelnost pryskyřice pouze v určitém teplotním rozsahu.The disadvantage of conglomerated stone binders for noble stone products based on unsaturated polyester resins is their high cost and the possibility of endangering human health during production or even for the user. The price includes equipment costs that take into account the toxicity of styrene, the need to use dry aggregates and the processability of the resin only within a certain temperature range.

Uvedené nedostatky odstraňuje tento vynález, který se týká polymercementového pojivá, zejména pro přípravu konglomerovaného kamene. Podstata uvedeného vynálezu spočívá v tom, že pojivo obsahuje 4 až 15 % hmot. akrylátové a/nebo atyrenakrylétová vodné disperze, 65 až 85 % hmot. cementu, 10 až 3C % hmot. vody a případná až 4 % hmot. přídavných látek ze skupiny zahrnující přírodní i umělé anorganické i organické pigmenty, mikromleté vápence, přičemž vodná disperze obsahuje 40 až 60 % hmot. akrylátového kopolymerů složeného z 43 až 52 % hmot. monoalkylesterů kyseliny akrylové s počtem uhlíkových atomů v alkylové skupině 1 až 8, 44 až 56 % hmot. monoalkylesterů kyseliny metakrylové s počtem uhlíkových atomů v alkylové skupině 1 až 4 a z 1 až 4 % hmot. kyseliny akrylové a/nebo metakrylová a/nebo styrenakrylátováho kopolymerů složeného z 44 až 47 % ^!hmot. styrenu, 47 až 51 % hmot. monoalkylesterů kyseliny akrylové β počtem uhlíkových atomů v alkylovš skupině 1 až 8, 1 až 4 % hmot. metylekrylamldu a 1 až 4 % hmot. kyseliny akrylové a/nebo kyseliny metakrylová.These drawbacks are overcome by the present invention which relates to a polymer cement binder, in particular for the preparation of conglomerated stone. The binder comprises 4 to 15 wt. % acrylate and / or atyrenacrylate aqueous dispersions, 65 to 85 wt. % cement, 10 to 3% wt. % water and up to 4 wt. % of an additive selected from the group consisting of natural and artificial inorganic and organic pigments, micronized limestone, the aqueous dispersion comprising 40 to 60 wt. % acrylate copolymers composed of 43 to 52 wt. % monoalkyl esters of acrylic acid having a number of carbon atoms in the alkyl group of 1 to 8, 44 to 56 wt. % monoalkyl esters of methacrylic acid having a number of carbon atoms in the alkyl group of 1 to 4 and 1 to 4 wt. acrylic acid and / or methacrylic acid and / or styrenakrylátováho copolymers composed of 44 to ^47%! wt. % styrene, 47 to 51 wt. % of monoalkyl esters of acrylic acid β by the number of carbon atoms in the alkyl group 1 to 8, 1 to 4 wt. % methyl acrylamide and 1 to 4 wt. acrylic acid and / or methacrylic acid.

Výhodou využití pojivá podle vynálezu, zejména při výrobš umělého kamene pro ušlechti lé kamenické výrobky, je možnost zpracování odpadního kamene, kterého při těžbě bloků dekorativních kamenů vzhledem ke špatným geologicko-úložným poměrům je až 90 %, takže se těžební proc.es při následném využiti pojivá podle vynálezu stává téměř bezodpadovou technologii.The advantage of using the binder according to the invention, in particular in the production of artificial stone for fine stone products, is the possibility of processing waste stone, which is up to 90% due to poor geological and storage conditions due to poor geological and storage conditions. the binders according to the invention become almost waste-free technology.

V porovnání a pojivý na bázi nenasycených polyesterových pryskyřic je výhodná nízká cena pojivá podle vynálezu, jeho zdravotní nezávadnost, jednoduchá příprava bez nákladných požadavků na zařízení, zvýáení počtu barevných odstínů kamene (konglomerátu) použitím obarveného pojivá, snadná zpracovatelnost předevSím při blokovém výrobním postupu vyplývající z příznivých viekoznlch charakteristik pojivá a dobré přilnavosti pojivá k plnivu.In comparison and unsaturated polyester resin binder, the low cost of the binder according to the invention, its health safety, simple preparation without costly equipment, increasing the number of color shades of stone (conglomerate) using dyed binder, easy workability especially in the block manufacturing process the favorable viscosity characteristics of the binder and the good adhesion of the binder to the filler.

Z monoalkyleeterů kyseliny akrylové nebo metakrylové jsou vhodné estery jako metylakrylát, etylakrylát, propylakrylát, izopropylakrylát, butylakrylát, hexylakrylát, 2-etylhexylakrylát, metylmetakrylát, etylmetakrylát a butylmetakrylát.Among the monoalkyl esters of acrylic or methacrylic acid, suitable esters are methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate and butyl methacrylate.

Vhodné jsou disperze připravená v emulgačním systému zaručujícím odolnost vůči vícevalentnlm kovům, zejména vůči vápníku.Suitable are dispersions prepared in an emulsifying system guaranteeing resistance to multivalent metals, in particular calcium.

Z cementů jsou vhodné cementy portlandské, struskoportlandské i cementy zvláštní, s výhodou bílý cement 1Z0 400.Portland, slag-portland and special cements, preferably white cement 1Z0 400, are suitable.

Voda je vhodná čistá bez cizích příměsí, s výhodou z vodovodního řádu.The water is suitable clean, free of foreign matter, preferably from the water main.

Z přídavných látek jsou vhodné směsi přírodních zemitých pigmentů, umělých pigmentů a mikromletého vápence, případně i malé množství organických pigmentů světlostálých a odolných alkalickým Účinkům vápna.Among the additives, mixtures of natural earth pigments, artificial pigments and micronized limestone are suitable, or even a small amount of light-fast organic pigments and resistant to the alkaline effects of lime.

Pojivá podle předloženého vynálezu se připravují dokonalým smísením jednotlivých složek pojivá. Při jeho využití se plnivo, zejména drcený vápenec do pojivá vmísí, s výhodou v hmotnostním poměru pojivo - kámen 21 : 79, a směs se ve formě v podobě kvádru objemu 0,3 m^ ponechá po dobu 10 až 14 dnů zatuhnout. Po zatuhnutí se blok rozřeže na desky tlouštky 30 mm a povrch upraví broušením.The binders of the present invention are prepared by intimately mixing the individual binder components. In its use, the filler, in particular crushed limestone, is mixed into the binder, preferably in a binder-to-stone ratio of 21: 79, and the mixture is left to set for 10 to 14 days in the form of a block of 0.3 m < 3 > After solidification, the block is cut into 30 mm thick plates and the surface treated by grinding.

Mimo výrobu umělého kamene je pojivo podle vynálezu využitelné především ve stavebnictví při výrobě stavebních dílů, plněných různým materiálem, zejména odpadním, např. pryží, polyetylénem, polypropylenem, celulózou a vláknitými materiály, k izolačním účelům injektéžemi, plněním spár, k pojení stavebních dílů, ale i jako levné pojivo nátěrových hmot k dočasné i trvalé ochraně zejména stavebních dílů.In addition to the production of artificial stone, the binder according to the invention is particularly useful in the construction industry for the production of components filled with various materials, in particular waste, such as rubber, polyethylene, polypropylene, cellulose and fibrous materials, for insulation purposes by injection molding, joint filling, but also as a cheap binder of paints for temporary and permanent protection especially of building components.

Využití pojivá podle vynálezu je doloženo následujícími příklady.The use of the binder according to the invention is illustrated by the following examples.

Příklad 1Example 1

Smísením 10 hmot. dílů 50% akrylétové disperze na bázi kopolymerů etylakrylátu, butylmetakrylátu a kyseliny metakrylové v hmot. poměru 48 : 50 : 2, hmot. dílů portlandského cementu (SPC 325), hmot. dílů vody a hmot. díly Frontonu barvy okrové (směs přírodních zemitých pigmentů, umělých anorganických pigmentů a mikromletého vápence, případně i malá množství organických pigmentů světlostálých a odolných alkalickým účinkům vápna) vznikne pojivo.By mixing 10 wt. % of a 50% acrylic dispersion based on copolymers of ethyl acrylate, butyl methacrylate and methacrylic acid in wt. ratio 48: 50: 2, wt. parts of Portland cement (SPC 325), wt. parts of water and mass. parts of the Fronton ocher color (a mixture of natural earthy pigments, artificial inorganic pigments and micronized limestone, or even small amounts of light-fast organic pigments and resistant to the alkaline effects of lime) will form a binder.

hmot. dílů pojivá se smísí s 80 hmot. díly drceného vápence (mramoru) frakce 0 až 125, hmota se vpraví do formy a obsah se zhutni na vibrátoru.wt. parts of the binder are mixed with 80 wt. parts of crushed limestone (marble) fractions 0 to 125, the mass is put into a mold and the contents are compacted on a vibrator.

Po 14 dnech byl blok rozřezán na desky tlouštky 30 mm a jejich povrch byl upraven brouSením.After 14 days, the block was cut into 30 mm thick plates and their surface treated by grinding.

Konglomerát vykazoval pevnost v prostém tlaku 96,8 MPa a pevnost v tlaku za ohybu 7,8 MPa (dle ČSN 72 1157) oproti pevnosti v prostém tlaku 44 MPa a pevnosti v tahu za ohybu 2,9 MPa při použití cementového pojivá bez disperze.The conglomerate showed a compressive strength of 96.8 MPa and a bending compressive strength of 7.8 MPa (according to CSN 72 1157) as opposed to a simple compressive strength of 44 MPa and a bending tensile strength of 2.9 MPa using a cement binder without dispersion.

Přiklad 2Example 2

Ze 23 hmot. dílů pojivá a 77 hmot. dílů kamene syenitu frakce 0 až 63 byl získán konglomerovaný kámen, který vykazoval podle CSN 72 1157 pevnost v prostém tlaku 96 MPa a pevnost v tlaku za ohybu 8,5 MPa, přičemž pojivo bylo připraveno smísením 5 hmot. dílů 40% akrylétové disperze na bézi kopolymerů 2-etylhexylakrylétu, metylmetakrylétu a kyseliny akrylové v hmot. poměru 43 : 56 : 1, 85 hmot. dílů bílého eementu IZO 400 a 10 hmot. dílů vody.Of 23 wt. binder parts and 77 wt. parts of the syenite stone of fractions 0 to 63 were obtained a conglomerated stone which, according to CSN 72,157, exhibited a simple compressive strength of 96 MPa and a bending compressive strength of 8.5 MPa, the binder being prepared by mixing 5 wt. % of a 40% acrylic dispersion based on 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate and acrylic acid copolymers in wt. ratio 43: 56: 1, 85 wt. parts of white cement IZO 400 and 10 wt. parts of water.

Příklad 3 hmot. dílů pojivá ze směsi 10 hmot. dílů 50% styrenakrylétové a 5 hmot. dílů 55% akrylétové disperze, přičemž styrenakrylétové disperze obsahuje kopolymér styrenu, metylakrylétu, metylakrylemldu a kyseliny akrylové v hmot. pomžru 47 : 48 : 4 : 1 a akrylétové disperze obsahuje kopolymér butylakrylétu, propylmetakrylétu, kyseliny akrylové a metakrylové v hmot. pomžru 52 : 44 : 1 : 3, 68 hmot. dílů bílého cementu IZO 400, hmot. dílů vody a 2 hmot. díly Frontonu barvy okrové se smísí se 78 hmot. díly mramoru (krkonošské vápence) frakce 0 až 125.Example 3 wt. parts binder from a mixture of 10 wt. parts of 50% styrene acrylic and 5 wt. The styrene acrylate dispersion comprises a copolymer of styrene, methyl acrylate, methylacrylemid, and acrylic acid in wt. the ratio of 47: 48: 4: 1 and the acrylic dispersion comprises a copolymer of butyl acrylate, propyl methacrylate, acrylic acid and methacrylic acid in a weight ratio of 1: 1. ratio 52: 44: 1: 3, 68 wt. parts of white cement IZO 400, wt. parts of water and 2 wt. parts of the ocher color Fronton are mixed with 78 wt. parts of marble (Krkonoše limestone) fractions 0 to 125.

Po zatuhnutí uvedené směsi vykazoval konglomerovaný mramor pevnost v tlaku prostém 87 MPa, pevnost v tlaku za ohybu 5,7 MPa, nasákavost vody 1,5 % hmot. a obrusnost 0,3 cm^J cm .After the mixture solidified, the conglomerated marble showed a compressive strength of 87 MPa, a bending compressive strength of 5.7 MPa, a water absorption of 1.5% by weight. and abrasion 0.3 cm ^J cm.

Příklad 4 hmot. dílů pojivá tvořeného 7 hmot. díly 60% styrenakrylétové disperze kopolymeru styrenu, hexylakrylétu, metylakrylemldu, kyseliny akrylové a kyseliny metakrylové v hmot. poměru 44 : 51 s 1 : 2 : 2, 65 hmot. dílů portlandekého cementu (SPC 325) a .28 hmot. dílů vody bylo smíseno se 79 hmot. díly kameniva - mramoru frakce 0 až 63.Example 4 wt. parts of binder consisting of 7 wt. % by weight of a 60% styrene acrylate dispersion of a copolymer of styrene, hexyl acrylate, methylacrylemid, acrylic acid and methacrylic acid in wt. ratio of 44: 51 with 1: 2: 2, 65 wt. parts of Portland cement (SPC 325) and .28 wt. parts of water were mixed with 79 wt. parts of aggregate - marble fractions 0 to 63.

Konglomerát po 14 dnech tuhnuti vykazoval pevnost v tlaku prostém 96 MPa a pevnost v tlaku za ohybu 7,4 MPa.After 14 days of solidification, the conglomerate exhibited a compressive strength of 96 MPa and a bending compressive strength of 7.4 MPa.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Polymer-cement binder, in particular for the preparation of conglomerated stone on the basis of an acrylic and / or styrene-acrylic aqueous dispersion, fillers and optionally other additives, characterized in that it contains 4 to 15% by weight. % acrylic and / or styrene acrylic aqueous dispersions, 65 to 85 wt. 10 to 30 wt. % water and optionally up to 4 wt. additives from the group comprising natural and artificial inorganic and organic pigments, micronized limestone, the aqueous dispersions comprising 40 to 60 wt. % of acrylic copolymers composed of 43 to 52 wt. % of monoalkyl esters of acrylic acid having a number of carbon atoms in the alkyl group of 1 to 8, -44 to 56% by weight; % monoalkyl esters of methacrylic acid having a number of carbon atoms in the alkyl group of 1 to 4 and from 1 to 4 wt. % acrylic acid and / or methacrylic acid and / or styrene acrylic copolymers composed of 44 to 47 wt. % styrene, 47 to 51 wt. % monoalkyl esters of acrylic acid having a number of carbon atoms in the alkyl group of 1 to 8, 1 to 4 wt. methylacrylemld and 1 to 4% by weight of acrylic and / or methacrylic acid