PL170834B1 - Sposób wytwarzania wodoodpornego przylepcowego kleju wodno-dyspersyjnego - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania wodoodpornego przylepcowego kleju wodno-dyspersyjnego, którego głównym składnikiem jest kopolimer estru akrylowego ewentualnie w mieszaninie z polioctanem winylu ewentualnie z dodatkiem napełniaczy, żywic naturalnych i syntetycznych oraz innych środków pomocniczych, znamienny tym, że do dyspersji wodnej polimeru estru akrylowego ewentualnie w mieszaninie z polioctanem winylu, charakteryzujących się temperaturą zeszklenia poniżej -5°C, wprowadza się 5-50 części wagowych żywicy epoksydowej, ewentualnie modyfikowanej, w przeliczeniu na 100 części wagowych polimeru, oddzielnie emulguje się ciekły utwardzacz poliaminoamidowy, ewentualnie modyfikowany w wodnej dyspersji tego samego polimeru ewentualnie w wodzie a następnie w wodnej dyspersji polimeru stosując 20 do 100 części wagowych poliaminoamidu na 100 części wagowych żywicy epoksydowej, ewentualnie modyfikowanej przy czym do wodnej dyspersji polimerów z dodatkiem żywicy epoksydowej lub wodnej dyspersji zawierającej utwardzacz poliaminoamidowy lub do obydwu tych składników kleju wprowadza się do 30% wagowych w stosunku do łącznej ilości dyspersji polimerów w obydwu składnikach kleju - roztworu żywicy termoplastycznej, korzystnie kalafonii, w węglanie propylenu, ewentualnie z dodatkiem innego nietoksycznego rozcieńczalnika, przy czym stosunekwagowy żywicy termoplastycznej do węglanu propylenu wynosi od 1:1 do 1:10, a obydwa składniki kleju miesza się nie później niż na 8 godzin przed naniesieniem na materiały sklejane.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wodoodpornego kleju wodno-dyspersyjnego. Klej jest dwuskładnikowy i zawiera wielocząsteczkowe polimery jako główny składnik. Klej ten jest przeznaczony przede wszystkim do przyklejania wykładzin podłogowych z tworzyw sztucznych do podłoża betonowego, podłoża cementowego na przykład tynku, podłoża gipsowego lub drewna.

Spoiny klejowe wytworzone przy użyciu znanych klejów wodno-dyspersyjnych mają niedostateczną odporność na długotrwałe działanie wody.

Znany jest na przykład klej wodno-dyspersyjny firmy BASF, którego podstawowym składnikiem jest kopolimer estrów akrylowych pod nazwą handlową Acronal V-271.

170 834

Klej ten zawiera ponadto napełniacz, emulgator, znaczne ilości kalafonii w postaci roztworu toluenowego, a także inne substancje pomocnicze. Klej ten ma dobrą przyczepność przy łączeniu wykładzin podłogowych ze zmiękczonego polichlorku winylu, lecz wykazuje ograniczoną odporność na długotrwałe działanie wody.

W celu zwiększenia odporności powłok lakierowych na zmiany pogodowe, a więc także odporności na wodę, zastosowano w znanych sposobach dyspersje wodne kopolimerów akrylowych zawierających w cząsteczce grupy epoksydowe, iminowe lub amidowe.

W opisie patentowym europejskim nr 0 172 460 opisano dyspersję wodną kompozycji powłokowej, której składnikiem pierwszym jest kopolimer akrylowy zawierający grupy epoksydowe (produkt kopolimeryzacji estrów akrylowych, głównie akrylanu metylu i metakrylanu metylu oraz styrenu i metakrylanu glicydylcow^go), zaś składnikiem drugim jest wielocząsteczkowa alifatyczna dwuamina zawierająca wiązanie eterowe (o masie cząsteczkowej poniżej 5000).

W opisie patentowym USA nr 3 945 963 przedstawiono wodno-emulsyjną kompozycję powłokową z dodatkiem rozpuszczalnika, której składnikiem pierwszym jest kopolimer akrylowy zawierający grupy iminowe (produkt kopolimeryzacji estrów kwasu akrylowego, estrów kwasu metakrylowego, nienasyconych monomerów, na przykład styrenu, akrylonitrylu i węglowodorów nienasyconych z nienasyconymi kwasami karboksylowymi, w których następnie grupy karboksylowe w całości lub częściowo poddano reakcji z alkilenoiminą), a składnikiem drugim jest zdyspergowana w wodzie stała żywica epoksydowa o bardzo dużej masie cząsteczkowej (od 40 000 do 60 000).

W opisie patentowym USA nr 4 289 674 przedstawiono dyspersje wodne otrzymywane przez połączenie dyspersji wodnych kopolimerów akrylowych zawierających grupę amidową (otrzymanych przez kopolimeryzację rozpuszczalnikową N-metoksyakryloamidu lub N-metoksymetakryloamidu, nienasyconych kwasów karboksylowych i monomeru winylowego) ze zdyspregowanymi w wodzie stałymi żywicami epoksydowymi o dużych masach cząsteczkowych.

Z tego rodzaju znanych produktów składających się z substancji stałych, można uzyskiwać w temperaturze pokojowej sieciujące błony lakierowe lub klejowe tylko wówczas, jeżeli zawierają one rozpuszczalniki organiczne.

W opisach patentowych USA nr 3 578 548 i nr 3 785 972 opisano kleje do zastosowań budowlanych składające się z lateksów kopolimerów akrylowych i czynników zapewniających własności przylepcowe, a mianowicie żywic epoksydowych i utwardzaczy aminowych rozpuszczonych uprzednio w rozpuszczalnikach organicznych (w toluenie, ksylenie, metyloetyloketonie oraz w oleju mineralnym). Ponadto kleje takie zawierają środki powierzchniowo czynne oraz koloidy ochronne.

Zasadniczą wadą klejów przedstawionych w opisach amerykańskich jest obecność toksycznych rozpuszczalników, które działają szkodliwie nie tylko podczas stosowania kleju, lecz także podczas użytkowania pomieszczeń. Wprowadzone do klejów w dużych ilościach koloidy ochronne pogarszają odporność spoiny klejowej na wodę.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu wytwarzania wodoodpornych przylepcowych klejów bezrozpuszczalnikowych, które nadają się do sklejania materiałów nasiąkniętych wodą i które tworzą połączenia klejowe odporne na długotrwałe działanie wody. Dodatkowym celem było opracowanie sposobu wytwarzania takich klejów przy użyciu wodnych dyspersji typowych, nieskomplikowanych kopolimerów nie zawierających reaktywnych grup funkcyjnych z wyjątkiem ewentualnie niewielkiej zawartości grup karboksylowych ułatwiających uzyskanie trawłej dyspersji wodnej.

Nieoczekiwanie okazało się, że kleje przylepcowe o bardzo dobrej odporności spoiny klejowej na długotrwałe działanie wody, nadające się do klejenia materiałów wilgotnych na przykład mokrego lub świeżego (4-28 dniowego betonu), uzyskuje się przez zmieszanie kopolimeru estru akrylowego ewentualnie polimeru w mieszaninie z polimerem octanu winylu, które to polimery nie zawierają reaktywnych grup funkcyjnych z wyjątkiem ewentualnie grup karboksylowych i mają temperaturę zeszklenia poniżej -5°C, z ciekłą żywicą epoksydową i zastosowanie jako składnika utwardzającego oddzielnie zemulgowanego w

170 834 wodnej dyspersji polimeru lub w wodzie i następnie wodnej dyspersji polimeru małocząsteczkowego poliaminoamidu, który to składnik utwardzający dodaje się do składnika pierwszego zawierającego polimery i żywicę epoksydową nie później niż na 8 godzin przed zastosowaniem kleju, przy czym do pierwszego i drugiego składnika kleju wprowadza się roztwór żywicy termoplastycznej, zwłaszcza kalafonii, w węglanie propylenu, ewentualnie z dodatkiem innego nietoksycznego rozcieńczalnika, przy czym ilość roztworu żywicy termoplastycznej w węglanie propylenu wynosi do 30% wagowych w stosunku do łącznej ilości dyspersji polimerów w obydwu składnikach kleju. Stosunek wagowy żywicy termoplastycznej do węglanu propylenu wynosi od 1:1 do 1:10.

W szczególnych przypadkach do roztworu żywicy termoplastycznej w węglanie propylenu dodaje się roztwór dwuuretanu w mieszaninie glikolu i wody typu Collacral PU 85 (produkcji BASF AG, Niemcy) w proporcji od 0,1 do 3,0 w stosunku do żywicy termoplastycznej. Węglan propylenu jest związkiem wysokowrzącym i nietoksycznym a ponadto zostaje związany przez grupy aminowe utwardzacza. Jako dodatkowy rozcieńczalnik żywicy termoplastycznej obok węglanu propylenu korzystnie stosuje się chloroparafinę w proporcji od 0,1 do 3,0 w stosunku do węglanu propylenu.

Ilość poliaminoamidu wynosi od 20 do 100 części wagowych, korzystnie od 40 do 70 części wagowych, na 100 części żywicy epoksydowej. Ilość żywicy epoksydowej wynosi od 5 do 50 części wagowych, korzystnie od 10 do 30 części wagowych na 100 części wagowych dyspersji polimeru. Żywicę epoksydową korzystnie stosuje się w postaci zmodyfikowanej przez przyłączenie alifatycznej lub cykloalifatycznej aminy zawierającej pierwszorzędową lub drugorzędową grupę aminową, albo przez przyłączenie kwasu monokarboksylowego, korzystnie kwasu mlekowego, przy czym w reakcji przyłączenia bierze udział poniżej 5% grup epoksydowych.

Ciekłą emulsję utwardzacza poliaminoamidowego w wodzie lub w wodnej dyspersji kopolimeru korzystnie przygotowuje się z dodatkiem od 1 do 10 części wagowych kwasów monokarboksylowych szczególnie kwasu salicylowego lub kwasu mlekowego, zwłaszcza w postaci soli z alifatycznymi lub cykłoalifatycznymi aminami zawierającymi co najmniej jedną grupę aminową pierwszorzędową lub drugorzędową w cząsteczce. Udział polioctanu winylu w mieszaninie dyspersji wodnych kopolimeru akrylowego i polioctanu winylu nie przekracza 60% wagowych. Tak przygotowane kleje wykazują zdolność klejenia w temperaturach obniżonych do 1-15°C.

Po zmieszaniu obydwu składników kleju i naniesieniu kleju na podłoże, na przykład na beton lub tynk warstwa kleju klarownieje po upływie 10-30 minut i w ciągu następnych 20-60 minut wykazuje własności klejące w stosunku do materiałów przyklejanych na przykład płytek PCW pod wpływem nacisku tych materiałów na naniesioną i sezonowaną warstwę kleju. Po przyciśnięciu klejonych materiałów warstwa kleju stanowi spoinę klejową o wytrzymałości wstępnej wystarczającej do utrzymania przyklejonych materiałów w pozycji pionowej na przykład na ścianie.

Do otrzymanych według wynalazku klejów stosuje się w szczególnych przypadkach dodatek innych żywic termoplastycznych na przykład mocznikowych, węglowodorowych, kumaronowych, środków antyseptycznych, środków powierzchniowo-czynnych oraz napełniaczy.

Stosunkowo długi czas zdolności klejenia przez sezonowaną warstwę kleju jest bardzo korzystny dla użytkownika, przedstawia dużą dogodność w porównaniu z klejem typu Butapren.

Przykład I. Przygotowanie składnika A: do 100 g Epidianu 5 dodaje się stopniowo 600 g dyspersji wodnej kopolimerów akrylowych Acronal V-271 a następnie 60 g roztworu kalafonii rozpuszczonej w węglanie propylenu w proporcji wagowej 1:2. Przygotowanie składnika B: do 50 g małocząsteczkowego poliaminoamidu Versamid 125 dodaje się stopniowo 140 g wody, a następnie 150 g Acronalu 80 D. Składnik A ma lepkość 5600 mPas w 23°C według Brookfielda przy szybkości 100 obr./min. Składnik B ma lepkość 15200 mPas w 23°C według Brookfielda przy szybkości 100 obr./min. Po wymieszaniu składników A i B

170 834 w proporcji wagowej 10:5 klej łatwo się nakłada na beton. Naniesiona warstwa klaruje się w ciągu 15 minut, a przez następne 40 minut wykazuje własności przylepcowe (klejące pod naciskiem).

Przykład II. Przygotowanie składnika A: do 100 g Epidianu 5 dodaje się stopniowo 300 g Acronalu V-271 oraz 300 g Acronalu 80 D. Przygotowanie składnika B: do 50 g Versamidu 125 dodaje się 150 g wody a następnie 150 g Acronalu 80 D, a potem 80 g roztworu składającego się z 40 g węglanu propylenu, 20 g kalafonii i 20 g Collacralu PU 85. Po wymieszaniu składników A i B w proporcji 10:5 klej łatwo nakłada się na beton, klarownieje w ciągu 10 minut, a przez 50 minut wykazuje własności przylepcowe.

170 834

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania wodoodpornego przylepcowego kleju wodno-dyspersyjnego, którego głównym składnikiem jest kopolimer estru akrylowego ewentualnie w mieszaninie z polioctanem winylu ewentualnie z dodatkiem napełniaczy, żywic naturalnych i syntetycznych oraz innych środków pomocniczych, znamienny tym, że do dyspersji wodnej polimeru estru akrylowego ewentualnie w mieszaninie z polioctanem winylu, charakteryzujących się temperaturą zeszklenia poniżej -5°C, wprowadza się 5-50 części wagowych żywicy epoksydowej, ewentualnie modyfikowanej, w przeliczeniu na 100 części wagowych polimeru, oddzielnie emulguje się ciekły utwardzacz poliaminoamidowy, ewentualnie modyfikowany w wodnej dyspersji tego samego polimeru ewentualnie w wodzie a następnie w wodnej dyspersji polimeru stosując 20 do 100 części wagowych poliaminoamidu na 100 części wagowych żywicy epoksydowej, ewentualnie modyfikowanej przy czym do wodnej dyspersji polimerów z dodatkiem żywicy epoksydowej lub wodnej dyspersji zawierającej utwardzacz poliaminoamidowy lub do obydwu tych składników kleju wprowadza się do 30% wagowych w stosunku do łącznej ilości dyspersji polimerów w obydwu składnikach kleju - roztworu żywicy termoplastycznej, korzystnie kalafonii, w węglanie propylenu, ewentualnie z dodatkiem innego nietoksycznego rozcieńczalnika, przy czym stosunek wagowy żywicy termoplastycznej do węglanu propylenu wynosi od 1:1 do 1:10, a obydwa składniki kleju miesza się nie później niż na 8 godzin przed naniesieniem na materiały sklejane.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że żywicę epoksydową modyfikuje się przez przyłączenie alifatycznej lub cykloalifatycznej aminy lub aminoalkoholu, lub kwasu monokarboksylowego, które wprowadza się w ilości od 2 do 20 części wagowych na 100 części wagowych żywicy epoksydowej.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciekły utwardzacz poliaminoamidowy modyfikuje się dodatkiem kwasów monokarboksylowych szczególnie kwasu salicylowego lub kwasu mlekowego albo ich soli z aminami alifatycznymi lub cykloalifatycznymi, które to dodatki modyfikujące wprowadza się do poliaminoamidu, jego emulsji w wodzie lub dyspersji polimeru w ilości 1-10 części wagowych na 100 części wagowych poliaminoamidu.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do roztworu żywicy termoplastycznej w węglanie propylenu dodaje się roztwór dwuuretanu w mieszaninie glikolu i wody w proporcji od 0,1 do 3,0 w stosunku do żywicy termoplastycznej.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako dodatkowy rozcieńczalnik żywicy termoplastycznej stosuje się chloroparafinę w proporcji wagowej od 0,1 do 3,0 w stosunku do węglanu propylenu.