PL175562B1

PL175562B1 - Wodna, niecementowa kompozycja klejąca

Info

Publication number: PL175562B1
Application number: PL93300833A
Authority: PL
Inventors: Ci Xiaohong
Original assignee: Rohm & Haas
Priority date: 1992-10-23
Filing date: 1993-10-22
Publication date: 1999-01-29
Also published as: EP0594321B1; FI934687A7; HU9303008D0; HUT66492A; EP0594321A1; CZ222993A3; PL300833A1; ATE149550T1; HK1001063A1; FI934687A0; NO933751D0; SK113993A3; IL107176A0; GR3022746T3; SI9300560A; FI934687L; DE69308459T2; NO933751L; DE69308459D1; AU4878893A

Abstract

1 Wodna, niecementowa kompozycja klejaca zawierajaca lateksowy polimer blonotwórczy o charakterze anionowym i ewentualnie rozpuszczalny w wo- d zie lub dyspergowalny w wodzie zwiazek lub kompleks metalu wielowartosciowego, znamienna tym, ze zawiera lateksowy polimer blonotwórczy o charakterze anionowym, 2) 0,1 do 20 % w ag w stosunku do calkowitego ciezaru skladników 1) i 2) rozpuszczalnego lub dyspergowalnego w wodzie polimeru zawierajacego wiele aminowych grup funkcyjnych, wytworzonego z mieszaniny monomerów zawierajacej co najmniej 20 % wag monomeru z grupami aminowymi lub iminowymi wybranego sposród a) eterów lub sulfidow aminoalkilowo-wmylowych, w których grupy alkilowe moga miec lancuchy proste lub rozgalezione i maja od dwóch do trzech ato- mow wegla i w których atom azotu moze byc pierwszorzedowy, drugorzedowy lub trzeciorzedowy, b) akryloamidu lub estrów akrylowych o wzorze 2 , w którym R oznacza H lub CH3, n oznacza 0 lub 1 , X oznacza O lub N(H), kiedy n oznacza 0, A oznacza O(CH2)x, gdzie x oznacza2 do 3, lub (O-alkilen)y, gdzie (O-alkilen)y oznacza grupe pohoksyalkilenow a o ciezarze czasteczkowym w zakresie od 88 do 348, w której pojedyncze rodniki alkilenowe sa takie same lub rózne 1 oznaczaja albo rodnik etylenowy albo propylenowy, a kiedy n oznacza 1, A oz- nacza grupe alkilenowa zawierajaca 2 do 4 atomów wegla; R oznacz 1 Wodna, niecementowa kompozycja klejaca zawierajaca lateksowy polimer blonotwórczy o charakterze anionowym 1 ewentualnie rozpuszcza- lny w wodzie lub dyspergowalny w wodzie zwiazek lub kompleks metalu wielowartosciowego, znamienna tym , ze zawiera R ° oznacza H, fenyl, benzyl, metylobenzyl, cykloheksyl lub ( C 1-C 6)alkil, c) N-akryloksyalkilo-oksazolidyn i N-akryloksyalkilotetrahydro-1 ,3-oksazyn o wzorze 3, w którym R oznacza H lub CH 3, m oznacza 2 lub 3 , R ' kiedy me jest bezposrednio polaczony z R 2 , oznacza wodór, fenyl, benzyl lub grupe ( C 1-C 12 )alkilowa, R 2 , kiedy nie jest bezposrednio polaczony z R', oznacza wodór lub grupe (C 1-C 4)alkilowa, R 'i R 2 , kiedy sa polaczone ze soba bezposrednio, tworza grupe pentametylenowa lub tetrametylenowa, a A ' oznacza O (CmH2m)- lub (O -alkilen)n, przy czym ( O - alkden)n oznacza grupe poli(oksyalkilenowa) o ciezarze czasteczkowym w zakresie od 88 do 348, w której pojedyncze rodniki alkilenowe sa takie same lub rozne 1 oznaczaja albo etylen albo propylen, d) akryloksy-ketoimin i akryloksyaldimin o wzorach 5 1 6, w których R oznacza H lub C H 3, Q oznacza grupe o wzorach 1, 7 lub 8, R6 oznacza H lub moze oznaczac metyl w jednej jednostce C H R 6, R 5 oznacza ( C 1- C 12)alkil lub cykloheksyl, R 4 oznacza ( C 1- C 12)alkil lub cykloheksyl, PL

Description

Przedmiotem wynalazkujest wodna, niecementowa kompozycj a klej qca. W szczególnosci wynalazek dotyczy wiqzqcego, bezcementowego kleju wodnego, który zapewnia wczesnq sil? kohezji i adhezji.

Zewn?trzne uklady izolacyjne i wykoùczajqce (“EIFS”) sq wielowarstwowymi ukladami kompozytowymi, instalowanymi na zewnqtrz budynków i innych konstrukcji stojqcych na wolnym powietrzu, w celu izolacji, zabezpieczenia i w celach dekoracyjnych. Zewn?trzne powierzchnie budynków lub innych konstrukcji znajdujqcych si? na wolnym powietrzu mogq byc zbudowane z betonu, bloków zuzlowych, kamienia, cegiel, drewna, plyt gipsowych itp. Na zewn?trznq powierzchni? budynku lub innej konstrukcji stojqcej na wolnym powietrzu naklada si? warstw? materialu, zwykle w postaci litej lub spienionej plyty z materialu, takiego jak na przyklad spieniony i wytloczony polistyren i pokrywa si? powlokq podkladowq wzmocnionq siatkq, a nast?pnie powlokq nawierzchniowq.

Warstwa podkladowa daje ukladowi odpornosc na wplywy atmosferyczne, elastycznosc, odpornosc na obciqzenia dynamiczne, wytrzymalosc mechanicznq i wytrzymalosc na uderzenia. Powloka nawierzchniowa dostarcza powierzchni ukladu cech estetycznych, takich jak na przyklad barwa i faktura ozdobna.

Jezeli nie stosuje si? mechanicznego sposobu umocowania, wówczas do polqczenia warstwy materialu z zewn?trznqpowierzcbniqbudynku lub innej konstrukcji stojqcej na wolnym powietrzu potrzebny jest klej. Klej moze zawierac lub moze nie zawierac cementu. Zarówno w przypadku klejów zawierajqcych cement, jak i klejów nie zawierajqcych cementu, napotyka si? na problemy.

Tlenek wapnia, krzemionka, tlenek glinu i tlenek zelaza, w odpowiednich proporcjach, w wysokiej temperaturze lqczq si? chemicznie, tworzqc kompozyt cementu hydraulicznego. Kiedy cement hydrauliczny kontaktuje si? z wodq, jego skladniki zaczynajq si? uwadniac i zestalac z twardq substancj?, typowo w ciqgu jednej do trzech godzin. W zwiqzku z tym dopuszczalny okres stosowania takich klejów zawierajqcych cement, pozostajqcych jeszcze w stanie cieklym, jest krótki. Wykonawcy robot budowlanych stosujqc kleje zawierajqce cement muszq odrzucac kazdy nieuzyty material, poniewaz po zestaleniu si? w twardq substancj? nie b?dzie on nadawal si? do uzytku, zwykle po uplywie mniej niz okolo 5 godzin. Prowadzi to do znacznych strat.

Problemu strat mozna uniknqc przez zastosowanie klejów cementowych. Jednakze tradycyjne kleje bezcementowe charakteruzuje slaba poczqtkowa adhezja i poczqtkowa kohezja, poniewaz brak im sily adhezji i kohezji dostarczanych przez cement. W tym przypadku czas schni?cia moze wynosic kilka dni w zaleznosci od warunków otoczenia. Problem ten ponadto pogarsza fakt, ze warstwa materialu naniesionego na zewn?trznq powierzchni? budynku lub innej

175 562 konstrukcji znajdujqcej si? na wolnym powietrzu jest typowo materialem hydrofobowym, takim jak pianka polistyrenowa, który utrudnia ruch wody na zewnqtrz nalozonego warstwami zewn?trznego ukladu wykonczajqcego. Dopóki zewn?trzny uklad wykoùczajqcy nie zestali si?, klej nie ma wystarczajqcej sily kohezji i adhezji, aby polqczyc warstw? materialu z zewn?trznq powierzchniq budynku lub innej konstrukcji stojqcej na wolnym powietrzu. Stwarza to problem zwlaszcza na terenach, gdzie materialy moglyby si? rozdzielac lub gdzie klimat jest zimny i mokry lub wilgotny.

Wykonawcy robót budowlanych zazwyczaj instalujqEIFS w warstwach na miejscu pracy i efektywnosc instalowania jest ograniczona przez czas, jakiego wymaga kazda warstwa lub powloka, azeby zestalic si? lub wyschnqc.

Z europejskiego zglodzenia patentowego nr 0455379, które dotyczy sposobu poprawiania wiqzania powlok uszczelniajqcych nakladanych na podloze, takie jak np. sciany lub dach budynku, znana jest kompozycja wiqzqca, nie zawierajqca cementu, a oparta na polimerze o charakterze anionowym w postaci leteksu i zawierajqca równiez jony metalu wielowartosciowego pochodzqce od jego kompleksów lub soli. W sposobie wedlug cytowanego opisu takq kompozycj?, która stanowi srodek klejqcy naklada si? na podloze pod powlok? uszczelniajqcq.

Kompozycja klejqca wedlug wynalazku oparta jest równiez na polimerze o charakterze anionowym i zawiera kompleks lub zwiqzek metalu wielowartosciowego, zawiera jednakze równiez dodatkowe skladniki, jak przedstawione ponizej, nie stosowane dotychczas w takich bezcementowych kompozycjach klejqcych.

Kompozycja wedlug wynalazku zawiera

1) lateksowy polimer blonotwórczy o charakterze anionowym;

2) 0,1 do 20% wag. w stosunku do calkowitego ci?zaru skladników 1) i 2) rozpuszczalnego lub dyspergowalnego w wodzie polimeru zawierajqcego wiele aminowych grup funkcyjnych, wytworzonego z mieszaniny monomerów zawierajqcej co najmniej 20% wag. monomeru z grupami aminowymi lub iminowymi wybranego sposród:

a) eterów lub sulfidów aminoalkilowo-winylowych, w których grupy alkilowe mogq miec laùcuchy proste lub rozgal?zione i majqod dwóch do trzech atomów w?gla i w których atom azotu moze byc pierwszorz?dowy, drugorz?dowy lub trzeciorz?dowy,

b) akryloamidu lub estrów akrylowych o wzorze 2, w którym

R oznacza H lub CH3;

n oznacza 0lub 1 ;

X oznacza O lub N(H);

kiedy n oznacza O, A oznacza O(CH₂)_X, gdzie x oznacza 2 do 3, lub (O-alkilen)_y, gdzie (O-alkilen)_y oznacza grup? polioksyalkilenowq o ci?zarze czqsteczkowym w zakresie od 88 do 348, w której pojedyncze rodniki alkilenowe sq takie same lub rózne i oznaczajqalbo rodnik etylenowy albo propylenowy; a kiedy n oznacza 1, A oznacza grup? alkilenowq zawierajqcq 2 do 4 atomów w?gla;

R* oznacza H, metyl lub etyl;

R° oznacza H, fenyl, benzyl, metylobenzyl, cykloheksyl lub (C_rC₆)alkil;

c) N-akryloksyalkilo-oksazolidyn i N-akryloksyalkilotetrahydro-1,3-oksazyn o wzorze 3, w którym

R oznacza H lub CH3; m oznacza 2 lub 3;

R', kiedy nie jest bezposrednio polqczony z R², oznacza wodór, fenyl, benzyl lub grup? (C_rC₁₂)alkilowq;

R2, kiedy nie jest bezposrednio polqczony z R', oznacza wodór lub grup? (C1-C4)alkilowq;

R' i R2, kiedy sqpolqczone ze sobqbezposrednio, tworzq grup? pentametylenowqlub tetrametylenowq; a

A' oznacza O(C_mH2m)- lub (O-alkilen)_n, przy czym (O-alkilen)_n oznacza grup? poli(oksyalkilenowq) o ci?zarze czqsteczkowym w zakresie od 88 do 348, w której pojedyncze rodniki alkilenowe sq takie same lub rózne i oznaczajq albo etylen albo propylen;

175 562

d) akryloksy-ketoimin i akryloksyaldimin o wzorach 5 i 6, w których

R oznacza H lub CH3;

Q oznacza grupp o wzorach 1, 7 lub 8;

R⁶ oznacza H lub moze oznaczac metyl w jednej jednostce CHR⁶;

R⁵ oznacza (CpCJalkil lub cykloheksyl;

R⁴ oznacza (C₁-C₁₂)alkil lub cykloheksyl;

R3 oznacza fenyl, chlorowcofenyl, (Ci-C₁₂)alkil, cykloheksyl lub (C.-CJalkoksyfenyl;

A oznacza (C_rCi₂)alkilen;

A°, B i D oznaczajq takie same lub rózne grupy oksyalkilenowe o wzorze -OCH(R⁷)-CH(R⁷)-, w którym R7 oznacza H, CH₃ lub C2H5;

x oznacza 4 lub 5;

n° oznacza liczbp calkowitq o wartosci 1 do 200; n' oznacza liczbp calkowitq o wartosci 1 do 200; i n' oznacza liczbp calkowitqo wartosci 1 do 200; a suma n°-1, n'-1i n' '-2 ma wartosc 2 do 200;

3) lotnq zasadp w ilosci, przy której pH kompozycji wzrasta do wystarczajqco wysokiego poziomu, przy którym zasadniczo wszystkie aminowe grupy funkcyjne w polimerze okreslonym w punkcie 2) znajdujq sip w stanie niezajonizowanym; i ewentualnie

4) 0,5 do 10% wag. w odniesieniu do czpsci staìych polimeru rozpuszczalnego w wodzie lub dyspergowalnego w wodzie zwiqzku lub kompleksu metalu wielowartosciowego.

Korzystna kompozycja zawiera zwiqzek lub kompleks metalu wielowartosciowego, którym korzystnie jest cynk.

Korzystnie jako polimer rozpuszczalny lub dyspergowalny w wodzie zawierajqcy grupy aminowe stosuje sip polimer wytworzony z mieszaniny monomerów zawierajqcej co najmniej 50% wagowych monomeru zawierajqcego aminowe lub iminowe grupy funkcyjne.

Korzystnie, monomerem zawierajqcym aminowe grupy funkcyjne jest N-akryloksyalkilo-oksazolidyna.

Korzystnie jako lotnq zasadp kompozycja zawiera amoniak.

Wynalazek rozwiqzuje problemy napotykane przy stosowaniu tradycyjnych klejów zawierajqcych cement i klejów bezcementowych. Bezcementowa kompozycja klejqca wedlug wynalazku jest szybkowiqzqca, zapewnia dobrq, lepszq niz uzyskiwana dotychczas, silp adhezji i kohezji w dowolnych warunkach utwardzania, moze byc w pelni wykorzystana i nie daje bezuzytecznych odpadów. Kompozycja wedlug wynalazku jest szczególnie przydatna jako klej stosowany w zewnptrznych ukladach izolacyjno-wykoùczeniowych.

Wodna kompozycja klejowa wedlug wynalazku jest “bezcementowa”, co oznacza, ze kompozycja jest calkowicie wolna od cementu.

Wodna kompozycja klejowa wedlug wynalazku daje wczesnq silp adhezji i kohezji w dowolnych warunkach utwardzania.

Stosowany w niniejszym opisie, termin “wczesny” odnosi sip do okresu, kiedy kompozycja wodna jest jeszcze mokra.

Termin “sila kohezji”, stosowany w niniejszym opisie, odnosi sip do sil spójnosci wewnptrznej materialu.

Termin “sila adhezji”, stosowany w niniejszym opisie, odnosi sip do sily przylegania materialu do podloza i sily lqczenia powierzchni ze sobq. Wodna kompozycja klejqca wedlug wynalazku nadaje sip do stosowania nawet w tak ekstremalnych warunkach jak chlód i duza wilgotnosc powietrza.

Termin “temperatura zeszklenia” lub “T_z”, jak stosowany w niniejszym opisie, oznacza temperaturp zeszklenia polimeru, którqwyliczono za pomocqrównania Foxa (Bulletin of American Physics Society 1,3, strona 123 (1956)):

175 562

Dla kopolimerów wji w₂ odnoszq si? do frakcji wagowych dwóch komonomerów, a T_z(1) i T_z(2) odnoszq si? do temperatur zeszklenia dwóch odpowiadajqcych im homopolimerów. Blonotwórczy polimer lateksowy.

Kompozycja wodna wedlug wynalazku zawiera blonotwórczy polimer lateksowy o charakterze anionowym. Termin “lateks”, stosowany w niniejszym opisie, odnosi si? do nierozpuszczalnego w wodzie polimeru, który mozna wytworzyc stosujqc tradycyjne techniki polimeryzacji, takie jak na przyklad polimeryzacja emulsyjna. Polimer lateksowy wytwarza si? z dowolnego monomeru lub mieszaniny monomerów, które dajq nierozpuszczalny w wodzie polimer lateksowy, który w warunkach stosowania b?dzie tworzyl blon?.

Tz polimeru lateksowego jest ograniczana jedynie przez poszczególne zastosowania, do których kompozycja klejowa ma byc uzyta. Na przyklad, jezeli klej ma byc nanoszony na wolnym powietrzu w gorqcqletniqpogod?, wtedy kompozycj? polimeru lateksowego mozna wybrac tak, aby uzyskac Tz wi?kszq niz jezeli klej ma byc nanoszony na wolnym powietrzu w zimnapogod? zimowq. Równiez, na przyklad, jezeli powloka ma byc nakladana na wolnym powietrzu w goracajetniqpogod?, wtedy kompozycj? polimeru lateksowego mozna wybrac tak, aby uzyskac Tz wi?kszqrnz jezeli powloka ma byc nakladana na wolnym powietrzu w zimnqpogod? zimowq. Zazwyczaj plimer lateksowy ma Tz od okolo -50°C do okolo 50°C. Powloka zawierajqca polimer lateksowy, majqcy Tz ponizej -50°C jest zazwyczaj nieprzydatna, poniewaz jest za mi?kka i brak jej wystarczajqcej sily, zeby dzialac jako klej lub jest za mi?kka i ma za duzq lepkosc do stosowania jako powloka.

Powloka zawierajqca polimer lateksowy, majqcy T_z powyzej 50°C jest zazwyczaj nie przydatna, poniewaz jest za twarda, zeby tworzyc blonk? nawet w temperaturach wyzszych niz temperatura otoczenia.

Korzystne sqpolimery o Tz od okolo -15°C do okolo 10°C. Najbardziej korzystne polimery majqTz od okolo -10°C do okolo 5°C.

Wynalazek mozna równiez realizowac praktycznie stosujqc polimery o bardziej zlozonej morfologii, takie jak czqstki typu “rdzeh-powloka”. Takie polimery o zlozonych morfologiach zwykle wykazujqkilka Tz i mogq wykazywac wartosc Tz znajdujqcq si? poza zakresem od okolo -50°C do okolo 50°C, jako jednq z kilku Tz, jednakze srednia lub efektywna Tz polimeru musi znajdowac si? w zakresie od okolo -50°C do okolo 50°C.

Anionowy charakter blonotwórczego polimeru lateksowego uzyskuje si? jednq z kilku metod, najcz?Sciej stosowanq jest zastosowanie anionowych srodków powierzchniowo czynnych lub dyspergatorów jako stabilizatorów podczas polimeryzacji emulsyjnej lub dodanie ich do emulsji po polimeryzacji. Niejonowe srodki powierzchniowo czynne mogqrówniez wyst?powac w lateksie podczas lub po polimeryzacji tych anionowo stabilizowanych lateksów.

Wsród przydatnych srodków powierzchniowo czynnych i dyspergatorów znajdujqsi? sole kalafonii tluszczowej i kwasów naftenowych, produkty kondensacji kwasu naftalenosulfonowego i formaldehydu o niskim ci?zarze czqsteczkowym, polimery i kopolimery karboksylowe o odpowiedniej równowadze hydrofilowo-lipofilowej, siarczany wyzszych alkili, takie jak laurylosiarczan sodowy, alkiloarylosulfomany, takie jak dodecylobenzenosulfonian, izopropylobenzenosulfoniany sodowe lub potasowe lub izopropylonaftalenosulfoniany sodowy lub potasowy; sulfobursztyniany, takie jak dioktylosulfobursztynian sodowy, wyzszo alkilosulfobursztyniany metali alkalicznych, na przyklad oktylosulfobursztynian sodowy, N-metylo-N-palmitoilotaurynian sodowy, oleiloizetionian sodowy, alkiloarylopolietoksyetanolosiarczany lub alkiloarylopolietoksyetanolosulfoniany metali alkalicznych, na przyklad t-oktylofenoksy-polietoksyetylosiarczan sodowy majqcy 1do 5 jednostek oksyetylenowych i rózne inne dobrze znane anionowe srodki powierzchniowo czynne i dyspergatory.

Innym typem polimeru lateksowego, majqcego charakter anionowy, jest polimer uzyskany w wyniku wlqczenia do niego malych ilosci grup kwasowych, które mogq wyst?powac w postaci soli, takich jak sole metali alkalicznych lub amonowe.

175 562

Przykladami takich grup kwasowych sq grupy pochodzqce od fragmentów wprowadzonego inicjatora, kwasu maleinowego, kwasu winylosulfonowego, kwasu krotonowego, kwasu akrylowego, kwasu metakrylowego, kwasu itakonowego i podobne.

Trzecim przydatnym typem polimeru lateksowego, maj qcego charakter anionowy, jest polimer lateksowy obejmujqcy mery pochodzqce od monomeru zasadowego, który zobojptniono, takiego jak na przyklad akryloamid, metakryloamid i podobne.

Polimer lateksowy moze miec wipcej niz jeden typ charakteru anionowego.

Polimer lateksowy o charakterze anionowym mozna wytwarzac stosujqc znane procedury, które sq opublikowane w tekstach na ten temat, takich jak Emulsion Polymerization: Theory and Practice, napisany przez D.C. Blackley’a, wydany przez Wiley’aw 1975 ri “Emulsion Polymerization”, napisany przez F. A. Bovey’a i innych, wydany przez Interscience Publishers w 1965 roku.

Zazwyczaj polimerem lateksowymjest polimer lub kopolimer wytworzony z monomerów. takich jak akrylan metylu, akrylan etylu, akrylan butylu, akrylan 2-etyloheksylu, akrylan decylu, metakrylan metylu, metakrylan etylu, metakrylan butylu, styren butadien, etylen, octan winylu, ester winylowy kwasu “Versatic” (trzeciorzpdowy kwas monokarboksylowy o dlugosci lancucha C9, C₁₀ i C_n, ester winylowy kwasu “Versatic” jest równiez znany jako ‘vinyl versatate), chlorek winylu, winylopirydyna, chlorek winylidenu, akrylonitryl, chloropren, kwas akrylowy, kwas metakrylowy, kwas itakonowy, kwas maleinowy i kwas fumarowy. Korzystne sqpolimery i kopolimery z monomerów α, β-etylenowo nienasyconych i ich estrów, zwlaszcza z estrów kwasu akrylowego i metakrylowego, i korzystnie wytwarza sip je sposobami podanymi w publikacji “Emulsion Polymerization of Acrylic Monomers” wydanej w majq 1966 przez Rohm and Hass Company, Philadelphia, Pennsylvania. Polimer zawierajqcy grupy aminowe.

Kompozycja wodna wedlug wynalazku zawiera polimer z grupami aminowymi, wytworzony z udzialu co najmniej 20% wagowych monomeru zawierajqcego aminowe lub iminowe grupy funkcyjne. Korzystny jest polimer, w którym co najmniej 50% wagowych merów pochodzi z monomeru zawierajqcego aminowe grupy ùnkcyjne. Korzystnie, sredni cipzar czqsteczkowy rozpuszczalnego w wodzie lub dyspergowalnego w wodzie polimeru, zawierajqcego grupy aminowe wynosi od okolo 5000 do okolo 100 000.

Do monomerów zawierajqcych aminowe lub iminowe grupy funkcyjne nalezq:

a) Etery lub sulfidy aminoalkilowo-winylowe, w których grupy alkilowe mogajniec labcuchy proste lub rozgalpzione i majq od dwóch do trzech atomów wpgla i w których atom azotu moze byc pierwszorzpdowy, drugorzpdowy lub trzeciorzpdowy.

W tym ostatnim przypadku, jeden z pozostalych atomów wodoru moze byc podstawiony przez grupp alkilowq, hydroksyalkilowq lub alkoksyalkilowq, przy czym grupy (czpsci) alkilowe mogqmiec jeden do czterech atomów wpgla, korzystnie tylko jeden atom wpgla.

Konkretne przyklady obejmujq: eter β-aminoetylowo-winylowy, sulfid β-aminoetylowo-winylowy, eter lub sulfid N-monometylo-e-aminoetylowowinylowy; eter lub sulfid N-monoetylo-e-aminoetylowowinylowy; eter lub sulfid N-monobutylo-e-aminoetylowowinylowy; i eter lub sulfid N-monometylo-3-aminopropylowowinylowy.

b) Akryloamid lub estry akrylowe o wzorze 2, w którym R, n, X, A, R* i R° majq wyzej okreslone znaczenia.

Przyklady zwiqzków o wzorze 2 obejmujq: akrylan dimetyloaminoetylu lub metakrylan dimetyloaminoetylu; akrylan lub metakrylan β-aminoetylu; Ν-β-aminoetyloakryloamid lub Ν-β-aminoetylometakryloamid; N-(monometyloaminoetylo)-akryloamid lub N-(monometyloaminoetylo)-metakryloamid; akrylan lub metakrylan N-(mono-n-butylo)-4-aminobutylu; metakryloksyetoksyetyloaminp i akryloksypropoksypropyloaminp.

c) N-akryloksyalkilo-oksazolidyny i N-akryìoksyalkilotetrahydro-1,3-oksazyny o wzorze 3, w którym R, m, R', R2 i A' majq wyzej okreslone znaczenia;

Zwiqzki o wzorze 3 mogq w róznych warunkach hydrolizowac do amin drugorzpdowych. W wyniku hydrolizy powstajq produkty o wzorze 4.

175 562

Zwiqzki o wzorze 3 opisano w zgloszeniach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 3 037 006 i 3 502 627, a kazdy z ujawnionych w nich zwiqzków monomerycznych moze byc uzyty do wytwarzania kopolimerów stanowiqcych skladnik kompozycji wedlug wynalazku.

Do przykladów zwiqzków o wzorze 3 nalezq: metakrylan oksazolidynyloetylu; akrylan oksazolidynyloetylu;

3-(y-metakrylo-oksypropylo)-tetrahydro-1,3-oksazyna;

3-(3-metakryloksyetylo)-2,2-pentametylo-oksazolidyna;

3-|3-metakryloksyetylo-2-metylo-2-propylooksazolidyna;

N-2-(2-akryloksyetoksy)etylo-oksazolidyna;

N-2-(2-metakryloksyetoksy)etylo-oksazolidyna;

N-2-(2-metakryloksyetoksy)etylo-5-metylo-oksazolidyna;

N-2-(2-akryloksyetoksy)etylo-5-metylo-oksazolidyna;

3-[2-(2-metakryloksyetoksy)etylo)]-2,2-pentametyleno-oksazolidyna

3-[2-(2-metakryloksyetoksy)etylo)]-2,2-dimetylo-oksazolidyna;

3-[2-(metakryloksyetoksy)etylo)]-2-fenylo-oksazolidyna.

d) Akryloksy-ketoiminy i alny loksyaldimind o wzorach 5 i6, w któiych R, Q, R⁶ , R⁵, R⁴, R³, A, A°, B i D, x, n, n°, n' i n'' majq wyzej okreslyne znaczenia.

Zwiqzkami przykladowymi o wzorach 5 i 6 sq: metakrylan 2-(4-(2,6-dimetyloheptylideny)-amino)-etylu; metakrylan 3 -(2-(4-metylopentylideno)-aminy)-propylu; metakrylan β-(benzylidenoaminy)-etylu;

metakrylan 3 -(2-(4-metylypentylideny)-aminy)-etylu; akrylan 2-(4-(2,6-dimetyloheptylideny)-aminy)-etylu; metakrylan ldRcyklopentylideno-ammokdodecylu;

N-( 1,3 -dimetylybutylideno)-2-(2-metakryloksyetoksy)-etylyamina N-(benzylideny)-metakrylyksyetoksyetyl5amina; N-(1,3-dimetylobutylideno)-2-(2-akryloksyetoksy)-etyloamina; N-(benzylideno)-2-(2-akryloksyetoksy)etylyamma.

Zwiqzki o wzorach 5 i 6 hydrolizujqw kwasnym, obojetnym lub alkalicznym srodowisku wodnym wytwarzajqc odpywiednie aminy pierwszorzςdywe lub ich sole, w których grupa -N=Q z wzorów 5 i 6 staje sie grupq-NH2, aO = Q. Zwiqzki o wzorach 5 i 6 opisano w zgloszeniach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 3 037 969 i 3 497 485, a kazdy z ujawniynych w nich zwiqzków monomerycznych mozna zastysσwaC przy wytwarzaniu kopolimerów do uzycia w rozpuszczalnej w wodzie czesci polimerowej kompyzy6ji wedlug wynalazku.

Korzystna grupa polimerów zawierajqcych grupy aminowe stosowanych w kompozycji wedlug wynalazku jest rozpuszczalna w wodzie. Przez rozpuszczalnosc w wodzie rozumie si?, ze polimer jest calkowicie rozpuszczalny albo w postaci wolnej zasady, albo obojetny albo soli. Rozpuszczalnosc korzystnie wystepuje w calym zakresie pH, zwlaszcza w zakresie okolo 4 do 10. Polimery stanowiqce mniej korzystnq grupe rozpuszczalnych w wodzie polimerów zawierajqcych grupy aminowe sq zazwyczaj nierozpuszczalne przy wysokim pH i rozpuszczalne lub czesciywo rozpuszczalne przy kwasowych wartosciach pH, zwlaszcza w zakresie pH od okolo 4 do okolo 7.

Przez czeSciowq rozpuszczalnosc rozumie si? zarówno sytuacje, w której czesc polimeru rozpuszcza sie w wodzie, jak równiez takq, w której caly polimer rozpuszcza sie ^w postaci miceli lub agregatów pojedynczych czqstek, zwykle w postaci agregatów w wysokim stopniu spec/nionych wodq. Te ostatnie czesto nazywa sie roztworami koloidalnymi.

Korzystnie, przewazajqca czesc polimeru jest rozpuszczalna przy wartosciach pH ydpywiadajqcych roztworem kwasnym.

Rozpuszczalne w wodzie polimery zawierajqce grupy aminowe, które mogq stanowic skladnik kompozycji wedlug wynalazku obejmujq zarówno polimery calkowicie rozpuszczalne jak i czesciywo rozpuszczalne jak opisane bezpoSredniy powyzej.

175 562

Przydatnq lecz jeszcze mniej korzystnqgrupqpoliimerów zawierajqcych grupy aminowe sq polimery nierozpuszczalne w wodzie i, jak zauwazono ponizej, majqce ci?zar czqsteczkowy odpowiadajqcy dolnemu krabcowi zakresu dla odpowiedników rozpuszczalnych w wodzie.

Nierozpuszczalne w wodzie polimery zawierajqce grupy aminowe spelniajq t? samq funkcj? co polimery rozpuszczalne w wodzie. Kiedy polimery rozpuszczalne w wodzie zast?puje si? polimerami nierozpuszczalnymi w wodzie, to poczqtkowa sila kohezji stabilizowanych amionowo polimerów lateksowych poprawia si?; jednakze poprawa ta zazwyczaj nie jest tak duza jak uzyskana przy uzyciu polimerów rozpuszczalnych w wodzie.

Zazwyczaj polimery zawierajqce grupy aminowe o co najmniej 20% wagowych merów pochodzqcych od monomerów rodzaju a), b), c), d) opisanych powyzej mozna wytworzyc przez polimeryzacj? w roztworze w srodowisku wodnym albo oboj?tnym albo alkalicznym albo kwasnym w zaleznosci od zapotrzebowania na poszczególny polimer. Zwykle polimeryzacj? prowadzi si? w srodowisku wodnym zawierajqcym niewielkq ilosc kwasu, albo organicznego, albo nieogranicznego, takiego jak kwas octowy albo kwas solny. Polimery zawierajqce grupy aminowe obejmujq kopolimery z do 80% wagowych jednego lub wi?cej monomerów', takich jak akrylan metylu, akryloamid, metakryloamid, i czwartorz?dowe sole amoniowe pochodzqce od monomerów aminowych, takie jak chlorek 2-metakryloksyetylotrimetyloamoniowy. Do wytwarzania polimerów rozpuszczalnych w wodzie mozna równiez uzyc niewielkich ilosci stosunkowo nierozpuszczalnych komonomerów.

Polimery nierozpuszczalne mogq zawierac duze ilosci merów pochodzqcych od tych komonomerów. Takie monomey obejmujq, przykladowo, estry kwasu akrylowego i (CfCjg) alkoholi oraz estry kwasu metakrylowego i alkoholi majqcych 1 do 18 atomów w?gla, zwlaszcza (C^) alkanoli; styren; winylotoluen, octan winylu, chlorek winylu, chlorek winylidenu, podstawione styreny, butadien, podstawione butadieny, etylen; oraz nitryle i amidy kwasu akrylowego lub metakrylowego. Poszczególny komonomer lub komonomery uzyte do wytwarzania danego polimeru zawierajqcego aminowe zalezq od ilosci monomeru zawierajqcego grupy aminowe, zastosowanego do wytwarzania kopolimeru. Korzystnie do wytwarzania polimerów rozpuszczalnych w wodzie stosuje si? wylqcznie komonomer o stosunkowo wysokiej rozpuszczalnosci w wodzie. Zatem polimerami tymi sqpolimery lub kopolimery wytworzone z kationowych i ewentualnie niejonowych monomerów winylowych. Przykladami monomerów kationowych sq aminy, iminy i czwartorz?dowe sole amoniowe; inne wymienione monomery majq charakter niejonowy.

A zatem kopolimery rozpuszczalne w wodzie nie zawierajq grup kwasowy innych niz ilosci sladowe, które mogq wyst?powac wskutek obecnosci zanieczyszczeb w stosowanych monomerach lub wskutek nieznacznych rozmiarów hydrolizy zachodzqcej podczas syntezy, przechowywania lub stosowania.

Nierozpuszczalne polimery zawierajqce grupy amiinowe majq lepkosciowo sredni ci?zar czqsteczkowy od okolo 5000 do okolo 100 000, z korzystnym zakresem od okolo 15 000 do okolo 90 000.

Cicz.ar czqsteczkowy polimerów rozpuszczalnych w wodzie moze miescic si? w szerokim zakresie; typowo lepkosciowo sredni ci?zar czqsteczkowy wynosi od okolo 5000 do okolo 300 000, z korzystnym zakresem od okolo 40 000 do okolo 100 000. Ilosc polimeru zawierajqcego grupy aminowe moze miescic si? w zakresie od okolo 0,1 % do okolo 20% wagowych w stosunku do calkowitej wagi anionowego polimeru lateksowego i polimeru zawierajqcego grupy aminowe, przy czym korzystny zakres wynosi od 0,5%, korzystnie 1% do 8%.

Rozpuszczalne w wodzie polimery zawierajqce grupy aminowe obejmujq zarówno polimery calkowicie rozpuszczalne jak i cz?sciowo rozpuszczalne. Termin rozpuszczalny w wodzie polimer zawierajqcy grupy aminowe okresla polimer, któryjest calkowicie rozpuszczalny albo w postaci wolnej zasady, albo oboj?tnej, albo w postaci soli. Niektóre polimery sq rozpuszczalne w pelnym zakresie pH, podczas gdy inne sq rozpuszczalne w zakresie pH na przyklad od okolo 5 do 10. Jeszcze inne polimery zawierajqce grupy aminowe sq zazwyczaj nierozpuszczalne przy wysokich wartosciach pH i rozpuszczalne lub czpsciowo rozpuszczalne w kwasowym zakresie pH, zwlaszcza w zakresie pH od okolo 5 do okolo 7. Przez cz?sciowq rozpuszczalnosc rozu10

175 562 mie si? zarówno sytuacj? w której cz?sc polimeru jest rozpuszczalna w wodzie, jak równiez takq w której caly polimer rozpuszcza si? w postaci miceli lub agregatów poszczególnych czqsteczek, zazwyczaj w postaci agregatów w wysokim stopniu sp?cznionych wodq. Te ostatnie cz?sto nazywa si? roztworami koloidalnymi. Korzystnie, aby przewazajqca cz?sc polimeru byla rozpuszczalna w kwasowym zakresie wartosci pH.

Zazwyczaj polimery zawierajqce grupy aminowe mozna wytwarzac metodapolimeryzacji w roztworze w srodowisku wodnym albo oboj?tnym, albo alkalicznym, albo kwasnym w zaleznosci od zapotrzebowania na poszczególny polimer, jak powszechnie wiadomo, na przyklad jak przedstawiono w zgloszeniu patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 119 600.

Przewaznie polimeryzacj? prowadzi si? w srodowisku wodnym, zawierajqcym niewielkq ilosc kwasu, albo organicznego albo nieorganicznego, takiego jak kwas octowy albo kwas solny. Polimery zawierajqce grupy aminowe obejmujq kopolimery, zawierajqce do 80% wagowych merów pochodzqcych od jednego lub wi?cej monoetylenowo nienasyconych monomerów, takich jak akrylan metylu, akryloamid i metakryloamid.

Do otrzymywania polimerów rozpuszczalnych w wodzie mozna równiez uzyc niewielkich ilosci komonomerów stosunkowo nierozpuszczalnych. Polimery nierozpuszczalne mogq zawierac wi?ksze ilosci merów pochodzqcych od tych komonomerów'. Takie monomery obejmujq, na przyklad estry kwasu akrylowego z alkoholami (C,-C₁₈) i estry kwasu metakrylowego z alkoholami majqcymi 1 do 18 atomów w?gla, zwlaszcza (CpC^alkanolami; styren, winylotoluen, octan winylu, chlorek winylu, chlorek winylidenu, podstawione styreny, butadien, podstawione butadieny, etylen; oraz nitryle i amidy kwasu akrylowego lub metakrylowego.

Poszczególny komonomer lub komonomery stosowane do wytwarzania danego polimeru zawierajqcego grupy aminowe zalezy od ilosci monomeru zawierajqcego grupy aminowe, uzytego do wytwarzania kopolimeru. A zatem polimerami tymi sq polimery lub kopolimery wytworzone z kationowych i ewentualnie niejonowych monomerów winylowych. Przykladami monomerów kationowych sq aminy i iminy; inne wymienione monomery majq charakter niejonowy. Tak wi?c kopolimery rozpuszczalne w wodzie nie zawierajq grup kwasowych, poza sladowymi ilosciami, które mogq wyst?powac wskutek obecnosci zanieczyszczeù w uzytych monomerach lub wskutek hydrolizy przebiegajqcej w nieznacznym zakresie podczas syntezy, przechowywania lub stosowania.

Lotna zasada

Kompozycja wodna wedlug wynalazku wymaga lotnej zasady. Rodzaj i ilosc uzytej lotnej zasady muszq byc wystarczajqce, aby podniesc pH kompozycji mniej wi?cej do poziomu, w którym aminowe grupy funkcyjne polimeru zawierajqcego aminowe grupy funkcyjne nie sqzjonizowane (zdeprotonowane), typowo do co najmniej pH 5, korzystnie od pH 7 do pH 9, aby uniknqc wzajemnego oddzialywania z anionowo stabilizowanym polimerem lateksowym i innymi skladnikami anionowymi w kompozycji klejowej.

Szacunkowajlosc· lotnej zasady w punkcie wyjsciowym, potrzebnq do osiqgni?cia tego poziomu, mozna wyliczyó z liczby równowazników zasady koniecznej do zoboj?tnienia wszystkich grup kwasowych w lateksie (tojest, grupy kwasowe pochodzqce z: skopolimeryzowanego monomeru majqcego grupy kwasowe; srodka powierzchniowo czynnego; lub inicjatora) i kwasu sprz?zonego z zasadq typu aminy.

Jezeli amina nie jest dostatecznie zdeprotonowana, to emulsja b?dzie wykazywac dostrzegalne oznaki niestabilnosci w czasie, takie jak wzrost lepkosci i dostrzegalne pod mikroskopem “zbijanie si? czqstek w tratwy”, wczesne stadium agregacji/zelowania. Aby wytworzyc uklad stabilny zazwyczaj wystarcza jeden równowaznik lotnej zasady (w stosunku do miana kwasów lateksowych i poliaminy), chociaz aby zapewnic dlugotrwalq stabilnosc moze byc konieczna wi?ksza zawartosci lotnej zasady (okolo 3 do 4 równowazników).

Wi?ksze ilosci lotnej zasady mozna stosowac bez odchodzenia od istoty wynalazku, aczkolwiek wlasnosci “szybkiego schni?cia” powloki mogq si? pogorszyc. Jezeli aparatura stosowana w procesie wytwarzania stwarza mozliwosc strat wolnej zasady przez odparowanie na którym kolwiek etapie, poczqwszy od momentu dodawania wolnej zasady az do etapu pakowania produ175 562 ktu do szczelnie zamykanych pojemników, to ilosc wolnej zasady ladowanej do aparatury do wytwarzania powinna byc zwi?kszona dla wyrównania strat.

Po nalozeniu wolna zasada odparowuje zmniejszajqc pH kompozycji. Kiedy pH kompozycji spadnie do poziomu, w którym zaczyna wyst?powac protonowanie aminowych grup funkcyjnych, to aminowe grupy funkcyjne stajq si? kationowe.

Sqdzi si?, ze szybkie schni?cie jest inicjowane przez taka przemianq aminowych grup funkcyjnych w stan kationowy w obecnoSci anionowo stabilizowanego polimeru emulsyjnego, chociaz nie ustalono dokladnego mechanizmu wedlug którego wytwarza si? wlasnosc szybkiego schni?cia, a wynalazcy nie chcq byc ograniczeni przez teori? dokladnego mechanizmu.

Odpowiednie lotne zasady obejmujq ale nie sq ograniczone do amoniaku, morfoliny, amin alkilowych, 2-dimtyloaminoetanolu, N-metylomorfoliny, etylenodiaminy i ich mieszanin. Korzystny jest amoniak.

Metal wielowartosciowy

Kompozycja wedlug wynalazku moze zawierac rozpuszczalny w wodzie lub dyspergowalny w wodzie zwiqzek lub kompleks metalu wielowartosciowego w postaci jonu metalu, soli, kompleksu lub tlenku metalu. Mozna stosowaó jony metali wielowartoSciowych, takich jak waph, magnez, cynk, bar, stront, glin i podobne. Mozna stosowac kompleksy jonów metali wielowartoSciowych, takie jak jon szescioaminocynkowy (zinc hexammonia), wodorow?glan cynkowo-amonowy i podobne oraz sole jonów metali wielowartoSciowych z przeciwjonami, takie jak chlorek, octan, wodorow?glan, i podobne. Korzystnym metalem wielowartoSciowym jest cynk.

Jon, sól, kompleks lub tlenek metalu wielowartosciowego jest przydatny w ilosci od okolo 0,5% wagowego do okolo 10% wagowych w stosunku do wagi stalej masy polimeru lateksowego. Korzystna jest ilosc od okolo 1% wagowego do okolo 7% wagowych w stosunku do wagi stalej masy polimeru lateksowego.

Ponadto kompozycja wedlug wynalazku moze zawierac tradycyjne skladniki dodatkowe, takie jak na przyklad stosowane do klejów i powlok - mianowicie pigmenty, spoiwa, nosniki, napelniacze, dyspergatory, srodki powierzchniowo czynne, srodki koalescencyjne, srodki zwilzajqce, modyfikatory reologii, srodki zag?szczajqce, srodki opózniajqce wysychanie, srodki przeciwpieniqce, barwniki, woski, srodki zabezpieczajqce, stabilizatory na dzialanie wysokich temperatur, rozpuszczalniki, srodki przeciw kozuszeniu, sykatywy i podobne.

Przy doborze rodzaju i ilosci dodatków powinna byc zachowana ostroznosc, aby uniknqc zmiany pH kompozycji w zakresie który koliduje ze stabilnosciq podczas przechowywania ich buforowania pH w zakresie takim, ze po naniesieniu pH nie obniza si? wystarczajqco, aby inicjowac protonowanie poliaminy.

Na przyklad klej wytworzony przy uzyciu poliaminy o stosunkowo niskiej pKa i zbyt duzej ilosci w?glanu wapnia jako wypelniacza, moze wykazywac niedopuszczalnie wydluzony czas utwardzania.

Kompozycja klejowa wedlug wynalazku typowo ma zawartosc cz?sci stalych w zakresie od okolo 10% wagowych do okolo 75% wagowych i lepkosc od okolo 50 mPa-s do okolo 300 mPa · s.

Kompozycje klejowe wedlug wynalazku sq przydatne w stosowaniu jako kleju do dowolnego typu konstrukcji, gdzie potrzebna jest wczesna sila adhezji i kohezji, takich jak na przyklad EIFS; podloze lukowatego przejscia z pionu w poziom; plytki podlogowe w tym winylowe, ceramiczne i drewniane; sklejka i podobne.

Kompozycj? wedlug wynalazku mozna nanosic na zewn?trznq powierzchni? budynku lub innej konstrukcji stojqcej na wolnym powietrzu i na klej bezcementowy nalozyc litq lub spienionq warstw? materialu ochronnego.

Budynki i konstrukcje mozna wytwarzac z betonu, cementu, cegly, bloków zuzlowych, drewna, plyt gipsowych, plyt wiórowych i podobnych. Litq lub spienionq warstwq materialu ochronnego moze byc plyta ze spienionego polistyrenu i podobne.

Kompozycj? mozna nakladac na podloze wytworzone z betonu, cementu, cegiel, bloków zuzlowych, drewna, plyt gipsowych, asfaltu, plyt wiórowych, bitumu i podobnych.

175 562

Wynalazek ilustrujq nast?pujqce przyklady.

Przyklad I. Wytwarzanie preparatów klejowych.

Kleje wytwarzano wedlug nast?pujqcej receptury przez rozdrabnianie razem skladników zestawionych w tabeli 1.1 jako skladniki rozdrabniane, a nast?pnie dodanie do kazdego preparata klejowego pozostalych skladników dolewanych.

Wszystkie zestawone ilosci podano w gramach.

Tabela 1.1

	Klej 1 porównawczy	Klej 1	Klej 2
Skladniki rozdrabniane
Anionowo stabilizowany polimer lateksowy (Rhoplex AC-264 latex) (60% cz?sci stalych)	330,7	330,7	330,7
Wodorotlenek amonowy (28%)	5	5	5
Polimetakrylan oksazolidynyloetylu (25% cz?sci stalych)	0	4	4
Tlenek cynku	0	0	100
W?glan wapnia	100	100	0
Dyspergator anionowy (Tamol* 850 dyspergator) (30% cz?sci stalych)	2,5	2,5	2,5
Tripohfosforan potasowy	1,5	1,5	1,5
Glikol etylenowy	2	2	2
Srodek koalescencyjny Texanol® (octan 2,2,4-tnmetylo-3-hydroksypentylu)	2	2	2
’ ® Srodek przeciwpiemqcy (Nopco NXZ)	4	4	4
Wypelniacz typu gliny	15	15	15
Pyl marmurowy	400	400	400
Piasek nr 70	400	400	400
Skladniki dolewane
Woda	20	20	20
Hydroksyetyl oceluloza (NatrasolHR, srodek zag?szczajqcy	0,3	0,3	0,3

Przyklad II. Czas utwardzania

Przeprowadzono badania klejów majqce na celu okreslenie czasu potrzebnego do calkowitego utwardzenia. Próbki do badan przygotowywano przez wylewanie kazdego kleju na szklo pokryte Teflonem® w warstewkach o grubosci od okolo 0,079 cm do okolo 0,16 cm.

Badania przeprowadzono w temperaturze 22,2°C i przy wilgotnosci wzgl?dnej 32,8%. Nast?pnie na kazdej swiezo przygotowanej próbce do badan umieszczono rejestrator czasu utwardzania typu Gardner Set Time Recorder. Sonda na rejestratorze poruszala si? przez klej lub po jego powierzchni z szybkosciq 1 obrót/godzin?. Wartosc czasu utwardzania ustalano, gdy sonda poruszala si? calkowicie po powierzchni kleju nie pozostawiajqc na niej zadnych sladów i podano go w minutach.

175 562

Pozqdane sqkrótkie czasy utwardzania, poniewaz wskazujqone, ze klej zapewniapoczqtkowq silp kohezji i adhezji.

Wyniki przedstawiono w tabeli 2.1

Tabela 2.1

Klej	Czas utwardzania (minuty)
Porównawczy 1	85
1	60
2	35

Dia kleju wedlug wynalazku (Klej 1) czas utwardzania jest krótszy o 25 minut.

Dla kleju wedlug wynalazku, który ewentualnie zawieral metal wielowartosciowy (Klej 2zawieral tlenek cynku), czas utwardzania skrócil sip o cale 50 minut.

Przyklad III. Badania wytrzymalosci na rozciqganie

Kleje badano na poczqtkowq wytrzymalosc spoiny na rozciqganie w róznych warunkach utwardzania, azeby udowodnic, ze wodne kompozycje klejowe wedlug wynalazku wykazujq lepsze wlasnosci w dowolnych warunkach utwardzania. Próbki przygotowywano w komorze wstppnego doprowadzania do stanu równowagi stosujqc dwuskladnikowy epoksyd, aby przykleic okrqgle kawalki pianki polistyrenowej (2,54 cm grubosci) do krqzka drewnianego (srednica 5,7 cm; grubosc 1,27 cm). W podobny sposób do drugiego krqzka drewnianego przyklejono sklejkp.

Warstwp kazdego kleju nanoszono na powierzchnip sklejki drugiego krqzka drewnianego stosujqc lopatkp laboratoryjnq, a nastppnie stronp polistyrenowqpierwszego krqzka drewnianego mocno dociskano do warstwy kleju. Nastppnie kazdqpróbkp utwardzano. Przed badaniami próbki doprowadzano do stanu równowagi w warunkach badali. Nastppnie próbkp umieszczano w szczpkach maszyny pomiarowej typu Instron, w której warstwy materialów sklejonych w próbce odrywano od siebie stosujqc silp obciqzajqcqprostopadle do warstwy kleju. Wszystkie próbki badano przy prpdkosci obciqzania próbki wynoszqcej 1,27 cm/minutp. Wytrzymalosc na rozciqganie (stosunek obciqzenia przy rozerwaniu do powierzchni badanej próbki) przedstawiono w tabeli 3.1. Pozqdana jest wysoka wytrzymalosc na rozciqganie przy rozerwaniu.

Ponadto istotny jest rodzaj zniszczenia próbki. Klej jest lepszy, gdy zniszczeniu ulegnie material podloza (polistyren) a nie spoina klejowa.

Bardziej pozqdanejest zniszczenie materialu podloza (polistyrenu) niz zniszczenie spoiny klejowej.

Tabela 3.1

	Klej porównawczy 1	Klej 1	Klej 2
1	2	3	4
2 Wytrzymalosc na rozciqganie przy rozerwaniu (kg/cm ) Uwagi: Utwardzany w warunkach otoczema przez 4 godziny. Badany w 24°C ι przy 50% wilgotnosci wzgl^dnej - cieplo. Grubosc warstwy kleju = 0,08 cm	1,407	1,77	2,41
Wytrzymalosc na rozciqganie przy rozerwaniu (kg/cm²) Uwagi: Utwardzany w warunkach otoczenia przez 3 godziny. Badany w 24° i przy 50% wilgotnosci wzgl?dnej - cieplo. Grubosc warstwy kleju = 0,32 cm	0,24	0,53	0,95

175 562 td. tabeli 3.1

1	2	3	4
2 Wytr/ymaloSc na loztieganio przy lozerwaulu (kg/tw ) Rodzaj znisztzenia Uwagi: UtΛvale/any w warunkath ototzenia przez 2 godzine. Badany w 24 C i 50% wilgotnosti wzgl?enot - tieplo. Podano slednl wynik z 5 powijrów. Grubosc warstwy kletu = 0,16 ot	1,16 100% /nlszt/onie sroiny k^^et	1,33 90% znisztzouio kteju/10% znisztzouie podloza	2,06 100% znisztzonio podloza
2 WetrzymalosC na roztieganie przy ro/olwauiu (kg/tw ) Rodzaj zmsztzema Uwagi: Utwaldzany w 28 C i przy 94,5% wilgotnosti wzgl?dnej pizoz 5 godzin - tioplo i bardzo wilgotno. Badany w 24°C i przy 50% wilgotnosti wzgl?enot - tieplo. Podano sredni wynik z 5 powiarów. Grubosc warstwy kleju = 0,16 tw.	1,51 70% zniszt/ouie spoiny klotowot 30% znisztzenio podloza	2,2 100% zuisztzenio podloza	2,44 100% /uisztzenio podloza

Wytrzyw.alosc na roztieganie dla kletu wedlug wynalazku (Klej 1) wzrosla przy obu grubostiath w porównaniu z Metere, który nie zawieral polirneru z grupawi awinowywi (Klet porównawt/y 1). Wytr/ymalosC na lo/tieganie dla kletu wedlug wynalazku, który ewontualnio zawieral wetal wielowartostiowy (Klet 2 - zawieral tlenek tynku), wzrosla bald/iet przy obu grubostiath.

Wytrzymalosc na ro/tiegαnio dla kletu wedlug wynalazku (Klet 1) wzrosla w porównaniu z kletew, który nie /awieral polimoru z grupawi aminowymi (Klet porównawk/y 1) w warunkath tioplyth i w warunkath bardzo wilgotnyth. W warunkath kioplyth oraz w warunkath wokryth i bardzo wilgotnyth wytl/ymalosC na roztieganie dla kletu wodlug wynalazku, który owentualnie zawieral wetal wielowartostiowy (Klej 2 - zawieral tlenek tynku), wzrosla nawet jesztze bald/iet. W warunkath tieplyth w badaniu z kletew, który owentualnio zawioral tle^k tynku, nastepilo 100% /niszk/enio podloza (Klet 2), natowiast w pr/epaeku kletu porównawtzego nastepilo niepozedane 100% znis/tzenie spoiny Μοϊ^Ο). W bardzo wilgotnyth warunkath utwald/ania zarówno dla Kletu 1 tak i Kletu 2 nastepilo 100% zniszt/onie podloza.

Przyklad IV. Wytr/ymalosc na stinanie

Plzoplowadzono badanie kletów na potzetkowe wytrzywalosc na stinαnio w róznyth warunkath utwale/ania, aby udowodnic, ze wodne kowpo/ytte klejowe wedlug wenala/ku wykazuje ulops/ono wlasnosti w dowolnyth warunkath utwald/ania. Próbki plzegotowano w komol/o wst?pnego doprowadzania do stanu równowagi, stosutet dwuskladnikowe epoksyd, aby pl/ykleiC prostoketne kawalki pianki polistyrenowoj (o grubosti 2,54 trn) do kawalka drewna (7,62 trni x 5,08 tw).

Z plyty ze sklejki lub z pfyty kementowet wyti?to kawalki o wyrniarath 7,62 tw x 5,08 tw.

Warstw? kazdego kleju (o grubosti 0,16 tw - 0,08 trn) nanoszono na sklejk? lub plyt? tewentowapl'/e powoty lopatki laboratolyjnot, a nast?pnie stron? polistylenowe kawalka drewna raotuo dotiskano do warstwy kleju, po tzym kazde próbk? utwaldzano w tempolatur/o pokojowet. Przed badaniawi wszystkie próbki doprowadzauo do stanu równowagi w warunkath badah. Nast?pnie próbk? uwios/tzano w sztz?kath mas/eue powiarowoj typu Tinius Olsen Stress Tester, w której warstwy sklotonyth mαteriαlów odrewαuo od siebie pod ketew 180°C do warstwy kleju. Wszystkie próbki badano przy p^dkosti obtiezania 1,27 tw/winut?. Wytl/ywalosC na stmanie podana jest jako stosunek obtiezenia prey lo/orwaniu do powierzthni próbki.

Wyniki plzedstαwiouo w tabeli 4.1. Pozedana jest wysoka wetl/ymaloSc na stiname prey lo/erwaniu. Ponadto bαldziot pozedane jest znis/t/onie próbki pl/e/ zniszt/ouie materialu podloza niz pizoz zuiszt/enio spoiny klejowej.

175 562

Tabela 4.1

	Klej 1 porównawczy	Klej 1	Klej 2
Podloze ze sklejki ₂ Wytrzymalosc na scinanie przy rozerwaniu (kg/cm ) Rodzaj zniszczenia Uwagi: Utwardzany w 24 C i przy 50% wilgotnosci wzgl?dnej przez 3 godziny - cieplo. Badany w 24°C i przy 50% wilgotnosci wzgl?dnej - cieplo. Podano sredni wynik z dwóch pomiarów.	0,525 100% zniszczenie kleju	0,68 90% zniszczenie kleju/10% zniszczenie podloza	0,82 90% zniszczenie kleju/l 0% zniszczenie podloza
Podloze cementowe ₂ Wytrzymalosc na scinanie przy rozerwaniu (kg/cm ) Rodzaj zniszczenia Uwagi: Utwardzany w 24 C i przy 50% wilgotnosci wzgl?dnej przez 3 godziny - cieplo. Badany w 24 C i przy 50% wilgotnosci wzgl?dnej - cieplo. Podano sredni wynik z dwóch pomiarów	0,06 90% zniszczenie kleju/10% zniszczenie podloza	0,92 80% zniszczenie kleju/20% zniszczenie podloza	1,34 20% zniszczenie kleju/80% zniszczenie podloza

W cieplych warunkach dla kleju wedlug wynalazku (Klej 1) odpornosc na scinanie wzrasta na obu rodzajach podlozy w porównaniu z klejem, który nie zawiera polimeru z grupami aminowymi (Klej porównawczy 1). W cieplych warunkach dla kleju wedlug wynalazku, który ewentualnie zawieral metal wielowartosciowy (Klej 2 - zawieral tlenek cynku) wytrzymalosc na scinanie wzrosla nawet jeszcze bardziej na obu rodzajach podlozy.

175 562

WZÓR 1

WZÓR 2

WZÓR 3

175 562

Ο

II

H₂C=C(R)C- A'-N(HÌ-(C_mK_2m)- OH

WZÓR 4

WZÓR 5

K₂C = C (R) - CO-(D ) _n'-_t -(Blnq-tAVr N = Q

WZÓR 6

175 562

WZÓR 7

WZOR 8

DepeiaameneWydawniciwUPRP Naldad 90egz Cena 4,00 zl

Claims

Zastrzezenia patentowe

1) lateksowy poliwer blonotwórtzy o tharakterze anionowyw,

1. Wodna, nienamentowe nompozycj^a OZej ja a zawiarzjqca lateksoaty polimer b}onotw(')rczy o tharakterze anionowyw i ewentualnie rozpusztzalne w woezie lub despergowalne w woezie zwiezek lub kowpleks wetalu wielowartostiowego, znawienna tyw, ze zawiera

2. Kompozycja wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera rozpuszczalny w wodzie lub dyspergowalny w wodzie zwiqzek lub kompleks metalu wielowartosciowego.

2) 0,1 do 20% wag. w stosunku do talkowitego ti?zaru sklaeników 1) i 2) rozpusztzalnego lub eysporgowalnogo w woezie poliweru zswieratekogo wìoIo awinowyth grup funktytnyth, wytwolzonogo z wieszsniny wonowerów zawiolatecet to natwniet 20% wag. wonoworu z grupawi awinowywi lub iwinowywLi wybranego sposróe:

a) oterów lub sulfieów awinoalkilowo-winylowyth, w któryth grupy alkilowe woge wiec laùtuthy proste lub rozgal?ziono i waje od dwóth do trzeth atowów w?gla i w któryth atow azotu woze byc pierwszolz?dowy, drugorz?dowy lub trzetiorz?dowy,

b) akreloawieu lub estrów akrylowyth o wzorze 2, w któryw

R oznatza H lub CH₃;

n oznatza 0 lub 1 ;

X oznatza O lub N(H);

kiedy n oznatza 0, A oznatza O(CH2)_X, gdzie x oznatza 2 do 3, lub (O-alkilen)^ gdzie (O-alkilen^ oznstza grup? poliok.syalkilenowao ti?zarze tzestetzkowy'w w za^es^ od 88 do 348, w któret potedentze TOdniki alkilenowe setakie sawe lub rózne i oznaczajί¾albo rodnik etelenowy albo propylonowy; a kiedy n oznatza 1, A oznatza grup? alkilenowq zawierajete 2 do 4 atowów w?gla;

R* oznatza H, wotel lub etyl;

R° oznatza H, fenyl, benzyl, wetylobenzyl, tyklohoksyl lub (C_rC₆)alkil; t) N-akryloksyalkilo-oksazolidyn i N-akryloksyalkilototrahydro-1,3-oksa/yn o wzorze 3, w któryw

R oznatza H lub CH₃; w oznatza 2 lub 3;

R', kiedy nie jest bezposrednio poletzony z R², oznatza wodór, fenyl, benzyl lub grup? (C₁-C₁₂)alkilowe;

R2, kiedy nie jest bezposrednio poletzony z R', oznatza wodór lub grup? (C_rC4)alkilowq;

R' i R2, kioey sepoletzone ze sobqbezposrednio, tworze grup? pentawetylenowajub tetrawetelonowe; a

A' oznatza O(C_mH2 _rn)- lub (O-alkilenfe, przy tzyw (O-alkilenfe oznatza grup? poli(oksealkilenowe) o t^/ar/e tzestokzkowyw w zakresie od 88 do 348, w któret potedyntzo rodniki alkilenowe se takie sawe lub ró/ne i oznatzaje albo otelon albo propylen;

d) akryloksy-kotoiwin i akΓeloksyaleiwin o wzorath 5 i 6, w któryth

R o/natza H lub CH₃;

Q oznatza grup? o wzorath 1, 7 lub 8;

R6 oznatza H lub woze oznatzac wetyl w ted^t ted^st^ CHR6;

R⁵ o/nat/a (C_rC₁₂)alkil lub tykZoheksyl;

R4 o/nat/a (C_r-C₁2)alkil lub tykloheksyl;

R³ o/nat/a fenyl, thlorowtofenyl, (C_rC₁2)alkil, tykloheksyl lub (C1-C4)alkoksyfenyl;

A o/nat/a (C_rCj2)alkilen;

A°, B i D oznatzaje takie sawe lub rózne grupy oksyalkilenowe o wzorze -OCH(R⁷)-CH(R⁷)-, w któryw R7 oznatza H, CH3 lub C2H5;

x oznatza 4 lub 5;

n° oznatza litzb? talkowite o wartoSti 1 do 200; n' oznatza litzb? talkowite o wartosti 1 do 200; i n o/nat/a litzb? talkowitqo wartosti 1 do200;asuwan°-1,n'-1 in-1 wa wartosc 2 do 200;

175 562

3. Kompozycja wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze zawiera zwiqzek lub kompleks cynku.

3) lotnq zasad? w ilosci, przy której pH kompozycji wzrasta do wystarczajqco wysokiego poziomu, przy którym zasadniczo wszystkie aminowe grupy funkcyjne w polimerze okreslonym w punkcie 2) znajduja si? w stanie niezjonizowanym; i ewentualnie

4. Kompozycja wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze jako polimer z grupami aminowymi zawiera polimer wytworzony z mieszaniny monomerów zawierajqcej co najmniej 50% wagowych monomeru zawierajqcego aminowe lub iminowe grupy funkcyjne.

4) 0,5 do 10% wag. w odniesieniu do cz?sci stalych polimeru rozpuszczalnego w wodzie lub dyspergowalnego w wodzie zwiqzku lub kompleksu metalu wielowartosciowego.

5. Kompozycja wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze jako polimer z grupami aminowymi zawiera polimer wytworzony z mieszaniny monomerów zawierajqcej jako monomer z aminowymi grupami funkcyjnymi N-akryloksyalkilo-oksazolidyn?.

6. Kompozycja wedlug zastrz. 1, znamienna tym, zejako lotnq zasad? zawiera amoniak.