PL189932B1

PL189932B1 - Poliakrylanowy wypełniacz szczelin

Info

Publication number: PL189932B1
Application number: PL98340265A
Authority: PL
Inventors: Helmut Loth; Klaus Helpenstein; Wolfgang Klauck; Johann Klein; Lydia Duhm
Original assignee: Henkel Kgaa
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1998-10-31
Publication date: 2005-10-31
Also published as: AU735891B2; WO1999024522A1; TR200001089T2; ATE218606T1; US6828382B1; CA2309549A1; DE59804360D1; RU2242490C2; AU1337499A; PL340265A1; CA2309549C; EP1030897A1; CN1278289A; EP1030897B1; ZA9810126B; CN1121467C; DE19850214A1

Abstract

1. Poliakrylanowy wypelniacz szczelin w postaci pasty, znamienny tym, ze zawiera: kopolimer akrylan/akrylonitryl jako spoiwo w ilosci od 10 do 60%, korzystnie od 15 do 60% wagowo; zwiazki tluszczowe o ciezarze czasteczkowym korzystnie od 300 do 1500 jako plastyfikatory w ilosci od 0,2 do 15%, korzystnie od 1 do 10% wagowo; napelniacze i pigmenty w ilosci od 0 do 70%, korzystnie od 20 do 60% wagowo; srodki pomocnicze w ilosci od 0,3 do 5%, korzystnie od 1 do 2,5% wagowo; oraz wode w ilosci od 5 do 20%, korzystnie od 10 do 15% wagowo w stosunku do calkowitej masy wypelniacza. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest poliakrylanowy wypełniacz szczelin.

Poliakrylanowe wypełniacze szczelin są znane. Na przykład ze zgłoszenia WO 97/07173 znany jest wypełniacz szczelin zawierający kopolimer akrylanu butylu i styrenu, ester metylowy kwasu epoksystearynowego, kredę, T1O2, amoniak, środek nawilżający i wodę (patrz strona 26). Jego sprężystość powrotna wynosi 22%, jeżeli próbkę rozciąga się o 100% i po 24 godzinach przetrzymania w temperaturze pokojowej pozostawia w spoczynku przez 1 godzinę. Moduł E - 100 (umowna granica plastyczności przy 100%) wydłużeniu) wynosi 0,04 dla betonu, 0,05 dla drewna, 0,015 dla polichlorku winylu i 0,06 N/m dla aluminium.

Ze zgłoszenia WO 96/06897 znana jest kompozycja homopoliakrylanu butylowego i estru metylowego kwasu epoksystearynowego (patrz strona 21, przykład 4). Kompozycje tego rodzaju są szczególnie odpowiednie do wytwarzania uszczelniaczy w postaci pasty, jak wypełniacze szczelin (patrz strona 13, ostatni paragraf).

Pomimo, że kompozycje takie można stosować przy niższych wymaganiach dla wypełniaczy szczelin, nie można ich uznać za elastyczne wypełniacze. Takie materiały muszą bowiem spełniać warunek 70% sprężystości powrotnej, według normy IVD-Merkblatt nr 2. Oznacza się ją zgodnie z ISO 7389, metoda B, względnie DIN 52458.

Celem wynalazku było otrzymanie wypełniaczy szczelin o wysokiej jakości, wyróżniających się nie tylko wysoką elastycznością, ale również uniwersalną przyczepnością, bez podkładów, do zwykłych podłoży budowlanych. W związku z zastosowaniem na zewnątrz wypełniacze te powinny być odporne na warunki atmosferyczne i działanie promieniowania ultrafioletowego.

189 932

Cel ten zrealizowano w rozwiązaniu według wynalazku przez opracowanie kompozycji wypełniacza szczelin w postaci pasły, która zawiera: kopolimer akrylan/akrylonitryl jako spoiwo w ilości od 10 do 60%, korzystnie od 15 do 60% wagowo; związki tłuszczowe o ciężarze cząsteczkowym korzystnie od 300 do 1500 jako plastyfikatory w ilości od 0,2 do 15%, korzystnie od 1 do 10% wagowo; napełniacze i pigmenty w ilości od 0 do 70%, korzystnie od 20 do 60% wagowo; środki pomocnicze w ilości od 0,3 do 5%, korzystnie od 1 do 2,5% wagowo; oraz wodę w ilości od 5 do 20%, korzystnie od 10 do 15% wagowo w stosunku do całkowitej masy wypełniacza.

Kopolimer akrylan/akrylonitryl zawiera akrylan w ilości od 85 do 98%, korzystnie od 90 do 98% wagowo oraz akrylonitryl w ilości od 2 do 15%, korzystnie od 4 do 8% wagowo w stosunku do całkowitej masy kopolimeru.

Akrylan jest estrem kwasu akrylowego z alkoholem zawierającym od 2 do 8, korzystnie od 2 do 4 atomów węgła w cząsteczce.

Związki tłuszczowe wybrane są z grupy, do której należą kwasy tłuszczowe, alkohole tłuszczowe oraz ich pochodne, jak etery, estry i amidy.

Napełniacze i pigmenty wybrane są z grupy, do której należą: kreda, baryt, kaolin, sadza, gips, żel krzemionkowy, glinki, talk, grafit; związki metali, jak glin, żelazo, cynk, tytan, chrom, kobalt, nikiel, mangan, w tym tlenki oraz mieszane tlenki, chromiany, molibdeniany, węglany, krzemiany, gliniany, siarczany; włókna naturalne, celuloza, wióry drzewne, fialocyjaniny j mączka kwarcowa.

Środki pomocnicze wybrane są z grupy, do której należą: środki grzybobójcze, regulatory lepkości, środki dyspergujące, emulgatory i środki zagęszczające.

Wypełniacz szczelin ma postać pasty, jeżeli szybkość wytłaczania wynosi co najwyżej 6000 g/min, korzystnie od 500 g/min do 4000 g/min. Temperatura pomiaru wynosi 23°C, a pomiar wykonuje się według metody określonej w normie ISO 9048.

Przez określenie „kopolimery akrylan/akrylonitryl” rozumie się kopolimery zawierające przynajmniej jeden akrylan i jeden akrylonitryl jako komonomery. Korzystnie poszczególne komonomery są rozmieszczone blokowo w łańcuchu głównym. Korzystnie stosuje się akrylan butylu, przy czym można go zastąpić innymi estrami kwasu akrylowego, w których składnik alkoholowy zawiera odpowiednią ilość atomów węgla w cząsteczce.

Dla uzyskania specjalnych właściwości można wprowadzać do kopolimeru akrylan/akrylonitryl niewielkie ilości innych współmonomerów. Na przykład dla polepszenia przyczepności odpowiednie są olefinowo nienasycone hydrolizujące związki krzemu, jak trialkoksysilan winylu, przy czym grupa alkoksylowa wybrana jest spośród grup: metoksylowej, etoksylowej, metoksyetyłenowej, etoksyetylenowej, eteru metoksypropylenoglikolowego lub eteru etoksypropylenoglikolowego. Do kontrolowania granicy płynności można opcjonalnie stosować regulatory. Są to na przykład rozpuszczalne w wodzie monomery, jak kwas akrylowy, kwas metakrylowy, akrylamid, metakrylamid, N-metyloloakrylamid lub metakrylamid.

Dyspersje nie powinny zawierać monomerów, które powodują sieciowanie chemiczne ani w samej dyspersji ani przez dodatek innych substancji pomocniczych, jak na przykład połączenie kopolimeryzowanych grup karboksylowych z rozpuszczalnym w wodzie kompleksem cynkowoczteroaminowym lub kopolimeryzowany hydrolizujący monomer, jak akrylan lub metakrylan glicydylu.

Odpowiednie kopolimery akrylan/akrylonitryl wytwarza się korzystnie przez polimeryzację emulsyjną.

Masa cząsteczkowa związków tłuszczowych jest na ogół wyższa od 100, korzystnie od

TA A « ; _________________^ιλαλα ζ,υυ, a jej guma giamua w^ynu^i Z-uuuu.

Jako „kwasy tłuszczowe” określa się kwasy zawierające jedną lub więcej grup karboksylowych (-COOH). Grupy te mogą być połączone z nasyconymi, nienasyconymi, nie rozgałęzionymi i rozgałęzionymi grupami alkilowymi zawierającymi powyżej 8, korzystnie powyżej 12 atomów węgla. Oprócz wyżej wymienionych grup, jak -OH, - SH, -C=C-, -COOH, aminowa, bezwodnikowa i epoksydowa, mogą one zawierać także inne grupy, jak eterowa, estrowa, chlorowcowa, amidowa, aminowa, uretanowa i mocznikowa. Korzystnie stosuje się kwasy karboksylowe, jak naturalne kwasy tłuszczowe lub ich mieszaniny, dimeryczne kwasy tłuszczowe i trimeryczne kwasy tłuszczowe. Obok kwasów nasyconych używane są również

189 932 kwasy jedno- albo wielokrotnie nienasycone, jak kwas palmitoleinowy kwas oleinowy, kwas elaidynowy, kwas petrozedinowy, kwas erukowy, kwas rycynolowy, kwas hydroksymetoksystearynowy, kwas 12-hydroksysteai-ynow-y, kwas linolowy, kwas linolenowy i kwas gadoleinowy.

Do innych odpowiednich kwasów tłuszczowych należą produkty „guerbetyzacji”, a następnie utleniania liniowych nasyconych albo nienasyconych alkoholi tłuszczowych. Przykładowo są to: kwas 2-etyloheksanokarboksylowy, kwas 2-butylooktanokarboksylowv, kwas 2-heksylodekanokarboksylowy, kwas 2-decylotetradekanokarboksylowy, kwas 2-tetradecylooktadekanokarboksylowy, kwas 2-heksadecylo-C20-karboksylowy oraz ich mieszaniny.

Innym odpowiednim materiałem jest kwas izostearynowy jako produkt uboczny dimeryzacji kwasów tłuszczowych.

Obok kwasów tłuszczowych występujących w przyrodzie można także stosować polihydroksykwasy tłuszczowe. Można je wytwarzać na przykład przez epoksydowanie nienasyconych tłuszczów i olejów lub estrów kwasów tłuszczowych z alkoholami, otwarcie pierścienia za pomocą związków z czynnym wodorem, przykładowo alkoholi, amin i kwasów karboksylowych, a następnie zmydlanie. Tłuszcze i oleje niezbędne jako materiały wyjściowe mogą być pochodzenia zarówno roślinnego, jak i zwierzęcego, a także pochodzić z syntezy metodami petrochemicznymi.

Kwasy tłuszczowe mogą również pochodzić z surowców na bazie olejów i tłuszczów, otrzymywanych w wyniku reakcji enowych, reakcji Dielsa-Aldera, transestryfikacji, kondensacji, szczepienia (na przykład z bezwodnikiem maleinowym lub kwasem akrylowym itp.) oraz epoksydowania. Przykładami takich surowców są: a) epoksydy nienasyconych kwasów tłuszczowych, jak kwas palmitoleinowy, kwas oleinowy, kwas elaidynowy, kwas petrozelinowy, kwas erukowy, kwas linolowy, kwas linolenowy, kwas gadoleinowy; b) produkty reakcji nienasyconych kwasów tłuszczowych z kwasem maleinowym, bezwodnikiem maleinowym, kwasem metakrylowym lub kwasem akrylowym, c) produkty kondensacji kwasów hydroksykarboksylowych, jak kwas rycynolowy lub kwas 12-hydroksystearynowy oraz polihydroksykwasy karboksylowe.

Nie wszystkie spośród wyżej opisanych kwasów tłuszczowych są stabilne w temperaturze pokojowej. W związku z tym, jeżeli potrzeba, w kompozycjach według wynalazku stosuje się ich pochodne, jak estry lub amidy.

W korzystnym rozwiązaniu wynalazku stosuje się estry lub częściowe estry wyżej wymienionych kwasów tłuszczowych z jedno- lub wielowodorotlenowymi alkoholami. Pod określeniem „alkohole” rozumie się hydroksylowe pochodne alifatycznych i alicyklicznych nasyconych, nienasyconych, nie rozgałęzionych i rozgałęzionych węglowodorów. Oprócz alkoholi jednowodorotlenowych należą do nich także, znane z chemii poliuretanów, środki o niskim ciężarze cząsteczkowym, zawierające grupy hydroksylowe, powodujące wydłużenie łańcucha lub sieciowanie. Do konkretnych związków o niskim ciężarze cząsteczkowym należą metanol, etanol, propanol, butanol, pentanol, dekanol, oktadekanol, 2-etyloheksanol, 2-oktanol, glikol etylenowy, glikol propylenowy, glikol trimetylenowy, glikol tetrametylenowy, glikol 2,3-butylenowy, diol heksametylenowy, diol oktametylenowy, glikol neopentylowy, 1,4-bishydroksymetylocykloheksan, alkohol guerbetowy, 2-metylopropano-1,3-diol, heksano1,2,6-triol, glicerol, trimetylolopropan, trimetyloloetan, pentaerytryt, sorbit, formit, metyloglikozyd, glikol butylenowy oraz dimeryczne i trimeryczne kwasy tłuszczowe zredukowane do alkoholi. Do reakcji estryfikacji można także zastosować alkohole pochodzące z żywic kalafoniowych, jak alkohol abietynowy

Alkohole mogą być zastąpione przez zawierające grupy wodorotlenowe aminy trzeciorzędowe. oolielicervne lub częściowo zhydrolizowane poliestry winylowe.

U 4. *- ·* ·* * *

Ponadto można poddać oligomeryzacji polikwasy karboksylowe lub hydroksykwasy karboksylowe. Przykładami takich kwasów są kwas szczawiowy, kwas malonowy, kwas bursztynowy, kwas maleinowy, kwas fumarowy, kwas glutarowy, kwas adypinowy, kwas korkowy, kwas sebacynowy, kwas 1,9-nonanodwukarboksylowy, kwas 1,10-dekanodwukarboksyłowy, kwas ftalowy, kwas izoftalowy, kwas tereftalowy, kwas heksahydroftalowy, kwas czterohydroftalowy, dimeryczny kwas tłuszczowy, trimeryczny kwas tłuszczowy, kwas cytrynowy, kwas mlekowy, kwas winowy kwas rycynolowy, i kwas 12-hydroksystearynowy. Korzystnie stosuje się kwas adypinowy.

189 932

Obok częściowo zmydlonych tłuszczów, jak monostearynian gliceryny, przykładami odpowiednich estrów są korzystnie naturalne tłuszcze i oleje z rzepaku, słonecznika, soi, lnu, rącznika, orzechów kokosowych, palm oleistych, ziaren z palm oleistych i oliwek oraz ich estry metylowe. Do korzystnych tłuszczów i olejów należą przykładowo łój bydlęcy o łańcuchu złożonym z 67% kwasu oleinowego, 2% kwasu stearynowego, 1% kwasu heksadekanokarboksylowego, 10% nasyconych kwasów C12-16, 12% kwasu linolenowego i 2% nasyconych kwasów mniej niż 18 atomów węgla albo olej ze słonecznika o składzie z około 80% kwasu oleinowego, 5% kwasu stearynowego, 8% kwasu linolenowego i około 7% kwasu palmitynowego. Oczywiście można stosować odpowiadające im epoksydy i produkty reakcji z bezwodnikiem maleinowym. Innymi przykładami są częściowo i całkowicie odwodniony olej rycynowy, częściowo acetylowany olej rycynowy, produkty otwarcia pierścienia epoksydowanego oleju sojowego z dimerycznym kwasem tłuszczowym.

Można wykorzystywać również estry kwasów tłuszczowych i ich pochodne otrzymywane przez epoksydację. Do takich estrów należą przykładowo ester metylowy kwasu tłuszczowego z oleju sojowego, ester metylowy kwasu tłuszczowego z oleju z siemienia lnianego, ester metylowy oleju rycynolowego, ester metylowy kwasu epoksystearynowego, ester 2-etyloheksylowy kwasu epoksystearynowego. Korzystnie stosowanymi glicerydami są trój glicerydy, na przykład olej rzepakowy, olej z siemienia lnianego, olej sojowy, olej rącznikowy, częściowo i całkowicie odwodniony olej rycynowy, częściowo acetylowany olej rącznikowy, epoksyd oleju sojowego, epoksyd oleju z siemienia lnianego, epoksyd oleju rzepakowego, epoksydowany olej słonecznikowy.

Korzystnie stosuje się epoksydowane trój glicerydy nienasyconych kwasów tłuszczowych z pierścieniem otwartym za pomocą czynników nukleoiilowych. Jako czynniki nukleofilowe rozumie się alkohole, jak na przykład metanol, etanol, glikol etylenowy, glicerol lub trojmetylolopropan; aminy, jak na przykład etanoloamina, dietanoloamina, trietanoloamina, etylenodiamina lub heksametylenodiamina; lub kwasy karboksylowe, jak na przykład kwas octowy, dimeryczny kwas tłuszczowy, kwas maleinowy, kwas ftalowy lub mieszanina kwasów tłuszczowych C6-36.

Tłuszcze i oleje (triglicerydy) mogą być używane zarówno w postaci naturalnej, jak i po obróbce termicznej i/lub utleniającej, bądź w postaci pochodnych otrzymywanych przez epoksydowanie albo dodatek bezwodnika maleinowego lub kwasu akrylowego. Przykładami są olej palmowy, olej z orzeszków ziemnych, olej rzepakowy, olej z nasion bawełny, olej sojowy, olej rącznikowy, częściowo i całkowicie odwodniony olej rącznikowy, częściowo acetylowany olej rącznikowy, olej słonecznikowy, olej z siemienia lnianego, oleje zagęszczone, oleje dmuchane, epoksydowany olej sojowy, epoksydowany olej z siemienia lnianego, olej rzepakowy, olej kokosowy, olej z ziaren palmowych oraz łoje.

Innymi odpowiednimi pochodnymi są amidy wyżej wymienionych kwasów tłuszczowych. Można je otrzymać przez reakcję z pierwszo- lub drugorzędowymi aminami lub poliaminami, na przykład jednoetanolaminą, dwuetanolaminą, etylenodiaminą, heksametylenodiaminą, i amoniakiem.

Jako „alkohole tłuszczowe” rozumie się związki zawierające jedną lub więcej grup hydroksylowych. Grupy hydroksylowe mogą być dołączone do nasyconych, nienasyconych, nie rozgałęzionych lub rozgałęzionych grup alkilowych zawierających więcej niż 8 atomów węgla, a zwłaszcza więcej niż 12 atomów węgla. Oprócz grup - SH, -C=C-, - COOH, aminowej, bezwodnikowej i epoksydowej, wymaganych do kolejnej reakcji z tlenkami alkilenowymi, mogą one zawierać inne grupy, jak eterowa, estrowa, chlorowcowa, amidowa, aminowa, uretanowa i mocznikowa. Szczególnymi przykładami alkoholi według wynalazku są alkohol rycynolowy, alkohol 12-hydroksystearylowy, alkohol oleilowy, alkohol erycylowy, alkohol linoleilowy, alkohol linolenylowy, alkohol arachidylowy, alkohol gadoleilowy, alkohol brasydylowy, dimeryczny diol (= produkt uwodornienia estru metylowego dimerycznego kwasu tłuszczowego).

Stosować można również alkohole rozgałęzione, tak zwane alkohole guerbetowe, otrzymywane w wyniku kondensacji liniowych, nasyconych lub nienasyconych alkoholi. Przykładami takich alkoholi są: 2-etyloheksanol, 2-butylooktanol, 2-heksylodekanol, 2-tetra6

189 932 decyłooktadekanol, alkohol 2-heksadecylo-C20, a także alkohol izostearylowy oraz mieszaniny powstające przez guerbetyzację alkoholi technicznych.

Jako pochodne alkoholi tłuszczowych można stosować symetryczne i niesymetryczne etery i estry z kwasami jedno- i wielokarboksylowymi. Do kwasów jednokarboksyłowych należą: kwas mrówkowy, kwas octowy, kwas propionowy, kwas masłowy, kwas walerianowy, kwas kapronowy, kwas enantowy, kwas kaprylowy, kwas pelargonowy, kwas kaprynowy, kwas dekanokarboksylowy, kwas laurynowy, kwas dodekanokarboksylowy, kwas mirystynowy, kwas tetradekanokarboksylowy, kwas palmitynowy, kwas margarynowy, kwas stearynowy·', kwas oktadekanokarboksylowy, kwas arachinowy, kwas behenowy, kwas lignocerynowy, kwas cerotynowy i kwas melisynowy. Przykładami kwasów wielokarboksylowych są: kwas szczawiowy, kwas adypinowy, kwas maleinowy, kwas winowy i kwas cytrynowy. Jednocześnie jako kwasy karboksylowe mogą być użyte wyżej opisane kwasy tłuszczowe, jak na przykład ester oleilowy kwasu oleinowego. Powyższe przykłady pokazują, że określenie „substancje tłuszczowe” obejmuje także estry alkoholi tłuszczowych i kwasów tłuszczowych.

Alkohole tłuszczowe mogą być nawet alkoholami zeteryfikowanymi, zwłaszcza przy użyciu alkoholi wielowodorotlenowych, na przykład alkilopoliglikozydami i eterami dimerycznych dioli.

Korzystnie stosuje się estry kwasów tłuszczowych, szczególnie ester metylowy kwasu epoksystearyno wego.

W korzystnym rozwiązaniu jako plastyfikatory stosuje się wyłącznie związki tłuszczowe. W szczególności nie używa się ich tlenków polialkilenowych i/lub pochodnych znanych z chemii tłuszczów. Ewentualnie można wprowadzać dodatkowo zwykłe plastyfikatory.

Napełniacze z jednej strony służą do zmniejszenia kosztu spoiwa, a z drugiej strony poprawiają warunki użytkowania. Odpowiedni dobór napełniacza lub mieszaniny napełniaczy może znacznie polepszyć kleistość do powierzchni, kontrakcję objętości, przyczepność oraz właściwości mechaniczne utwardzonego wypełniacza szczelin. Korzystnie jako napełniacze lub pigmenty stosuje się węglan wapnia, siarczan baru i dwutlenek tytanu.

Środki pomocnicze stosuje się w celu uzyskania specjalnych efektów, zależnie od zastosowania. Należą do nich przeciwutleniacze, środki zwilżające, środki grzybobójcze, środki konserwujące, środki przeciwpianowe, środki błonotwórcze, środki zapachowe, środki zwiększające przyczepność, rozpuszczalniki, barwniki, środki przeciwogniowe, środki zwiększające rozlewność, żywice, lepiszcza, regulatory lepkości, środki dyspergujące, emulgatory i środki zagęszczające.

Odpowiednimi środkami grzybobójczymi są pochodne izotiazoliny; środkami dyspergującymi - sól sodowa łub amonowa polikwasu akrylowego; emulgatorami - fosforany lub sulfobursztyniany eterów alkilowych, a zagęszczaczami - metyloceluloza i glikol sześcioetylenowy.

Odpowiednimi regulatorami lepkości są na przykład etery celulozowe, uwodorniony olej rącznikowy oraz wysoko zdyspergowana krzemionka, oraz jonowe i niejonowe zagęszczacze, jak polikwas akrylowy i asocjacyjne środki zagęszczające.

Wodę można dodawać łącznie z innymi składnikami, na przykład w postaci wodnej dyspersji spoiwa albo oddzielnie.

Wypełniacz według wynalazku wytwarza się z surowców wyjściowych w ten sposób, że plastyfikator dodaje się do spoiwa przed, podczas lub po reakcji polimeryzacji. Formulacje sporządza się tak, że najpierw wprowadza się spoiwo lub dyspersję spoiwa, a następnie dodaje inne składniki, mieszając i opcjonalnie zwiększając temperaturę. Pożądaną lepkość uzyskuje się przez dodanie na koniec odpowiedniej ilości wody.

nAotaoi nocfv unnoiroho isrr^^-rya tmznalnr y ί^'τ wr W J joVilllUV£i Π

T T^trzl/Or^r lub elastyczne uszczelnienie wg określenia w DIN 52458.

Wypełniacze szczelin według wynalazku wyróżniają się doskonałymi właściwościami mechanicznymi, jak wydłużenie, całkowita deformacja, sprężystość powrotna przy 100% wydłużeniu, a przede wszystkim elastyczność. Wydłużenie oznacza się według normy ISO 8339, sprężystość powrotną przy 100% wydłużeniu - według ISO 8339, a elastyczność - według ISO 7389, metoda B.

Dodatek związku tłuszczowego zaledwie w ilości 0,2% wagowo wystarcza do zwiększenia elastyczności do 37%, dodatek 1% wagowo zwiększają do 80%, a dodatek 4% - do

189 932

92%. Oznacza to, że elastyczność wypełniacza nie zwiększa się liniowo, ale dla zawartości plastyfikatora od 0,2 do 1% rośnie skokowo, a przy dalszym jego dodawaniu wzrasta już tylko nieznacznie. Jak z tego wynika, wypełniacz szczelin według wynalazku jest przydatny szczególnie w przypadku, gdy podłoża mają różne właściwości elastyczne lub różne współczynniki rozszerzalności cieplnej.

Zgodnie z oczekiwaniem, moduł elastyczności zmniejsza się wraz z ilością dodanego plastyfikatora od 0,17 N/mm2 dla dodatku 0% do wartości 0,13 N/mm2 dla dodatku 2% oraz 0,11 N/mm² dla dodatku 4% wagowo plastyfikatora według wynalazku. Oznacza to, że moduł zmniejsza się prawie liniowo.

Odpowiednia kompozycja spoiwa i plastyfikatora według wynalazku umożliwia zatem uzyskanie wysoko jakościowych wypełniaczy szczelin z tanich materiałów wyjściowych. Do innych zalet należą: uniwersalna przyczepność bez podkładów, odporność na warunki atmosferyczne, odporność na starzenie, bardzo nieznaczna skurczliwość, wysoka trwałość i bardzo dobra podatność na obróbkę.

Wynalazek będzie teraz wyjaśniony za pomocą poniższych przykładów.

Przykład 1

A) Materiały wyjściowe

a) 30% wagowo kopolimeru akrylan butylu/akrylonitryl zawierającego ok. 6% akrylonitrylu (PRIMAL 3362; 62% dyspersja wodna),

b) 0 do 4% wagowo estru metylowego kwasu epoksystearynowego,

c) 60% wagowo pigmentów/napełniaczy, a mianowicie TiCW kredy i poliizobutylenu,

d) 1 do 1,5% wagowo środków dyspergujących i stabilizatorów·',

e) 1 do 1,5% wagowo zagęszczaczy, a mianowicie eterów celulozowych i soli amonowych polikwasu akrylowego,

f) woda do 100%.

B) Wytwarzanie wypełniaczy szczelin

W mieszalniku umieszcza się i homogenizuje spoiwo, środki pomocnicze i plastyfikator. Do uzyskanej mieszaniny dodaje się napełniacze. Poszczególne surowce miesza się intensywnie w mieszalniku planetarnym przez 45 minut, odpowietrza i pakuje do handlowych opakowań z tworzyw sztucznych. Po przechowywaniu w opakowaniach, bada się osiągi wypełniacza.

C) Badanie wypełniaczy szczelin

Wypełniacze szczelin badano zgodnie z obowiązującymi normami dla takich materiałów na eloksalowanym aluminium (patrz ISO 11600). Stosowano następujące normy:

Stabilność - ISO 7390

Podatność na obróbkę - ISO 9048

Przyczepność/wydłużenie - ISO 8339

Sprężystość powrotna - ISO 7389.

Odpowiednie wyniki uzyskano także na betonie.

D) Wyniki

W poniższej tabeli 1 przedstawiono sprężystość powrotną przy wzroście zawartości plastyfikatora. Badane wydłużenia wynosiło 100%). Wszystkie próbki porównawcze zawierające ACRONAL 3496 X (kopolimer styren/akrylan butylu z zawartością około 29% styrenu, około 60% akrylanu butylu i około 5% kwasu akrylowego) wykazywały pęknięcia adhezyjne i kohezyjne, zarówno w czasie pomiaru, jak i przechowywania tak, że nie dało się oznaczyć sprężystości powrotnej. Wartości dla kompozycji według wynalazku pokazano w kolumnie oznaczonej jako Primal 3362.

Tabela 1

Zawartość plastyfikatora %	Acronal 3496 X %	Primal 3362 %
1	2	3
0	nie mierzalna	40
1	nic mierzalna ^lj	82

189 932 ciąg dalszy tabeli

1	2	3
2	nie mierzalna '1	87
3	nie mierzalna 1	89
4	nie mierzalna 1	92

⁰ z powodu defektów kohezyjnych lub adhezyjnych

W tabeli 2 przedstawiono wartości granicy plastyczności przy rozciąganiu (moduł przy zerwaniu i wydłużenie przy zerwaniu).

Tabela 2

Zawartość plastyfikatora %	Primal 3362	Acronal 3496 X
	N/mm²	%	N/mm²	%
0	0,17	175	/	/
1	0,15	190	/	/
2	0,14	200	/	/
3	/	/	0,09	100
4	0,13	230	0,08	120

Dla kompozycji według wynalazku sprężystość powrotna jest wyższa od 70%, natomiast dla kompozycji porównawczej nie była ona mierzalna. Wydłużenie przy zerwaniu jest dwukrotnie większe, a moduł przy zerwaniu jest wyższy do 50%.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Poliakrylanowy wypełniacz szczelin w postaci pasty, znamienny tym, że zawiera: kopolimer akrylan/akrylonitryl jako spoiwo w ilości od 10 do 60%, korzystnie od 15 do 60% wagowo; związki tłuszczowe o ciężarze cząsteczkowym korzystnie od 300 do 1500 jako plastyfikatory w ilości od 0,2 do 15%, korzystnie od 1 do 10% wagowo; napełniacze i pigmenty w ilości od 0 do 70%, korzystnie od 20 do 60% wagowo; środki pomocnicze w ilości od 0,3 do 5%, korzystnie od 1 do 2,5% wagowo; oraz wodę w ilości od 5 do 20%, korzystnie od 10 do 15% wagowo w stosunku do całkowitej masy wypełniacza.
2. Wypełniacz według zastrz. 1, znamienny tym, że kopolimer akrylan/akrylonitryl zawiera akrylan w ilości od 85 do 98%, korzystnie od 90 do 98% wagowo oraz akrylonitryl w ilości od 2 do 15%o, korzystnie od 4 do 8% wagowo w stosunku do całkowitej masy kopolimeru.
3. Wypełniacz według zastrz. 1, znamienny tym, że akrylan jest estrem kwasu akrylowego z alkoholem zawierającym od 2 do 8, korzystnie od 2 do 4 atomów węgla w cząsteczce.
4. Wypełniacz według zastrz. 1, znamienny tym, że związki tłuszczowe wybrane są z grupy, do której należą kwasy tłuszczowe, alkohole tłuszczowe oraz ich pochodne, jak etery, estry i amidy.
5. Wypełniacz według zastrz. 1, znamienny tym, że napełniacze i pigmenty wybrane są z grupy, do której należą: kreda, baryt, kaolin, sadza, gips, żel krzemionkowy, glinki, talk, grafit; związki metali, jak glin, żelazo, cynk, tytan, chrom, kobalt, nikiel, mangan, w tym tlenki oraz mieszane tlenki, chromiany, molibdeniany, węglany, krzemiany, gliniany, siarczany; włókna naturalne, celuloza, wióry drzewne, ftalocyjaniny i mączka kwarcowa.
6. Wypełniacz według zastrz. 1, znamienny tym, że środki pomocnicze wybrane są z grupy, do której należą: środki grzybobójcze, regulatory lepkości, środki dyspergujące, emulgatory i środki zagęszczające.