PL206357B1 - Preparat wodo- i chemoodporny - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest preparat wodo- i chemoodporny oraz sposób otrzymywania preparatu wodo- i chemoodpornego, zwłaszcza do otrzymywania powłok przeciwwilgociowych, powłok przeciwwodnych oraz powłok chemoodpornych.

Znany jest z polskiego opisu zgłoszeniowego nr P-342982 preparat wodochronny i sposób otrzymywania preparatu wodochronnego.

Preparat ten składa się z polistyrenu, korzystnie odpadowego, rozpuszczonego w rozpuszczalniku organicznym wybranym z grupy węglowodory aromatyczne szeregu benzenu i/lub węglowodory alifatyczne szeregu acetylenu i/lub chlorowcopochodne węglowodorów aromatycznych szeregu benzenu i/lub pochodne kwasu octowego oraz znane plastyfikatory polistyrenu, przy czym stosunek wagowy polistyrenu do rozpuszczalnika do plastyfikatora wynosi odpowiednio 1:(1,0+8,0):(0,3+2,0).

Sposób otrzymywania preparatu wodochronnego polega na tym, że rozpuszcza się polistyren, korzystnie odpadowy, ewentualnie wstępnie oczyszczony i rozdrobniony, w rozpuszczalniku organicznym, a następnie do roztworu dodaje się znane plastyfikatory polistyrenu, przy czym stosunek wagowy polistyrenu do rozpuszczalnika do plastyfikatora wynosi odpowiednio 1:(1,0+8,0):(0,3+2,0)) oraz ewentualnie dodaje się środki pomocnicze jak pigmenty, antypireny, stabilizatory termiczne.

Preparat ma postać ciekłą i występuje w zestawie: roztwór do gruntowania (odmiana o konsystencji rzadkiej) oraz masa powłokowo-klejąca (odmiana o konsystencji gęstszej). Preparat stosowany jest w budownictwie do zabezpieczania elementów konstrukcji przed oddziaływaniem wilgoci oraz wód wywierających ciśnienie hydrostatyczne.

Preparatem można zabezpieczać podłoża posiadające strukturę mineralną (tynki, cegła, gips, kamień, beton) oraz konstrukcje z drewna.

Stosowanie preparatu polega na zagruntowaniu elementów podłoża (jednokrotne nakładanie), a następnie ułożeniu (co najmniej dwóch warstw) masy powłokowo-klejącej. Uzyskana tym sposobem powłoka charakteryzuje się wysokimi właściwościami technicznymi, predestynującymi ją do zastosowań w budownictwie w bardzo zróżnicowanych warunkach. Powłoka posiada bardzo dobrą przyczepność do podłoża, dużą elastyczność (giętkość i wydłużalność względną), bardzo skuteczną odporność na działanie wód pod zwiększonym ciśnieniem wody oraz własności chemoodporne.

Jedną z cech charakterystycznych powłoki uzyskanej według wynalazku nr P-342982 jest jej grubość. Uzyskana powłoka jest bardzo cienka, jej średnia grubość (po ułożeniu trzech zalecanych warstw) wynosi 0,3 mm. Przy tak wysokich właściwościach technicznych, powłoka o tak małej grubości stanowi rzadkość wśród wyrobów o podobnym przeznaczeniu. Z jednej strony jest to zaleta skutkująca bardzo małym zużyciem materiału, (a co za tym idzie niskimi kosztami zastosowania) oraz stosunkowo krótkim czasem wysychania. Z drugiej strony zbyt cienka warstwa powłoki stanowi w wielu przypadkach mankament. Jednym z istotnych warunków uzyskania skutecznej izolacji wodochronnej jest równomierne pokrycie (o takiej samej grubości) całej izolowanej powierzchni, co w przypadku izolacji cienkowarstwowych jest bardzo utrudnione.

Mankamentem powłok cienkowarstwowych jest także ograniczona zdolność przenoszenia rys w podłożu oraz bardzo duża podatność na uszkodzenia wynikające z przemieszczania się ludzi, urządzeń transportujących (np. taczki), a także od udaru spadających przedmiotów (materiałów, narzędzi itp.). Ponadto, cienka powłoka wymaga starannie przygotowanego podłoża, pozbawionego ubytków i występów, a po jej ułożeniu dodatkowej warstwy chroniącej ją przed uszkodzeniami. Wszystkie te zabiegi pociągają za sobą dodatkowe koszty w postaci nakładów materiałowych (szpachlowanie zagłębień i usuwanie ostrych występów), jak i dodatkowych roboczogodzin ekip wykonujących prace izolujące. Wszystkie te działania powodują wydłużanie procesu inwestycyjnego.

Możliwość uzyskiwania tak cienkiej powłoki izolacyjnej wynika z lepkości preparatu, na co w znacznym stopniu ma wpływ określony, procentowy udział rozpuszczalnika. Zachodzi tu zasada - im więcej rozpuszczalnika w preparacie, tym mniejszą posiada on lepkość i cieńszą uzyskuje się powlokę. Natomiast zmniejszanie procentowego udziału rozpuszczalnika w preparacie (poniżej pewnej wartości) powoduje uzyskanie większej lepkości (gęstszy preparat), a w konsekwencji odpowiednio grubej warstwy powłoki. Z kolei, rozkładanie gęstego preparatu skutkuje tworzeniem się zgrubień oraz pęcherzy, wydłużaniem czasu wysychania, ściekaniem z pionowych powierzchni oraz wzrostem zużycia. Tworzenie się pęcherzy w powłoce jest także związane z użyciem do wytworzenia preparatu danej grupy rozpuszczalników organicznych. Prężność par wielu rozpuszczalników organicznych stosowanych w preparacie powoduje (przy ich stosunkowo dużym udziale procentowym - ok. 60% masy prePL 206 357 B1 paratu oraz temperaturze preparatu i otoczenia powyżej 20°C) dość gwałtowne ich uwalnianie się, co skutkuje tworzeniem się w powłoce pęcherzy, te pękając tworzą z kolei kraterki. Jak wynika z powyższego, zakres temperatur, w jakich może być stosowany preparat, jest istotnie ograniczony.

Znana jest ze stanu wiedzy praktyka napełniania wyrobów w celu uzyskania pożądanych właściwości użytkowych, i/lub obniżenia kosztów materiałowych produktu finalnego. Znana jest też ze stanu wiedzy praktyka regulacji lepkości, reologii i tiksotropowania cieczy. Znane są też ze stanu wiedzy grupy substancji wykorzystywanych do napełniania tworzyw sztucznych (węglan wapnia, kreda, kwarce, talk, kaolin, mika, guma itp.) oraz substancje reologująco - tiksotropujące (krzemionki, krzemiany).

Preparat wodo- i chemooodporny według wynalazku zawiera polistyren, korzystnie odpadowy, rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym wybranym z grupy węglowodory aromatyczne szeregu benzenu i/lub węglowodory alifatyczne szeregu acetylenu i/lub chlorowcopochodne węglowodorów aromatycznych szeregu benzenu i/lub pochodne kwasu octowego, znane plastyfikatory polistyrenu oraz ewentualnie środki pomocnicze jak pigmenty, antypireny, utwardzacze, przyspieszacze, stabilizatory UV, napełniacze wybrane z grupy: węglan wapnia, kreda, mika, talk, kwarc, kaolin, mika i środki tiksotropowe wybrane z grupy: krzemionki lub krzemiany, przy czym stosunek wagowy polistyrenu do rozpuszczalnika do plastyfikatora do napełniacza do środka tiksotropowego wynosi odpowiednio

1:(0,6-2,25):(0,3-1,2):(0,1-10):(0,01 +0,3).

Jako plastyfikatory korzystnie stosuje się ftalan di-isodecylu, ftalan di-isoundecylu, ftalan diisononylu, adypinian di-isodecylu lub adypinian diisononylu.

Sposób otrzymywania preparatu wodo- i chemoodpornego polega na tym, że do rozpuszczalnika organicznego dodaje się środek tiksotropowy wybrany z grupy krzemionki lub krzemiany a następnie w roztworze rozpuszcza się polistyren, korzystnie odpadowy, ewentualnie wstępnie oczyszczony i rozdrobniony, a nastę pnie do roztworu dodaje się znane plastyfikatory polistyrenu zmieszane z napełniaczem wybranym z grupy: węglan wapnia, kreda, mika, talk, kwarc, kaolin, mika, przy czym stosunek wagowy polistyrenu do rozpuszczalnika do plastyfikatora do napełniacza do środka tiksotropowego wynosi odpowiednio 1:(0,6-2,25):(0,3-1,2):(0,1-10):(0,01-0,3) oraz ewentualnie dodaje się środki pomocnicze jak pigmenty, utwardzacze, stabilizatory UV, przyspieszacze. Można również środek tiksotropowy i napełniacze dodać na końcu do uzyskanej kompozycji polistyrenu w rozpuszczalniku.

Uzyskano nową strukturę komponentów preparatu; nieznacznie zmniejszył się w preparacie udział materiału bazowego (polistyrenu), natomiast istotnie zmniejszył się udział rozpuszczalnika.

Uzyskano też nowe własności preparatu: lepszą przyczepność do podłoża, zdolność do przenoszenia zdecydowanie większych rys w podłożu. Uzyskana została możliwość nakładania grubszych warstw powłoki, bez utraty efektu tiksotropowego. Jednocześnie zmniejszył się materiałowy koszt wytworzenia preparatu. W wyniku zastosowania dodatkowych komponentów zostało wyeliminowane (opisane wcześniej) zjawisko tworzenia się pęcherzy w powłoce. Dokonanie zmian ilościowo-jakościowych komponentów spowodowało uzyskanie nowych preparatów, niemożliwych do uzyskania na bazie ilościowo-jakościowej komponentów opisanych w zgłoszeniu patentowym nr P-342982. Są to:

1) Masy izolacyjne, które można układać bezpośrednio na podłożu - bez jego uprzedniego gruntowania Preparat można układać za pomocą pędzla tub wałka malarskiego - wersja rzadsza, lub za pomocą pacy - wersja gęstsza.

2) Masy szpachlowe. Masę można używać do wyrównywania podłoża pod izolacje cienkowarstwową.

3) Masy do wykonywania spoin w miejscach występowania szczelin w podłożu oraz w stykach płaszczyzn wzajemnie prostopadłych (ściany - stropy itp.).

Sposób otrzymywania preparatu, jego właściwości techniczne oraz zastosowania wg wynalazku ilustrują poniższe przykłady badań. Badania te, w większości przypadków, prowadzone były w oparciu o procedury wynikające z Zaleceń Udzielania Aprobat Technicznych (ZU.AT) Instytutu Techniki Budowlanej.

P r z y k ł a d I. Ogólny schemat postę powania przy otrzymywaniu preparatu według wynalazku: Do naczynia wlano rozcieńczalnik stanowiący kompozycję węglowodorów aromatycznych (toluen i octan butylu) oraz węglowodoru alifatycznego. Przygotowany polistyren odpadowy (styropian) wrzucano porcjami do naczynia z rozpuszczalnikiem. W wyniku oddziaływania rozpuszczalnika uległ on rozpuszczeniu. Uzyskana w ten sposób kompozycja posiadała jednolitą, bezbarwną, kleistą konsystencję. Do uzyskanej w ten sposób kompozycji dodano plastyfikator (ftalan di-isononylu), barwnik i cał o ść dokł adnie wymieszano.

PL 206 357 B1

P r z y k ł a d II. Kompozycję opisaną w przykładzie I rozprowadzono pędzlem na ceramicznych próbkach o strukturze porowatej, tj. cegle, betonie, betonie komórkowym i gipsie, a także drewnie. Stwierdzono, że kompozycja polistyrenu, rozpuszczalnika i plastyfikatora w użytych proporcjach tworzy cienką powłokę o bardzo dobrej przyczepności do podłoża. Tak zabezpieczone próbki poddano następnie oddziaływaniu wilgoci. Mianowicie, wszystkie próbki ułożono w kuwecie napełnionej wodą tak, aby jej poziom nie przekraczał połowy wysokości próbek. Przez kilka dób próbki systematycznie obserwowano i ważono. Obserwacja i wyniki pomiarów udowodniły, że wytworzona powłoka doskonale zabezpieczyła wszystkie rodzaje próbek przed oddziaływaniem wody.

P r z y k ł a d III. Do masy uzyskanej w sposób opisany w przykł adzie I, tj. zł o ż onej z polistyrenu, rozpuszczalnika, plastyfikatora w stosunku wagowym komponentów jak 1:1,2:0,50, uzyskanej w sposób opisany w doś wiadczeniu I, dodano kolejno:

- wę glan wapnia w stosunku wagowym do polistyrenu jak 1,15;

- krzemionkę w stosunku wagowym do polistyrenu jak 0,025; i uzyskano preparat w postaci masy, którą można układać na podłożach wcześ niej opisanych przy użyciu pędzla i wałka malarskiego.

P r z y k ł a d IV. Do masy uzyskanej w sposób opisany w przykładzie I, złożonej z polistyrenu, rozpuszczalnika, plastyfikatora w stosunku wagowym komponentów jak 1:0,95:0,65 dodano kolejno:

- wę glan wapnia w stosunku wagowym do polistyrenu jak 2,35;

- krzemionkę w stosunku wagowym do polistyrenu jak 0,025; i uzyskano preparat w postaci gęstej masy, którą można układać na podłożach wcześniej opisanych przy użyciu szpachelki lub pacy.

P r z y k ł a d V. Do masy uzyskanej w sposób opisany w przykł adzie I, zł o ż onej z polistyrenu, rozpuszczalnika, plastyfikatora w stosunku wagowym komponentów jak 1:0,90:0,85 dodano kolejno:

- wę glan wapnia w stosunku wagowym do polistyrenu jak 4,50;

- krzemionkę w stosunku wagowym do polistyrenu jak 0,02; i uzyskano preparat w postaci gęstej masy, którą można wykorzystać jako szpachlę do wyrównywania podłoży pod inne wyroby stosowane w budownictwie: izolacje wodo- i chemoodporne, farby itp. Preparat można stosować przy użyciu szpachelki lub pacy.

P r z y k ł a d VI. Do masy zł oż onej z polistyrenu, rozpuszczalnika, plastyfikatora w stosunku wagowym komponentów jak 1:0,90:0,80 dodano kolejno:

- wę glan wapnia w stosunku wagowym do polistyrenu jak 3,50;

- krzemionkę w stosunku wagowym do polistyrenu jak 0,03; i uzyskano preparat w postaci gęstej masy, którą można wykorzystać do wykonywania spoin w miejscach występowania szczelin. Preparat można stosować przy użyciu szpachelki, pacy lub kartuszy, napełnionych przedmiotowym preparatem.

Preparaty wykonane wg opisu z przykładów III, IV, V i VI poddano standardowym badaniom na: przyczepność do podłoża, elastyczność, wodoszczelność, sklejalność.

P r z y k ł a d VIla, (przyczepność do podłoża) Na oddzielnych podłożach (kostki o wymiarach 10x10x1,5 cm) wykonanych z betonu (marki B20), masy tynkarskiej (marki M12), cegły (zwykłej i silikatowej), betonu komórkowego i gipsu ułożono (oddzielnie) po jednej warstwie preparaty wykonane wg opisu z przykładów III, IV, V i VI. Próbki poddano sezonowaniu. Po tym czasie próbki poddano badaniom na przyczepność do podłoża. Rozkład wyników, uzyskanych dla poszczególnych preparatów (0,5-1,5 MPa), potwierdził wcześniejsze założenia, że preparaty uzyskane w ten sposób (skład i struktura komponentów znamienne dla wynalazku) nie wymagają gruntowania podłoża przed ułożeniem mas uzyskanych w sposób opisanych w przykładach III, IV, V i VI.

P r z y k ł a d Vllb. (przyczepność do podłoża i wodoszczelność) Na podłożu z betonu ułożono kilkumilimetrową warstwę preparatu opisanego w przykładzie V. Następnie bezpośrednio na preparacie ułożono (bez użycia kleju) płytki terakoty i uzyskano tym sposobem jednocześnie warstwę wodochronną i warstwę klejącą. Stwierdzono, że tak zastosowany preparat doskonale spaja betonowe podłoże z posadzkami wykonanymi z płytek terakoty, glazury, gresu tj. materiałów tradycyjnie używanych na balkonach, tarasach i w tzw. pomieszczeniach mokrych. Opisany sposób użycia preparatu pozwolił na wyeliminowanie oddzielnego etapu polegającego na tworzeniu izolacji wodochronnych, a dopiero w następnej kolejności układania posadzek na kleju.

P r z y k ł a d VIII. (odporność na działanie wody pod ciśnieniem hydrostatycznym) Na podłoże wykonane z masy tynkarskiej (marki M12) naniesiono jednokrotnie preparaty wykonane wg opisu z przykładów III, IV i VI. Przygotowane w ten sposób próbki poddano sezonowaniu, a następnie zbaPL 206 357 B1 dano je na przesiąkliwość. Standardowe badanie polega na wywieraniu ciśnienia słupa wody (o wys. 2.000 mm, przez okres 24 godz.) na powierzchnię próbek od strony zabezpieczonej preparatem (ciśnienie „pozytywne). Wykonano dodatkowe badania „pozastandardowe polegające na wywieraniu ciśnienia słupa wody na powierzchnię próbek od strony niezabezpieczonej preparatem (ciśnienie „negatywne), Wyniki badania spełniły założenia odpowiednich zaleceń udzielania aprobat technicznych (ZU.AT) Instytutu Techniki Budowlanej; żadna z próbek nie wykazała śladów przesiąkania wody w okresie wymaganym przez powyższe zalecenia. Badanie polegające na wywieraniu ciśnienia „negatywnego ma dodatkowy aspekt, w którym potwierdza się przyczepność preparatu do podłoża.

P r z y k ł a d IX. (elastyczność) Preparaty uzyskane wg opisu z przykładów III, IV i VI poddano badaniu na tzw. giętkość. Badania wykonano wg PN-74/B-24620. Próbki preparatów rozłożono na paskach folii PE i poddano je sezonowaniu w warunkach laboratoryjnych. Następnie, próbki wraz z prę tem metalowym o ś rednicy 30 mm umieszczono w lodowce, w temperaturze -20°C na 30 min. Po tym czasie pręt i próbkę wyjęto z lodówki i po ustawieniu pręta na podstawce zgięto próbkę na jego półobwodzie. Wyniki badania spełniły założenia normy PN-74/B-24620 - żadna z próbek nie wykazała rys ani pęknięć.

P r z y k ł a d X. (sklejalność) Dwa paski folii PE (5 x 15 cm) sklejono preparatami wykonanymi wg opisu z przykładów III, IV i VI poprzez obustronne posmarowanie obu pasków na długości 6 cm każdy. Przygotowaną w ten sposób próbkę pozostawiono (zgodnie z normą PN-74/B-24620) na 24 godz. pod obciążeniem 2 kG w temp. 20°C. Następnie próbkę (już bez obciążenia) umieszczono w suszarce i zgodnie z normą poddano sezonowaniu. Po tych zabiegach próbki poddano rozrywaniu na zrywarce. Badanie powtórzono jeszcze dwukrotnie. Wszystkie próbki wytrzymały obciążenie normowe, tj. 15 kG.

Wszystkie badania - opisane w przykładach VII, VIII, IX i X - wykonano przy użyciu polistyrenu odpadowego (formy spienione), pierwotnego oraz kompozycji polistyrenu pierwotnego i recyklatu polistyrenu niespienionego (w formie obudów kaset magnetofonowych, różnego rodzaju opakowań nabiału, naczyń jednorazowego użytku itp.).

Poniższy przykład dotyczy badania odporności preparatów na oddziaływanie wybranych związków chemicznych.

P r z y k ł a d XI. Preparaty uzyskane i opisane w przykładach III, IV i VI poddano badaniom na oddziaływanie związków chemicznych w postaci kilkuprocentowych roztworów: kwasu (azotowego, siarkowego i solnego), soli kwasu (azotowego, siarkowego i solnego), wodorotlenków (potasowego i sodowego), wody basenowej (podchloryn sodu) i związków azotowo-potasowych (gnojowicy). Badanie przeprowadzono wg normy PN-78/C-89067. Badanie polega na przygotowaniu 5-próbek każdego rodzaju preparatu (dla danego roztworu) w kształcie koła o średnicy 50 ±1 mm i grubości 3 ± 0,2 mm i sezonowaniu w warunkach laboratoryjnych przez okres 88 h.

Próbki dokładnie się mierzy i waży, a następnie zanurza w roztworach na okres siedmiu dób. Po każdej dobie dokonuje się pomiaru masy i wymiarów i porównuje z wymiarami dokonanymi przed badaniem. Całość badań zakończono oceną elastyczności w sposób opisany w przykładzie IX. Wykonane badania oddziaływania na poszczególne preparaty (wymienionych wyżej roztworów związków chemicznych) nie wykazały zmian świadczących o ich degradacji, a uzyskane wartości spełniają założenia odpowiednich norm i Zaleceń Udzielania Aprobat Technicznych Instytutu Techniki Budowlanej.

Claims (2)

1. Preparat wodo- i chemooodporny, zawierający polistyren, korzystnie odpadowy, rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym wybranym z grupy węglowodory aromatyczne szeregu benzenu i/lub węglowodory alifatyczne szeregu acetylenu i/lub chlorowcopochodne węglowodorów aromatycznych szeregu benzenu i/lub pochodne kwasu octowego, znane plastyfikatory polistyrenu oraz ewentualnie środki pomocnicze jak pigmenty, antypireny, utwardzacze, przyspieszacze, stabilizatory UV, znamienny tym, że zawiera napełniacze wybrane z grupy: węglan wapnia, kreda, mika, talk, kwarc, kaolin, mika i środki tiksotropowe wybrane z grupy: krzemionki lub krzemiany, przy czym stosunek wagowy polistyrenu do rozpuszczalnika do plastyfikatora do napełniacza do środka tiksotropowego wynosi odpowiednio 1:(0,6-2,25):(0,3-1,2):(0,1-10):(0,01-0,3).

2. Preparat według zastrz. 1, znamienny tym, że jako plastyfikatory stosuje się ftalan di-isodecylu, ftalan di-isoundecylu, ftalan di-isononylu, adypinian di-isodecylu lub adypinian di-isononylu.