[RU]

1. Способ получения порошкообразной добавки, пригодной для увеличения адгезии композиций строительных материалов к основам, характеризующимся поверхностной энергией 50 мДж/м ² или менее при измерении в соответствии с DIN 55660-2:2011-12, при этом данная добавка содержит твердый полисахарид и пластификатор, при этом пластификатор является жидкостью при 50°С или ниже, характеризуется температурой кипения 100°С или выше и выбран из группы сложных эфиров, ароматических соединений, гетероароматических соединений, циклических ненасыщенных соединений, включающий следующие стадии: а) приготовление первых частиц, содержащих пластификатор, путем (i) адсорбции пластификатора на твердом носителе или эмульгирования пластификатора с синтетическим водорастворимым полимером в воде и последующей сушки эмульсии; (ii) смешивание этих первых частиц со вторыми частицами, содержащими полисахарид, при этом средний размер более крупной из первых и вторых частиц не более чем в 10 раз превышает средний размер более мелкой частицы; или b) агломерирование первой и второй частиц в одну частицу, где полисахарид представляет собой один или более простых эфиров целлюлозы, содержащий алкильные, карбоксиалкильные и/или гидроксиалкильные группы, простой гуаровый эфир, модифицированный алкильными и/или гидроксиалкильными группами, растворимый в холодной воде крахмал и/или растворимый в холодной воде простой эфир крахмала, при этом общий вес полисахарида и пластификатора составляет по меньшей мере 10 вес.% относительно общего веса добавки.

2. Способ по п.1, в котором полисахарид представляет собой простой эфир целлюлозы или простой гуаровый эфир, при этом алкильная группа представляет собой метильную, этильную и/или пропильную группу, карбоксиалкильная группа представляет собой карбоксиметильную и/или карбоксиэтильную группу и/или гидроксиалкильная группа представляет собой гидроксиэтильную и/или гидроксипропильную группу.

3. Способ по п.1 или 2, в котором пластификатор характеризуется параметром растворимости δ при 25°С от 22,5 до 11 МПа ¹ / ² .

4. Способ по любому из пп.1-3, в котором весовое отношение пластификатора к полисахариду составляет от 90:10 до 1:99.

5. Способ по любому из пп.1-4, в котором носитель характеризуется площадью поверхности по БЭТ, измеренной в соответствии с ISO 5794-1, по меньшей мере 10 м ² /г.

6. Способ по любому из пп.1-5, в котором синтетический водорастворимый полимер выбран из группы полностью или частично омыленных поливиниловых спиртов и их производных, поливинилпирролидона, поливинилацеталя, меламинформальдегидсульфонатов, нафталинформальдегидсульфонатов, полимеризатов пропиленоксида и/или этиленоксида, включая их сополимеры, или сополимеров стирола и малеиновой кислоты и сополимеров винилового эфира и малеиновой кислоты.

7. Способ по любому из пп.1-6, в котором твердый носитель выбран из группы, состоящей из метакаолина, обожженного сланца, диатомовой земли, золы из рисовой шелухи, шлака воздушного охлаждения, метасиликата кальция и/или вулканического шлака, вулканического туфа, трасса, микрокремнезема, доменного шлака и/или кварцевой пыли.

8. Добавка, получаемая способом по п.7.

9. Применение добавки, полученной способом по любому из пп.1-7, в композициях строительных материалов для увеличения адгезии к основе, характеризующейся поверхностной энергией 50 мДж/м ² или менее при измерении в соответствии с DIN 55660-2:2011-12.

10. Применение по п.9, в котором основа с поверхностной энергией 50 мДж/м ² или менее представляет собой основу, содержащую полистирол, полиолефин, поливинилхлорид, линолеум и/или битум.

11. Композиция строительного материала, содержащая добавку по п.9 или 10, наполнитель, минеральное связующее и/или не растворимое в воде полимерное связующее.

12. Способ приклеивания композиций строительных материалов к основам с поверхностной энергией 50 мДж/м ² , измеренной в соответствии с DIN 55660-2:2011-12, включающий стадию добавления добавки, полученной способом по любому из пп.1-7, в композицию строительного материала, нанесение полученной смеси на трудно поддающуюся склеиванию основу и последующее ее высыхание.

(57) Реферат / Формула:

1. Способ получения порошкообразной добавки, пригодной для увеличения адгезии композиций строительных материалов к основам, характеризующимся поверхностной энергией 50 мДж/м ² или менее при измерении в соответствии с DIN 55660-2:2011-12, при этом данная добавка содержит твердый полисахарид и пластификатор, при этом пластификатор является жидкостью при 50°С или ниже, характеризуется температурой кипения 100°С или выше и выбран из группы сложных эфиров, ароматических соединений, гетероароматических соединений, циклических ненасыщенных соединений, включающий следующие стадии: а) приготовление первых частиц, содержащих пластификатор, путем (i) адсорбции пластификатора на твердом носителе или эмульгирования пластификатора с синтетическим водорастворимым полимером в воде и последующей сушки эмульсии; (ii) смешивание этих первых частиц со вторыми частицами, содержащими полисахарид, при этом средний размер более крупной из первых и вторых частиц не более чем в 10 раз превышает средний размер более мелкой частицы; или b) агломерирование первой и второй частиц в одну частицу, где полисахарид представляет собой один или более простых эфиров целлюлозы, содержащий алкильные, карбоксиалкильные и/или гидроксиалкильные группы, простой гуаровый эфир, модифицированный алкильными и/или гидроксиалкильными группами, растворимый в холодной воде крахмал и/или растворимый в холодной воде простой эфир крахмала, при этом общий вес полисахарида и пластификатора составляет по меньшей мере 10 вес.% относительно общего веса добавки.

2. Способ по п.1, в котором полисахарид представляет собой простой эфир целлюлозы или простой гуаровый эфир, при этом алкильная группа представляет собой метильную, этильную и/или пропильную группу, карбоксиалкильная группа представляет собой карбоксиметильную и/или карбоксиэтильную группу и/или гидроксиалкильная группа представляет собой гидроксиэтильную и/или гидроксипропильную группу.

3. Способ по п.1 или 2, в котором пластификатор характеризуется параметром растворимости δ при 25°С от 22,5 до 11 МПа ¹ / ² .

4. Способ по любому из пп.1-3, в котором весовое отношение пластификатора к полисахариду составляет от 90:10 до 1:99.

5. Способ по любому из пп.1-4, в котором носитель характеризуется площадью поверхности по БЭТ, измеренной в соответствии с ISO 5794-1, по меньшей мере 10 м ² /г.

6. Способ по любому из пп.1-5, в котором синтетический водорастворимый полимер выбран из группы полностью или частично омыленных поливиниловых спиртов и их производных, поливинилпирролидона, поливинилацеталя, меламинформальдегидсульфонатов, нафталинформальдегидсульфонатов, полимеризатов пропиленоксида и/или этиленоксида, включая их сополимеры, или сополимеров стирола и малеиновой кислоты и сополимеров винилового эфира и малеиновой кислоты.

7. Способ по любому из пп.1-6, в котором твердый носитель выбран из группы, состоящей из метакаолина, обожженного сланца, диатомовой земли, золы из рисовой шелухи, шлака воздушного охлаждения, метасиликата кальция и/или вулканического шлака, вулканического туфа, трасса, микрокремнезема, доменного шлака и/или кварцевой пыли.

8. Добавка, получаемая способом по п.7.

9. Применение добавки, полученной способом по любому из пп.1-7, в композициях строительных материалов для увеличения адгезии к основе, характеризующейся поверхностной энергией 50 мДж/м ² или менее при измерении в соответствии с DIN 55660-2:2011-12.

10. Применение по п.9, в котором основа с поверхностной энергией 50 мДж/м ² или менее представляет собой основу, содержащую полистирол, полиолефин, поливинилхлорид, линолеум и/или битум.

11. Композиция строительного материала, содержащая добавку по п.9 или 10, наполнитель, минеральное связующее и/или не растворимое в воде полимерное связующее.

12. Способ приклеивания композиций строительных материалов к основам с поверхностной энергией 50 мДж/м ² , измеренной в соответствии с DIN 55660-2:2011-12, включающий стадию добавления добавки, полученной способом по любому из пп.1-7, в композицию строительного материала, нанесение полученной смеси на трудно поддающуюся склеиванию основу и последующее ее высыхание.

---

(19)
Евразийское
патентное
ведомство
025752
(13) B1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.01.30
(21) Номер заявки 201391819
(22) Дата подачи заявки 2012.06.07
(51) Int. Cl.
C04B 40/00 (2006.01) C08K 5/00 (2006.01) C08J3/12 (2006.01) C08L 1/00 (2006.01)
(54) СПОСОБ И ДОБАВКА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ АДГЕЗИИ КОМПОЗИЦИЙ К ОСНОВАМ
(31) 11169505.2; 61/495,560
(32) 2011.06.10
(33) EP; US
(43) 2014.05.30
(86) PCT/EP2012/060780
(87) WO 2012/168347 2012.12.13
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
АКЦО НОБЕЛЬ КЕМИКАЛЗ ИНТЕРНЭШНЛ Б.В. (NL)
(72) Изобретатель:
Аберле Томас, Келликер Роберт (CH)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(56) WO-A2-2011073224 US-A-5959017
DATABASE WPI Week 200344 Thomson Scientific, London, GB; AN 2003-464889 XP002662961, & RU 2204540 C1 (VEFT CO LTD) 20 May 2003 (2003-05-20), cited in the application, abstract
WO-A2-2005054391
(57) Изобретением обеспечивается способ получения порошкообразной добавки, пригодной для увеличения адгезии композиций строительных материалов к основам, характеризующимся поверхностной энергией 50 мДж/м2 или менее при измерении в соответствии с DIN 55660-2:2011-12, при этом данная добавка содержит твердый полисахарид и пластификатор, при этом пластификатор является жидкостью при 50°С или ниже, характеризуется температурой кипения 100°С или выше и подобран из группы сложных эфиров, ароматических соединений, гетероароматических соединений, циклических ненасыщенных соединений, причем способ включает следующие стадии: а) приготовление первых частиц, содержащих пластификатор, путем (i) адсорбции пластификатора на твердом носителе или эмульгирования пластификатора с синтетическим водорастворимым полимером в воде и последующей сушки эмульсии, и (ii) смешивание этих первых частиц со вторыми частицами, содержащими полисахарид, при этом средний размер более крупной из первых и вторых частиц не более чем в 10 раз превышает средний размер более мелкой частицы, или агломерирование первой и второй частиц в одну частицу. Изобретением также обеспечивается добавка, получаемая данным способом, применение этой добавки и композиции строительных материалов, содержащих эту добавку, а также способ приклеивания таких композиций к основам, характеризующимся поверхностной энергией 50 мДж/м2 или менее.
Настоящее изобретение относится к способу получения добавки, к добавке, получаемой указанным способом, к использованию указанной добавки для улучшения адгезии к трудно поддающимся склеиванию основам и к композициям строительных материалов, содержащим указанную добавку, а также к способу склеивания таких композиций с трудно поддающимися склеиванию основами.
Полисахариды широко используются во множестве разнообразных композиций и играют ключевую роль в итоговых свойствах этих композиций. Простые эфиры полисахаридов, такие как простые эфиры целлюлозы, простые гуаровые эфиры и/или простые эфиры крахмала, используют в композициях строительных материалов для улучшения реологических свойств и/или влагоудерживающей способности композиции при смешивании с водой и нанесении на основу.
Однако в силу своей химической природы полисахариды не могут обеспечить достаточной адгезии к трудно поддающимся склеиванию основам. В контексте настоящего изобретения под трудно поддающимися склеиванию основами понимаются основы, характеризующиеся низкой поверхностной энергией, что требует специальных средств для обеспечения адгезии. Трудно поддающиеся склеиванию основы в соответствии с настоящим изобретением обладают поверхностной энергией 50 мДж/м2 или менее, в частности 40 мДж/м2 или менее, при измерении с использованием либо динамометрического пера, описанного в ISO 8296, либо предпочтительно устройства для измерения угла смачивания, соответствующего DIN 55660-2:2011-12, и включают полистиролы, полиолефины, такие как полиэтилены низкой плотности (LDPE), полиэтилены высокой плотности (HDPE) и полипропилены (РР), а также поливинилхлориды (PVC) и их смеси.
Следовательно, когда композицию строительного материала необходимо склеить с такой трудно поддающейся склеиванию основой, в композицию нужно добавить дополнительные компоненты, обеспечивающие достаточную адгезию. Такой дополнительный компонент - это, например, синтетический латекс в форме водной дисперсии или диспергируемого в воде порошкообразного полимера. Такие ла-тексы обычно добавляют для придания композиции строительного материала дополнительных свойств, таких как когезионная прочность и/или гибкость. Однако для создания достаточной адгезии к таким трудно поддающимся склеиванию основам во многих случаях требуется увеличение количества добавляемого латекса сверх количества, необходимого для достаточной когезионной прочности и/или гибкости.
Следовательно, целью настоящего изобретения является обеспечение добавки, повышающей адгезию, в частности адгезию к трудно поддающимся склеиванию основам. Другой целью является обеспечение добавки, при помощи которой можно регулировать адгезию к трудно поддающимся склеиванию основам отдельно от других свойств композиции строительного материала, таких как, например, когези-онная прочность. Хотя полисахариды уже являются ключевым компонентом композиций строительных материалов, было бы реальным преимуществом, если бы они также могли обеспечивать адгезию к трудно поддающимся склеиванию основам. Это позволило бы оптимизировать тип и количество дополнительных компонентов данной композиции, например водных дисперсий или диспергируемых в воде порошкообразных полимеров, независимо от регулирования адгезии к этим основам.
Неожиданно было обнаружено, что данная цель изобретения может быть достигнута путем создания способа получения порошкообразной добавки, пригодной для увеличения адгезии композиций строительных материалов к основам, характеризующимся поверхностной энергией 50 мДж/м2 или менее при измерении в соответствии с DIN 55660-2:2011-12, при этом данная добавка содержит твердый полисахарид и пластификатор, при этом пластификатор является жидкостью при 50°С или ниже, характеризуется температурой кипения 100°С или выше и подобран из группы, в которую входят сложные эфиры, кето-ны, альдегиды, карбонаты, ароматические соединения, гетероароматические соединения, гетероциклические соединения, галогенированные углеводороды, циклические ненасыщенные соединения, терпены, сульфаты и сульфоксиды, включающего следующие стадии:
a) приготовление первой частицы, содержащей пластификатор, путем (i) адсорбции пластификатора
на твердом носителе или эмульгирования пластификатора с синтетическим водорастворимым полимером
в воде и последующей сушки эмульсии, и (ii) смешивание этой первой частицы со второй частицей, со-
держащей полисахарид, при этом средний размер более крупной из первых и вторых частиц не более чем
в 10 раз превышает средний размер более мелкой частицы; или
b) агломерирование первой и второй частиц в одну частицу.
Заявляется также добавка, получаемая указанным способом.
Неожиданно оказалось, что способ и добавка, соответствующие настоящему изобретению, позволяют получить полисахарид с превосходными адгезионными свойствами в отношении трудно поддающихся склеиванию основ, т.е. основ, характеризующихся поверхностной энергией 50 мДж/м2 или менее при измерении в соответствии с DIN 55660-2:2011-12. Было обнаружено, что полисахарид сохраняет другие свои свойства, например влагоудерживающую способность и реологический профиль. Кроме того, добавляемое количество добавки, содержащей полисахарид и пластификатор, нужно увеличить в самой малой степени благодаря высокой адгезионной способности пластификатора. Этой добавкой легко манипулировать, она сообщает устойчивость при хранении и подвижность. Поскольку для обеспечения адгезии нужно только очень небольшое количество пластификатора, добавку, содержащую полисахарид
и пластификатор, легче дозировать в композиции, чем пластификатор, например, адсорбированный на носителе, сам по себе. Кроме того, добавка не оказывает отрицательного воздействия на другие компоненты при смешивании с получением композиций. При контакте с водой она обладает превосходной смачиваемостью и хорошо растворяется, диспергируется и/или повторно диспергируется. Эта добавка повышает адгезию к трудно поддающимся склеиванию основам уже при внесении в очень малом количестве, например даже менее 0,5 вес.% относительно общего веса сухой композиции строительного материала. Когда добавка получена путем смешивания первой и второй частиц, тот факт, что средний размер более крупной частицы не более чем в 10 раз превосходит средний размер более мелкой частицы, позволяет существенно уменьшить - или даже полностью исключить - риск расслаивания частиц. Поскольку расслаивание в значительной степени предотвращено, композиция добавки остается неизменной во время транспортировки и хранения.
Также заявляется использование добавки настоящего изобретения в композициях строительных материалов с целью повышения адгезии указанных композиций строительных материалов к трудно поддающимся склеиванию основам, т.е. основам, характеризующимся поверхностной энергией 50 мДж/м2 или менее, в частности 40 мДж/м2 или менее.
Настоящим изобретением также обеспечиваются композиции строительных материалов, содержащие добавку по настоящему изобретению, наполнитель, минеральное связующее и/или водонераствори-мое полимерное связующее.
Неожиданно оказалось, что благодаря настоящему изобретению возможно составлять композиции строительных материалов без добавления соответствующего полимерного связующего для обеспечения адгезии. В некоторых вариантах осуществления изобретения возможно даже составление таких композиций вообще без какого-либо полимерного связующего, при этом они все же обладают превосходной адгезией к трудно поддающимся склеиванию основам. В других вариантах осуществления изобретения строительный материал, композиция которого содержит добавку по настоящему изобретению, может иметь состав с меньшим количеством полимерных связующих и/или с полимерными связующими, которые лучше соответствуют задаче увеличения когезионной прочности и/или гибкости. Следовательно, в целом усовершенствованные композиции той же стоимости - или более рентабельные композиции с такими же свойствами - могут быть без труда получены при том же или меньшем числе компонентов.
Также заявляется способ приклеивания композиций строительных материалов к трудно поддающимся склеиванию основам, т.е. основам, характеризующимся поверхностной энергией 50 мДж/м2 или менее при измерении в соответствии с DIN 55660-2:2011-12, включающий стадию введения добавки по настоящему изобретению в композицию строительного материала, необязательно добавление растворителя или смеси растворителей и перемешивание, нанесение полученной смеси на трудно поддающуюся склеиванию основу и оставление для высыхания. Предпочтительным растворителем является вода.
Неожиданно было обнаружено, что изобретенный способ склеивания композиций строительных материалов с трудно поддающимися склеиванию основами не требует дополнительной стадии. Следовательно, изменений в существующие способы вносить не нужно. Кроме того, при добавлении воды данные композиции обладают превосходной смачиваемостью и смешиваемостью, а полученные смеси легко наносятся.
Отмечается, что US 5959017 относится к способу модификации при помощи жидких добавок повторно диспергируемых в воде композиций порошкообразных дисперсий на основе полимеров этилен-ненасыщенных соединений. Жидкие добавки наносят на порошкообразный материал-носитель, который может представлять собой, помимо прочего, целлюлозу, крахмал или поперечно-сшитый полисахарид. Полученный таким образом порошок затем добавляют в дисперсию во время сушки дисперсии. Когда такие продукты добавляют в строительный раствор на основе цемента, время схватывания может быть увеличено.
RU 2204540 С1 относится к сухим строительным смесям для укладки, помимо прочего, плитки, древесноволокнистых плит и пенопластовых плит. Смесь содержит связующий компонент, наполнитель и 1,0-10,0% модифицирующей добавки, состоящей из микрокремнезема, пластификатора, доломита или известковой муки и дополнительно 0,05-0,5% водорастворимого простого эфира целлюлозы и 0,1-5,0% повторно диспергируемого порошка в форме сополимеров винилацетата или акрилата. Утверждается, что заявленная смесь улучшает параметры укладки и расширяет возможности способа одновременно с облегчением операции укладки. Однако ничего не говорится о повышении адгезии к трудно поддающимся склеиванию строительным материалам. Кроме того, тип пластификатора не описан вовсе. Поскольку заявлена сухая строительная смесь и поскольку добавляют пластификатор, как таковой, специалистам в данной области понятно, что пластификатор представляет собой цементный суперпластификатор. Такие суперпластификаторы представляют собой высокомолекулярные твердые вещества, которые разлагаются при повышенных температурах, однако при 50°С или ниже они не являются жидкостями и характеризуются температурой кипения более 100°С.
WO 2010/119017 относится к сухой растворной смеси, содержащей сложный эфир а) 2-этилгексановой кислоты и b) спирта, характеризующегося температурой кипения по меньшей мере 160°С. Указанный сложный эфир используют для уменьшения пылеобразования сухой растворной сме
си.
CN 101759392 относится к пластифицирующему порошку для строительного раствора, который получен путем смешивания порошкообразного каолина, а-олефинсульфоната, гидроксипропилметилцел-люлозы, карбоксиметилцеллюлозы и лигносульфата натрия. Указанный порошок обладает великолепной влагоудерживающей способностью и пластифицирующим действием и позволяет получить строительный раствор высокой прочности, с небольшим выделением цементного молока. Лигносульфат натрия при комнатной температуре твердый, он известен как пластификатор бетона, т.е. суперпластификатор или разжижитель. Таким образом, данная ссылка относится к другому типу материалов.
Во всех этих ссылочных материалах не раскрывается и не выдвигается предмета по настоящему изобретению, включая проистекающие технические эффекты.
Добавка.
Добавка, соответствующая настоящему изобретению, имеет форму порошка, который включает, в соответствии с изобретением, также гранулы и/или хлопья. В предпочтительном варианте осуществления изобретения порошки обладают высокой подвижностью, т.е. являются свободнотекучими. Текучесть может быть измерена с использованием испытательного устройства по Dr. Pfrengle (поставляемого, например, компанией Krang-Industrietechnik), соответствующего ISO 4342. При этом определенное количество порошка рассыпают через заданное отверстие на немного шероховатую поверхность. Угол естественного откоса может быть определен путем измерения высоты полученного конуса с использованием таблицы перевода. Чем меньше угол естественного откоса, тем лучше текучесть. Для свободнотекучих порошков угол естественного откоса составляет предпочтительно от 5 до 70°, в частности от 5 до 60°.
В качестве одного из компонентов добавка содержит полисахарид, в качестве другого компонента -пластификатор. В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения общий вес полисахарида и пластификатора составляет по меньшей мере 10 вес.%, в частности по меньшей мере 20 вес.%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 30 вес.% относительно общего веса добавки.
Добавка может быть получена различными способами. В одном из вариантов осуществления изобретения пластификатор смешивают с полисахаридом, который предпочтительно находится в водной среде, после чего высушивают данную смесь. В случае физической и/или химической обработки полисахарида пластификатор может быть добавлен к полисахариду до, во время и/или после указанной обработки. Однако во многих случаях является выгодным добавлять пластификатор после обработки, чтобы исключить какие-либо побочные реакции.
В контексте настоящего изобретения водная среда может представлять собой водный раствор, пасту на водной основе, водную эмульсию, водную суспензию, гель, и/или полисахарид может находиться в набухшем состоянии в водной среде.
В другом варианте осуществления изобретения добавку, соответствующую изобретению, получают путем приготовления первой частицы, содержащей пластификатор, путем (i) адсорбции пластификатора на носителе и (ii) смешивания этой первой частицы со второй частицей, содержащей полисахарид.
В другом варианте осуществления изобретения добавку, соответствующую изобретению, получают путем приготовления первой частицы, содержащей пластификатор путем (i) эмульгирования пластификатора с синтетическим водорастворимым полимером в воде и последующей сушки этой эмульсии и (ii) смешивания этой первой частицы со второй частицей, содержащей полисахарид.
Когда добавка содержит первую и вторую частицы, важно, чтобы средний размер более крупной из частиц - первой и второй не более чем в 10 раз, предпочтительно не более чем в 7 раз, в частности не более чем в 5 раз, превосходил средний размер более мелкой частицы. В качестве альтернативы, в частности, когда средние размеры более крупной частицы и более мелкой частицы отличаются более чем в 10 раз, первая и вторая частицы могут быть агломерированы в одну частицу, необязательно с последующей стадией размола, если нужны частицы меньшего размера. Это помогает уменьшить или даже полностью исключить расслаивание разных частиц добавки. Когда частицы, например, носителя присутствуют в агломерированной форме, необходимо учитывать размер частиц агломерата. Размер частиц измеряют методом рассеяния света (для мелких частиц, например, размером менее 1 мкм) или дифракции света (для более крупных частиц, например, крупнее 1 мкм), таким как, например, ISO 13320:2009, и указывают как среднеобъемный. Эти методики хорошо известны специалистам.
Сушка смеси с целью получения добавки, соответствующей изобретению, и эмульгированного в воде с синтетическим водорастворимым полимером пластификатора может быть осуществлена хорошо известным специалистам образом. Предпочтительной является распылительная сушка, включая импульсную сушку продуктами сгорания, сушка вымораживанием, сушка в псевдоожиженном слое, сушка в барабанной сушилке, сухое измельчение или термическая сушка, в каковом случае сушка в барабанной сушилке и сухое измельчение являются особенно предпочтительными. Наиболее предпочтительные методы сушки смеси пластификатора с полисахаридом включают сушку в барабанной сушилке и сухое измельчение, при этом эмульгированный пластификатор наиболее предпочтительно сушат с использованием распылительной сушки или сушки вымораживанием.
Специалистам хорошо известны методики адсорбирования пластификатора на носителе, методики эмульгирования пластификатора с синтетическим водорастворимым полимером в воде и методики сме
шивания первой частицы, содержащей пластификатор и носитель, со второй частицей, содержащей полисахарид. Эти методики хорошо известны и общепризнанны.
Полученные адсорбированные порошки, а также смесь первой и второй частиц, т.е. добавка, в основном являются свободнотекучими, устойчивыми при хранении и при контакте с водой придают свойство смачиваемости.
В одном из вариантов осуществления изобретения весовое отношение общего количества пластификатора к общему количеству полисахарида предпочтительно составляет от примерно 90:10 до примерно 1:99, в частности от примерно 80:20 до примерно 5:95, наиболее предпочтительно от примерно 70:30 до примерно 20:80.
Полисахарид.
Полисахариды представляют собой распространенный и хорошо известный класс материалов. Специалистам в данной области известны пригодные полисахариды и их производные, которые могут быть использованы в конкретных композициях и вариантах применения.
Полисахарид может быть естественного происхождения или может быть получен синтетическим путем. Полисахариды часто являются твердыми при комнатной температуре и предпочтительно имеют большой молекулярный вес. Как правило, они характеризуются насыпной плотностью примерно 200 г/л или выше, в частности примерно 400 г/л или выше. В композициях строительных материалов полисахариды обычно используют в количестве примерно от 0,05 до 3 вес.%; они обеспечивают водоудерживание и/или помогают регулировать реологический профиль. Таким образом, их часто используют также в качестве загустителей или для придания композиции свойства снижения вязкости при сдвиге. Конкретные типы используемого полисахарида варьируются и зависят от конкретного применения. Они хорошо известны специалистам в данной области.
К не имеющим ограничительного характера примерам полисахаридов относятся полисахариды и простые эфиры полисахаридов, растворимые в холодной воде, такие как, например, простые эфиры целлюлозы, простые эфиры крахмала (амилоза и/или амилопектин и/или их производные), простые гуаро-вые эфиры, декстрины и/или альгинаты. Также могут быть использованы синтетические полисахариды, например анионогенные, неионогенные или катионогенные гетерополисахариды. К не имеющим ограничительного характера примерам относятся ксантановая смола, велановая смола и/или диутановая смола. Особенно предпочтительными полисахаридами являются простые эфиры целлюлозы, простые эфиры крахмала, простые гуаровые эфиры, декстрины, ксантановые смолы, велановые смолы и/или диутановые смолы.
Полисахариды могут быть физически и/или химически модифицированы. К физической модификации относится термическая обработка, типичная, например, для крахмалов с целью получения крахмалов, растворимых в холодной воде. К ней также относится термическое разложение крахмалов до декстринов. Кроме того, полисахариды могут быть подвергнуты обработке в водной щелочной среде, что может быть использовано, например, в производстве простых эфиров целлюлозы. В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения полисахарид представляет собой физически модифицированный крахмал, в частности крахмал, декстрин или их производные, растворимые в холодной воде.
Полисахариды также могут быть химически модифицированы, что может быть осуществлено во время и/или после физической модификации. Известно множество разных способов химической обработки полисахаридов, к которым относится кислотное, а также ферментативное разложение крахмалов до декстринов. Типы и методы химической обработки хорошо известны специалистам в данной области. К не имеющим ограничительного характера примерам модификации относится введение алкильной, кар-боксиалкильной и/или гидроксиалкильной групп. К не имеющим ограничительного характера примерам пригодных алкильных групп относятся метил, этил, пропил и/или длинноцепочечные, например, от С10 до С30, предпочтительно от С12 до С20 алкильные группы. К не имеющим ограничительного характера примерам пригодных карбоксиалкильных групп относятся карбоксиметил и/или карбоксиэтил. К не имеющим ограничительного характера примерам пригодных гидроксиалкильных групп относятся гидро-ксиэтил и/или гидроксипропил. Эти типы модификаций хорошо известны и являются предпочтительными при изготовлении простых эфиров целлюлозы и простых гуаровых эфиров.
Предпочтительными простыми эфирами целлюлозы и простыми гуаровыми эфирами являются ме-тилцеллюлоза, этилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, гидроксиэтилгид-роксипропилцеллюлоза, метилгидроксиэтилцеллюлоза, этилгидроксиэтилцеллюлоза, метилэтилгидрок-сиэтилцеллюлоза, метилгидроксиэтилгидроксипропилцеллюлоза, этилгидроксиэтилгидроксипропилцел-люлоза, метилэтилгидроксиэтилгидроксипропилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксиэтилгу-ар, гидроксипропилгуар, метилгуар, этилгуар, метилгидроксиэтилгуар, метилгидроксипропилгуар, этил-гидроксиэтилгидроксипропилгуар, этилгидроксипропилгуар, карбоксиметилгуар и их смеси.
Вязкость водных растворов простого эфира целлюлозы и простого гуарового эфира, предназначенных к использованию, является важным средством обеспечения заданного реологического профиля композиции строительного материала. Вязкость по Брукфилду простых эфиров целлюлозы и гуара, измеренная при 20 об/мин для 2% водного раствора при 20°С, предпочтительно составляет примерно от 100 до 10000 мПа-с, в частности примерно от 1000 до 75000 мПа-с, особенно предпочтительно примерно от 5000
до 50000 мПа-с.
Кроме того, полисахариды могут быть функционализированы, например, алкильными, предпочтительно С8-С30-алкильными, в частности Q-C^-алкильными, сульфатными, фосфатными, амино- и/или катионогенными группами, такими как аммонийные группы.
Наиболее предпочтительными полисахаридами являются декстрины, водорастворимые крахмалы и простые эфиры крахмалов, простые эфиры целлюлозы и простые гуаровые эфиры, модифицированные одной или несколькими из следующих групп: метильной, этильной, н-пропильной, изопропильной группой, гидроксиэтильной, гидроксипропильной и/или карбоксиметильной группой.
Пластификатор.
Термин пластификатор в соответствии с настоящим изобретением относится к пластификаторам, т.е. мягчителям, известным и применяемым в области производства пластмасс. Пластификаторы для бетона, т.е. суперпластификаторы или разжижители, относятся к другому классу соединений и, следовательно, не подпадают под значение данного термина.
Пластификатор, который может быть использован в добавке в соответствии с использованием и способом по настоящему изобретению, может представлять собой любое соединение, известное специалистам в данной области как размягчающее и/или частично растворяющее пластмассы, которые могут присутствовать в основе, используемой в качестве основы для композиций строительных материалов, например полистирол, поливинилхлорид или полиолефины. Предпочтительные пластификаторы, пригодные для выполнения данной функции, являются жидкими при температуре 50°С или ниже, характеризуются температурой кипения 100°С или выше и параметром растворимости 5 при 25°С от 22,5 МПа1/2 до 11 МПа1/2. Кроме того, они обычно характеризуются растворимостью в воде, т.е. растворимостью в дистиллированной воде, при 23°С 50 г/л или менее, предпочтительно 20 г/л или менее, в частности 10 г/л или менее.
В ряде документов, таких как CRC Handbook of Solubility-Parameters and Other Cohesion Parameters, 2nd Ed., A.F.M. Barton, CRC Press, 1991; p. 123-138 или Polymer Handbook, 4th Ed., J. Brandrup et al. (Ed), John Wiley & Sons, Inc. (1999), p. VII/694-701, различные параметры растворимости, относящиеся к одной и той же характеристике продукта, могут быть указаны под разными наименованиями. Следовательно, они являются взаимозаменяемыми. Таким образом, параметры растворимости Гильдебранда 5 и 5i, также известные как когезионный параметр, параметр растворимости Гансена 5 или 5t, а также когезион-ные параметры Хоя для жидкостей 5t, могут быть взяты в качестве параметра 5 в настоящем изобретении. В случае сомнения следует использовать параметр растворимости Гансена.
В том случае, если параметр растворимости 5 нельзя найти или вычислить на основании данных справочников для пластификаторов, являющихся жидкостями при температуре 50°С или ниже и характеризующихся температурой кипения 100°С или выше, для установления, что они являются пластификаторами в соответствии с настоящим изобретением, можно использовать следующий метод испытаний:
Как указано выше, пластификатор, который может быть использован в контексте изобретения, должен обладать способностью размягчения и/или частичного растворения трудно поддающейся склеиванию основы, например основы, содержащей полистирол, полиолефин или поливинилхлорид. Для соответствия этой отличительной особенности изобретения пластификатор должен обладать способностью растворения 1 вес.% содержащей пластмассу основы, например, при 23°С и стандартном давлении, например 1 атм. Перемешивание не требуется или требуется лишь небольшое. Это можно установить путем добавления 0,05 указанной основы предпочтительно маленькими кусочками в 5 г пластификатора. Если эта основа или органическая часть основы в случае материала с наполнителем полностью растворяется в пластификаторе, что при исполнении может быть визуально зафиксировано по образованию прозрачной жидкости, пластификатор считают способным растворять частично или даже полностью пластмассу основы. Предпочтительно полное растворение происходит за 7 дней, более предпочтительно за 5 дней.
Предпочтительно пластификатор характеризуется параметром растворимости 5 при 25°С 12 МПа1/2 или выше, в частности 14 МПа1/2 или выше.
Предпочтительно пластификатор характеризуется температурой кипения 150°С или выше. В одном из вариантов осуществления изобретения температура кипения пластификаторы составляет менее 400°С.
Пластификатор может быть подобран из группы, в которую входят сложные эфиры, ароматические соединения, гетероароматические соединения, циклические ненасыщенные соединения.
Конечно, специалисты в данной области смогут подобрать наилучший пластификатор, когда будет известно, на какую основу нужно наносить данную композицию.
Количество пластификатора в композиции строительного материала (относительно сухого вещества, жидкости типа вода-в-масле) в одном из вариантов осуществления изобретения составляет от 0,01 до 5 вес.%, предпочтительно от 0,02 до 2 вес.%, в частности от 0,05 до 1 вес.%.
Ниже приведены не имеющие ограничительного характера примеры жидкостей, пригодных для использования в качестве пластификаторов в контексте настоящего изобретения.
Сложные эфиры.
К классу сложных эфиров карбоновых кислот принадлежат насыщенные и ненасыщенные алкило-вые эфиры С1-С22-карбоновых кислот, включая эфиры жирных кислот, такие как Q-Q-алкиловые эфиры С6-С18-карбоновых кислот. Не имеющими ограничительного характера примерами являются метиловый, этиловый, пропиловый, бутиловый, пентиловый, гексиловый, гептиловый, октиловый, нониловый, деци-ловый, додециловый, аллиловый и/или бензиловый эфиры гексановой кислоты, гептановой кислоты, октановой кислоты, нонановой кислоты, декановой кислоты, додекановой кислоты, тетрадекановой кислоты, гексадекановой кислоты, октадекановой кислоты, эйкозановой кислоты, лауриновой кислоты, мири-стиновой кислоты, пальмитиновой кислоты, стеариновой кислоты, арахидоновой кислоты, миристолеи-новой кислоты, пальмитолеиновой кислоты, сапиеновой кислоты, олеиновой кислоты, линоленовой кислоты, линолевой кислоты, арахидоновой кислоты, эйкозапентаеновой кислоты, эруковой кислоты, доко-загексаеновой кислоты, сложный эфир рапсового масла, алкилсульфофенилэфиры, также известные под торговыми марками Mesamoll, Mesamoll II и Mesamoll TP LXS 51067 от Lanxess, их смеси и их производные. Предпочтительными является метиловый, этиловый, пропиловый и/или бутиловый эфиры дека-новой кислоты, лауриловой кислоты, миристиновой кислоты, пальмитиновой кислоты, рапсового масла, сульфофенилэфиры и их смеси.
К классу сложных эфиров дикарбоновых кислот принадлежат, в частности, С1-С12-алкиловые эфиры С2-С20-дикарбоновых кислот, такие как С1-С12-алкиловые эфиры щавелевой кислоты, мало новой кислоты, янтарной кислоты, глутаровой кислоты, адипиновой кислоты, пимелиновой кислоты, субериновой кислоты, азелаиновой кислоты, себациновой кислоты, малеиновой кислоты, фталевой кислоты, а также их смеси и их производные. Не имеющими ограничительного характера примерами являются ди-бутил-, дигексил- и диоктилоксалат; дипропил-, дибутил- и дигексилмалонат; диметил-, диэтил- и ди-пропилсукцинат; диметил-, диэтил- и дипропилглутарат; бис-(2-этилгексил)адипат; диметил-, диэтил- и дипропиладипат; монометиладипат, диоктиладипат; диметил-, диэтил- и дипропилпимелат; дибутилсе-бакат, диметил-, диэтил-, дипропил- и ди-н-бутилмалеат; диизобутилмалеат, бис-(2-этилгексил)фталат, диизононилфталат, би(н-бутил)фталат, бутилбензилфталат, диизодецилфталат, ди-н-октилфталат, диизо-октилфталат, диэтилфталат, диизобутилфталат, ди-н-гексилфталат, а также их смеси и их производные. Предпочтительными являются диизононилфталат, диоктилфталат, дибутилфталат, диметил- и диэтила-дипат, дигексилмалонат, дигексил- и диоксилоксалат, диизононил-1,2-циклогександикарбоксилат, также известный под торговой маркой Hexamoll(r) DINCH от BASF, 2,2'-этилендиоксидиэтил-бис-(2-этилгексаноат), также известный под торговой маркой Oxfilm 351 от Oxea Chemicals, и их смеси. Особенно предпочтительными являются диалкилциклогександикарбоксилаты, в которых алкильные группы - это группы С4-С12, например диизононил-1,2-циклогександикарбоксилат, и алкилендиоксидиалкилби-салкилалканоаты, в которых алкиленовые и алкильные группы - это группы С2-С4, алкановая группа - это группа С4-С10, например 2,2'-этилендиоксидиэтил-бис-(2-этилгексаноат).
К классу сложных эфиров трикарбоновых кислот принадлежат, в частности, С1-С12-алкиловые эфи-ры лимонной кислоты, изолимонной кислоты, аконитовой кислоты, пропан-1,2,3-трикарбоновой кислоты, тримезиновой кислоты, тримеллитовой кислоты и их производные. К не имеющим ограничительного характера примерам относятся триэтилцитрат, ацетилтриэтилцитрат, трибутилцитрат, ацетилтрибутил-цитрат, триоктилцитрат, ацетилтриоктилцитрат, тригексилцитрат, ацетилтригексилцитрат, бутирилтри-гексилцитрат, ацетилтри-н-децилцитрат, триметилтримеллитат, три(2-этилгексил)тримеллитат, три(н-октил, н-децил)тримеллитат, три(гептил, нонил)тримеллитат, н-октилтримеллитат, а также их смеси и их производные. Предпочтительными являются ацетилтрибутилцитрат, бутирилтригексилцитрат, ацетил-триоктилцитрат, триоктилцитрат, триэтилцитрат, ацетилтри-н-децилцитрат и их смеси.
К классу сложных эфиров принадлежат также масла и жиры, включая растительные масла, такие как оливковое масло, пальмовое масло, соевое масло, масло канола, тыквенное масло, кукурузное масло, подсолнечное масло, сафлоровое масло, арахисовое масло, масло из виноградных косточек, кунжутное масло, масло железного дерева, рисовое масло, горчичное масло, миндальное масло, масло из молока буйволиц, хлопковое масло, диацилглицериновое (DAG) масло, ореховое масло, а также их смеси и производные. Кроме того, могут быть использованы животные жиры, такие как лярдовое масло и сливочное масло.
Жирные спирты.
К классу жирных спиртов принадлежат насыщенные и ненасыщенные С6-С35-спирты. К не имеющим ограничительного характера примерам жирных спиртов относятся каприловый спирт, пеларгоно-вый спирт, каприновый спирт, лауриловый спирт, миристиловый спирт, цетиловый спирт, пальмитолеи-ловый спирт, изостеариловый спирт, элаидиловый спирт, олеиловый спирт, линолеиловый спирт, элаи-долинолеиловый спирт, линолениловый спирт, элаидолинолениловый спирт, рицинолеиловый спирт, арахидиловый спирт, бегениловый спирт, эруциловый спирт, лигноцериловый спирт, цериловый спирт, монтаниловый спирт, клуитиловый спирт, мирициловый спирт, мелиссиловый спирт, геддиловый спирт, цетеариловый спирт, а также их смеси и их производные. Особенно предпочтительными являются ка-приловый спирт, лауриловый спирт, миристиловый спирт, цетиловый спирт, пальмитолеиловый спирт.
Ароматические соединения.
К классу ароматических соединений принадлежат также алкилбензоаты, включая С1-С12-бензоаты, толуол, ксилол, крезол, моно-, ди- и три-стиролсодержащие фенолы, Q-С^-алкилфенолы, а также их смеси и их производные. Особенно предпочтительными являются крезол и стиролсодержащие фенолы.
Гетероароматические соединения.
Класс гетероароматических соединений включает также пиридин.
Класс циклических ненасыщенных соединений включает гемитерпены, монотерпены, такие как а-, Р-, у-терпинены, сесквитерпены, дитерпены, сестертерпены, тритерпены, тетратерпены.
К не имеющим ограничительного характера примерам монотерпенов относятся камфорхинон, ментол, лимонен, пинен, ментадиен и/или терпинен, а также их смеси и их производные.
Особенно предпочтительными являются лимонен, терпинен, ментадиен, пинен, сквален и их смеси и производные.
Носитель.
Носитель, использование которого возможно в контексте настоящего изобретения, предпочтительно представляет собой неорганический носитель или наполнитель. Примерами неорганических носителей или наполнителей являются алюмосиликат, оксид кремния, диоксид кремния, оксид алюминия-кремния, гидрат силиката кальция, силикат алюминия, силикат магния, гидрат силиката магния, гидрат силиката магния-алюминия, смеси ангидрита кремниевой кислоты и каолинита, гидрат силиката алюминия, силикат кальция-алюминия, гидрат силиката кальция, силикат алюминия-железа-магния, карбонат кальция, карбонат кальция-магния, метасиликат кальция, ингибиторы комкования, диоксид титана в виде частиц, вспученный перлит, целлит, кабозил, циркозил, аэрозил, эуроцелл, филлит, промаксон, фарфоровая глина, доломит, порошкообразный известняк, мел, слоистые силикаты и/или осажденный диоксид кремния. Предпочтительными являются силикат, диоксид кремния, микрокремнезем, пирогенный кремнезем, карбонаты, каолин и/или фарфоровая глина, наиболее предпочтительны силикат, диоксид кремния и/или пирогенный кремнезем.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения носитель характеризуется диаметром первичных частиц (particle size diameter - PSD) менее 1 мкм. Он может быть небольшим, например 0,1 мкм или менее, но вообще, из-за токсичности, связанной с вдыханием небольших частиц пыли, и из соображений удобства обращения, является предпочтительным, чтобы эти первичные частицы легко образовывали агрегаты и, как таковые, характеризовались размером частиц, измеренным, например, методом рассеяния света или дифракции света, таким как, например, ISO 13320:2009, например, от 10 до 300 мм, предпочтительно от 15 до 200 мкм.
Еще более предпочтительно, чтобы неорганический наполнитель обладал цементирующими свойствами.
Хорошо известными примерами наполнителей, обладающих цементирующими свойствами, являются пуццоланы и связующие со скрытыми гидравлическими свойствами. Пуццоланы - это материалы, которые могут быть использованы в качестве добавки в цементные смеси с целью повышения длительной прочности и улучшения других свойств материала. Пуццоланы представляют собой, главным образом, кремнистые или алюминокремнистые материалы, которые вступают в реакцию с гидроксидом кальция с образованием силикатов кальция. Наиболее широко используемым в настоящее время пуццоланом является зольная пыль, хотя микрокремнезем, метакаолин с высокой реакционной способностью, размолотый гранулированный доменный шлак и другие материалы также известны как пуццоланы. Вулканический пепел и добавки из тонкоизмельченного кирпича, смешанные с обожженной известью, а также цементные частицы также могут выполнять функцию гидравлического связующего. Примерами связующих со скрытыми гидравлическими свойствами и пуццоланов являются метакаолин, обожженный сланец, диатомовая земля, диатомит, зола из рисовой шелухи, шлак воздушного охлаждения, метасиликат кальция и/или вулканический шлак, вулканический туф, трасс, микрокремнезем, микроизмельченный кварц, доменный шлак и/или кварцевая пыль.
Предпочтительно носитель характеризуется площадью поверхности по БЭТ, измеренной в соответствии с ISO 5794-1, по меньшей мере 10 м2/г, предпочтительно по меньшей мере 50 м2/г, в частности по меньшей мере 75 м2/г, наиболее предпочтительно по меньшей мере 100 м2/г. В одном из вариантов осуществления изобретения площадь поверхности по БЭТ может быть высокой, до 1000 м2/г, предпочтительно до 600 м2/г.
В одном из вариантов осуществления изобретения весовое отношение общего количества носителя к общему количеству пластификатора составляет предпочтительно от примерно 75:25 до примерно 5:95, в частности от примерно 70:30 до примерно 10:90, наиболее предпочтительно от примерно 60:40 до примерно 20:80.
Синтетический водорастворимый полимер.
Синтетические водорастворимые полимеры являются твердыми при комнатной температуре и предпочтительно имеют молекулярный вес примерно 1000 или более, в частности примерно 5000 или более. Когда используют несколько водорастворимых полимеров, также применимо сочетание одного
или нескольких биополимеров с одним или несколькими синтетическими водорастворимыми полимерами. Последний, как правило, характеризуется насыпной плотностью примерно 200 г/л или более, в частности примерно 400 г/л или более. Полые твердые полимерные частицы менее предпочтительны.
Синтетические водорастворимые полимеры могут состоять из одного или нескольких полимеров, например одного или нескольких поливинилпирролидонов и/или поливинилацеталей с молекулярным весом от 2000 до 400000, полностью или частично омыленных поливиниловых спиртов и их производных, которые могут быть модифицированы, например, аминогруппами, группами карбоновых кислот и/или алкильными группами, со степенью гидролиза предпочтительно от примерно 70 до 100 мол.%, в частности от примерно 80 до 98 мол.%, и вязкостью по Хепплеру в 4% водном растворе предпочтительно от 1 до 100 мПа-с, в частности примерно от 3 до 50 мПа-с (измеренной при 20°С в соответствии с DIN 53015), а также меламинформальдегидсульфонатов, нафталинформальдегидсульфонатов, полимеризатов пропиленоксида и/или этиленоксида, включая их сополимеры и блоксополимеры, сополимеров стирола и малеиновой кислоты и/или сополимеров винилового эфира и малеиновой кислоты.
Предпочтительными синтетическими водорастворимыми полимерами являются полностью или частично омыленные поливиниловые спирты и их производные, поливинилпирролидон, поливинилаце-таль, меламинформальдегидсульфонаты, нафталинформальдегидсульфонаты, полимеризаты пропиле-ноксида и/или этиленоксида, включая их сополимеры и блоксополимеры, сополимеры стирола и малеи-новой кислоты и сополимеры винилового эфира и малеиновой кислоты. Наиболее предпочтительны частично омыленные, необязательно модифицированные поливиниловые спирты со степенью гидролиза от 80 до 98 мол.% и вязкостью по Хепплеру в 4% водном растворе, предпочтительно от 1 до 50 мПа-с и/или поливинилпиролидон.
В одном из вариантов осуществления изобретения весовое отношение общего количества пластификатора к общему количеству водорастворимого полимера составляет предпочтительно от примерно 90:10 до примерно 5:95, в частности от примерно 75:25 до примерно 10:90, наиболее предпочтительно от примерно 60:40 до примерно 20:80.
Основа.
Добавка, соответствующая настоящему изобретению, особенно хорошо подходит для повышения адгезии композиций строительных материалов к трудно поддающимся склеиванию основам, в частности к трудно поддающимся склеиванию основам на базе органических полимеров. Такие трудно поддающиеся склеиванию основы известны специалистам и обычно характеризуются поверхностной энергией, измеренной в соответствии с DIN 55660-2:2011-12, 50 мДж/м2 или менее, в частности 40 мДж/м2 или менее. К этим основам относятся основы, состоящие из или содержащие полистирол, полиолефин, такой как полиэтилен низкой плотности (LDPE), полиэтилен высокой плотности (HDPE) и полипропилен (РР), поливинилхлорид (PVC), ламинат, линолеум, битум, покрытия, такие как алкидные краски, водные краски, полимерные штукатурки, грунтовки, полиэфирные, фенольные и эпоксидные смолы, акрилонитрил-бутадиенстирол (ABS), полиамиды, такие как нейлон и/или поликарбонат. Особенно предпочтительными основами являются основы, содержащие полистирол, полиолефин, поливинилхлорид, ламинат, линолеум, битум, краски, т.е. композиции, содержащие нерастворимое в воде полимерное связующее и пигмент, включая TiO2, и/или полимерные штукатурки, т.е. штукатурки, содержащие нерастворимое в воде полимерное связующее и наполнитель.
Одним из примеров содержащих полистирол строительных основ является пенополистирол, который широко используют для теплоизоляции зданий. Пенополистирол может быть модифицирован графитом. Другой содержащей полистирол основой является экструдированный полистирол, также известный под аббревиатурой XPS. Таким образом, композиции строительных материалов, содержащие добавку, соответствующую настоящему изобретению, помимо прочего, особенно хорошо подходят для связывания пенополистирола со стеной, которая часто является бетонной или кирпичной стеной, а также для первого слоя и верхнего слоя строительных растворов, в которые обычно добавляют стекловолокно. Композиции строительных материалов, включая строительные растворы этого варианта применения, также называют теплоизоляционными строительными смесями. Систему в целом часто именуют система внешнего изоляционного покрытия (External Insulation Finishing System - EIFS).
Примерами основ, содержащих полиолефин и поливинилхлорид, являются полы, покрытые битумом, содержащим полиолефин и поливинилхлорид материалом, таким как PVC и полиолефиновая плитка, ламинатом, линолеумом, листовыми слоями PVC и полиолефинового покрытия, коврами, их остатками и адгезивами, применяемыми для приклеивания указанных основ к полу. В частности, при обновлении комнат, на полу которых имеются такие основы или их остатки, например, после удаления ковра, добавка и композиция строительного материала или композиция адгезива, соответствующие настоящему изобретению, значительно улучшают адгезию к таким основам. Таким образом, больше не требуется удаления всех остатков старой основы и использованного адгезива.
Композиции строительных материалов, предназначенные для полов, могут быть составлены в форме стяжек, герметиков, грунтовок, паркетного клея и/или выравнивающих покрытий.
Примерами покрытий, являющихся основами, например алкидных красок, водных красок, поли
мерных штукатурок, являются стены с остатками указанных покрытий. Следовательно, композиции строительных материалов, содержащие добавку по настоящему изобретению, особенно хорошо подходят для использования с целью приклеивания к указанным основам в виде стен.
Кроме того, обойная бумага, ламинат, линолеум, полиолефиновые, полиэфирные, фенольные и эпоксидные смолы, акрилонитрилбутадиенстирол (ABS), полиамиды, такие как нейлон и/или поликарбонат, являются дополнительными примерами основ, склеивание с которыми может быть улучшено при использовании композиции строительного материала, содержащей добавку, соответствующую настоящему изобретению.
Композиция строительного материала.
При использовании в настоящем описании термина "композиция строительного материала" его следует понимать как включающий строительные смеси и охватывающий смесь из одного или нескольких неорганических или органических связующих, скелетных материалов, наполнителей, добавок и/или присадок. Компонентом композиции строительного материала является ингредиент итоговой композиции строительного материала. Такие композиции строительных материалов, строительные смеси и компоненты строительных смесей хорошо известны специалистам в данной области.
В одном из вариантов осуществления изобретения композиция строительного материала представляет собой сухую строительную смесь или содержит компонент сухой строительной смеси, добавку вводят в сухую строительную смесь или компонент сухой строительной смеси в виде порошка, строительную смесь смешивают с водой и необязательными дополнительными жидкими компонентами, после чего используют.
В другом варианте осуществления изобретения композиция строительного материала представляет собой пастообразную строительную смесь или содержит жидкий компонент, добавку вводят в пастообразную смесь или жидкий компонент в виде жидкой дисперсии, строительную смесь смешивают с жидкой дисперсией или жидким компонентом, после чего используют.
Композиция строительного материала, соответствующая настоящему изобретению, предпочтительно представляет собой сухую строительную смесь. Однако это также может быть пастообразная строительная смесь или строительная смесь, включающая два или более компонентов, таких как, например, цементирующий сухой компонент и жидкий компонент, содержащий различные органические соединения. В одном из вариантов осуществления изобретения композиция сухой строительной смеси не содержит минерального связующего. В другом варианте осуществления изобретения она содержит одно или несколько минеральных связующих.
Композиция строительного материала - в форме сухой, пастообразной, двух- и многокомпонентной строительной смеси - может быть разработана как покрытие или композиционный материал, используемые для теплоизоляции (ETICS), герметизации, например герметики, гибкие водоотталкивающие мембраны, штукатурки, строительные растворы для ремонтных работ, жидкий строительный раствор для укладки плитки, клей для керамической плитки, паркетный клей, фанерный клей, грунтовки, грунтовки для нижнего слоя, покрытия для бетона и поверхностей с минеральным связующим, например, накрыв-ки, выравнивающие покрытия и стяжки, например самовыравнивающиеся стяжки под полы, порошковые краски и/или разглаживающие и/или сглаживающие соединения.
Добавка по настоящему изобретению для композиций строительных материалов в качестве полисахарида включает предпочтительно один или несколько из следующих: простые эфиры целлюлозы и/или простые гуаровые эфиры, модифицированные алкильными и/или гидроксиалкильными группами, и/или водорастворимые простые эфиры крахмала.
Композиция строительного материала, соответствующая настоящему изобретению, включает добавку по настоящему изобретению, наполнитель, минеральное связующее и/или нерастворимое в воде полимерное связующее. В предпочтительном варианте осуществления изобретения содержание добавки лежит в диапазоне примерно от 0,02 до 5 вес.%, предпочтительно примерно от 0,05 до 2 вес.%, в частности примерно от 0,1 до 1 вес.%, относительно сухого вещества компонентов композиции строительного материала, которые в сумме составляют 100 вес.% всей композиции.
Пригодные минеральные наполнители, также известные под термином "скелетный материал", включают кварцитовые и/или карбонатные пески и/или порошки, такие как, например, кварцевый песок и/или известковый порошок, карбонаты, силикаты, мел, слоистые силикаты, микрокремнезем, облегченные наполнители, такие как, например, полые микросферы из стекла, алюмосиликатов, оксида кремния, оксида алюминия-кремния, гидрата силиката кальция, диоксида кремния, силиката алюминия, силиката магния, гидрата силиката алюминия, силиката кальция-алюминия, гидрата силиката кальция, метасили-ката кальция, силиката алюминия-железа-магния, глины, такие как бентонит и/или вулканический шлак, а также пуццоланы, такие как метакаолин и/или компоненты со скрытыми гидравлическими свойствами, в каковом случае наполнители и/или облегченные наполнители также могут иметь естественный или искусственно созданный цвет.
В контексте настоящего изобретения минеральными связующими являются связующие, которые обычно твердые и состоят, по меньшей мере, из а) гидравлически схватывающегося связующего, в частности цемента, активированного доменного шлака и/или силико-известковой зольной пыли, b) связую
щего со скрытыми гидравлическими свойствами, такого как, в частности, пуццоланы и/или метакаолин, которые претерпевают реакцию гидравлического схватывания в сочетании с источником кальция, таким как гидроксид кальция и/или цемент, и/или с) негидравлического связующего, которое вступает в реакцию под влиянием воздуха и воды, в частности гидроксида кальция, оксида кальция, негашеной извести, гашеной извести, магнезиальных цементов, жидкого стекла и/или гипса, под которым в настоящем изобретении подразумевается, в частности, сульфат кальция в форме а- и/или р-полугидрата и/или ангидрита форм I, II и/или III.
Предпочтительными цементами являются, в частности, портландцемент, например, соответствующий EN 197-1 СЕМ I, II, III, IV и V, и/или кальциево-фосфатный цемент и/или глиноземный цемент, такой как кальциево-алюминатный цемент и/или кальциево-сульфоалюминатный цемент.
Предпочтительными связующими со скрытыми гидравлическими свойствами, или пуццоланами, являются метакаолин, обожженный сланец, диатомовая земля, диатомит, зола из рисовой шелухи, шлак воздушного охлаждения, метасиликат кальция и/или вулканический шлак, вулканический туф, трасс, микрокремнезем, микроизмельченный кварц, доменный шлак и/или кварцевая пыль.
Предпочтительными связующими являются гипс, под которым в настоящем изобретении подразумевается, в частности, сульфат кальция в форме а- и/или р-полугидрата и/или ангидрита форм I, II и/или III, гидроксид кальция, оксид кальция, известь, такая как негашеная известь и/или гашеная известь, магнезиальные цементы и/или жидкое стекло.
Предпочтительным минеральным связующим материалом является гидравлический связующий материал, в частности портландцемент или смесь портландцемента, кальциево-алюминатного цемента и гипса.
В контексте настоящего изобретения нерастворимые в воде полимерные связующие могут представлять собой винил(со)полимеры, полиуретаны, поли(мет)акрилаты, сложные полиэфиры, простые полиэфиры, а также их смеси и гибридные материалы. В предпочтительном варианте осуществления изобретения нерастворимые в воде полимерные связующие представляют собой водные дисперсии полимера и диспергируемые в воде порошкообразные полимеры, которые могут быть получены путем сушки дисперсий полимера. Эти дисперсии обычно получают путем эмульсионной и/или суспензионной полимеризации; они могут включать винил(со)полимеры, полиуретаны, поли(мет)акрилаты, сложные полиэфиры, простые полиэфиры, а также их смеси и гибридные материалы. В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения дисперсии основаны на сополимерах этиленненасыщенных мономеров, предпочтительно содержащих мономеры группы винилацетата, этилена, акрилата, метакри-лата, винилхлорида, стирола, бутадиена и/или мономеры сложного С4-С12-винилового эфира.
Предпочтительные нерастворимые в воде полимеры основаны на винилацетате, этилен-винилацетате, этилен-винилацетат-винил-версатате, этилен-винилацетат(мет)акрилате, этилен-винилацетат-винилхлориде, винилацетат-винилверсатате, винилацетат-винилверсатат(мет)акрилате, ви-нилверсатат(мет)акрилате, чистом (мет)акрилате, стирол-акрилате и/или стирол-бутадиене, при этом ви-нилверсатат предпочтительно представляет собой сложный С4-С12-виниловый эфир, в частности С9-, С10-и/или Сп-виниловый эфир; полимеризаты могут содержать примерно 0-50 вес.%, в частности примерно 0-30 вес.%, особенно предпочтительно 0-10 вес.% дополнительных мономеров, в частности мономеров с функциональными группами.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения дисперсии и диспергируемые в воде порошкообразные полимеры являются пленкообразующими, по меньшей мере, при нанесении в верхних слоях и температуре затвердевания. Образование пленки означает, что сополимер способен образовывать пленку, определяемую в соответствии с DIN 53787. В предпочтительном варианте осуществления изобретения образование пленки происходит при температуре 23°С или выше, предпочтительно при 10°С или выше, в частности при 5°С или выше.
В контексте настоящего изобретения водорастворимые полимерные связующие включают синтетические водорастворимые полимеры и водорастворимые полисахариды, упомянутые выше. Кроме того, белки, такие как казеин, желатин и соевый белок, также являются пригодными водорастворимыми полимерными связующими.
Примеры
Настоящее изобретение дополнительно поясняется со ссылкой на нижеследующие примеры. Если не указано иное, испытания проведены при температуре 23°С и относительной влажности 50%.
Пример 1. Приготовление порошков Р1-Р4 путем адсорбирования пластификатора на носителе.
20,0 г Sipernat(r) 22 (ex-Evonik Industries; полученного химическим путем диоксида кремния с площадью поверхности по БЭТ 190 г/м2) поместили в пластиковый лабораторный стакан объемом 300 мл. Пластификаторы и их смеси, как указано в табл. 1, в соответствии с их относительными количествами медленно добавляли к Sipernat(r) 22 за 2 мин при постоянном перемешивании с использованием лопастной мешалки 60 мм с возрастающей скоростью от низкой до 1000 об/мин. Полученные смеси затем перемешивали еще 20 мин, получив гомогенные, белые, сухие и свободнотекучие порошки. Все пластификаторы должным образом адсорбировались и не проявляли признаков увлажнения при помещении меж
ду пальцами.
Отмечается, что та же методика может быть применена при использовании других наполнителей.
Таблица 1
Композиции порошков Р1-Р4 (вес.%)/ полученные в соответствии с примером 1
Порошок №
DBP а>
DINCH ь>
Oxfilm 351 с>
RME d)
S-22 е)
a) DBP означает дибутилфталат (Sigma-Aldrich), который при комнатной температуре является жидкостью, характеризуется температурой кипения 340°С и параметром растворимости Гансена 20,3 МПа1/2. В экспериментах 2-d-2-f его адсорбировали на Siper-nat(r) 22 до добавления в строительную смесь. 5,0 г DBP растворяет 0,05 г использованной основы (EPS) при 23°С за 15 мин.
b) DINCH означает диизононил-1,2-циклогександикарбоксилат (HEXAMOLL DINCH(r) от BASF), который при комнатной температуре является жидкостью, характеризуется температурой кипения 240-250°С и параметром растворимости при 25°С 17,0 МПа1/2. 5,0 г DINCH растворяет 0,05 г использованной основы (EPS) при 23°С за 3 дня.
c) Oxifilm 351 означает 2,2'-этилендиоксидиэтил-бис-(2-этилгексаноат) (Oxea Chemicals), который при комнатной температуре является жидкостью, характеризуется температурой кипения 351°С и параметром растворимости при 25°С от 22,5 МПа1/2 до 11 МПа1/2. 5,0 г Oxifilm 351 растворяет 0,05 г использованной основы (EPS) при 23°С за 15 мин.
d) RME означает метиловый эфир рапсового масла (Flamol Mineralol; Bern, CH) , который при комнатной температуре является жидкостью, характеризуется температурой кипения более 200 °С и параметром растворимости при 25°С примерно 17 МПа1/2. 5,0 г RME растворяет 0,05 г использованной основы (EPS) при 23 °С за 5 мин.
e) S-22 означает Sipernat(r) 22 (Evonik). Он характеризуется измеренным средним размером частиц 10 мкм для агломератов (измерения в соответствии с ISO 13320:2009) и средним размером первичных частиц 15 нм.
Пример 2. Приготовление порошка Р5 путем эмульгирования пластификатора с синтетическим водорастворимым полимером с последующей сушкой.
К 20,0 кг 20% водного раствора поливинилового спирта со степенью гидролиза 88% мол. и вязкостью по Хепплеру в 4% водном растворе 4 мПа-с, находящегося в резервуаре объемом 50 л, оборудованном лопастной мешалкой со скоростью перемешивания 500 об/мин, при комнатной температуре медленно добавили 4,0 кг 2,2'-этилендиоксидиэтил-бис-(2-этилгексаноата) (OXIFILM 351), причем пластификатор полностью эмульгировался. Затем полученную эмульсию высушили путем традиционной сушки распылением при температуре на входе 125°С и получили при достаточной величине выхода белый, сво-боднотекучий и легко повторно диспергируемый в воде порошок со среднеобъемным размером частиц 168 мкм. Во время сушки в распылительной башне не отмечено значительной закупорки. 100 вес.ч. полученного порошка смешали с 13,6 вес.ч. смеси 83,3:16,7 выпускаемого серийно карбоната кальция/магния и микрокремнезема.
Пример 3. Приготовление добавок А1-А9 путем смешивания простых эфиров целлюлозы с порошками Р1-Р9.
Каждый из порошков Р1-Р5 поместили вместе с соответствующими простыми эфирами целлюлозы, как указано в табл. 2 и 3 в отношении их типа и количества, в пластиковый лабораторный стакан объемом 500 мл. Компоненты перемешивали в течение 10 мин при помощи лопастной мешалки 60 мм при 300 об/мин, каждый раз получая гомогенную, белую, сухую и свободнотекучую добавку, отличающуюся высокой устойчивостью при хранении (табл. 2: добавки А1-А4; табл. 3: добавки А5-А9). Кроме того, они легко смешивались с другими компонентами композиции строительного материала, т.е. строительной смеси, либо отдельно, либо в сочетании.
Для оценки склонности к расслоению 100 г добавок, полученных путем гомогенного смешивания, как описано выше, поместили в пластиковый лабораторный стакан объемом 250 мл и внутренним диаметром 9 см. Стакан накрыли крышкой и закрепили в лабораторной ситовой установке "Vibro" производства Retsch при помощи зажимного хомута. Амплитуду прибора Retsch установили равной 30 (на шкале 10-100) и подвергли образец воздействию вибрации. Включили встроенное автоматизированное интервальное устройство, предназначенное для периодического отключения просеивания. Через 60 мин пластиковый стакан осторожно вынули. Верхний слой (2-3 г) добавки из стакана соскоблили металлическим шпателем и проанализировали для выяснения размера частиц методом дифракции света. Результат сравнили с результатом для образца, отобранного после гомогенного смешивания, но до стадии вибрационной обработки. Никакого изменения размера частиц за пределами стандартного отклонения не за
фиксировано, следовательно, все добавки А1-А9 не подверглись расслоению.
Ту же процедуру осуществили для гомогенно перемешанной смеси 50:50 по весу BERMOCOLL(r) E431Q, этилгидроксиэтилцеллюлозы со среднеобъемным размером частиц 143 мкм, и Sipernat(r) 22 (Evi-nok) со среднеобъемным размером частиц 11 мкм. Образцы до и после стадии вибрационной обработки обладали, очевидно, различным распределением частиц по размерам, таким образом, образец не расслаивался.
Отмечается, что для определения того, происходит ли расслоение, могут быть использованы другие аналитические испытания. Для добавок, содержащих компоненты различной вязкости в растворителе, пригодным средством является, например, измерение вязкости образов до и после вибрационной обработки.
Отмечается, что та же методика смешивания может быть применена при использовании других полисахаридов.
Таблица 2
Приготовление добавок А1-А4 путем смешивания простого эфира целлюлозы с порошками Р1-Р4
Добавка №
Порошок Р1-Р4
Тип
Количество, г
71, 4
38,5
PSD, мкм
Простой эфир
целлюлозы
Количество, г
28, 6
61, 5
PSD, мкм
a) МНЕС означает Tylose(r) MN 10007 Р4, представляющий собой метилгидроксиэтилцеллю-лозу со среднеобъемным размером частиц 80 мкм.
b) МЕНЕС означает BERMOCOLL(r) M10, представляющий собой метилэтилгидроксиэтил-целлюлозу со среднеобъемным размером частиц 157 мкм.
c) ЕНЕС означает BERMOCOLL(r) E431Q представляющий собой этилгидроксиэтилцеллюло-зу со среднеобъемным размером частиц 143 мкм.
d) MHPC означает Culminal(r) MHPC 20000P, представляющий собой метилгидроксипропил-целлюлозу со среднеобъемным размером частиц 124 мкм.
e) Порошок Р5 был получен в соответствии с примером 2 и характеризуется среднеобъемным размером частиц 168 мкм.
Представленные в табл. 3 результаты указывают на то, что пластификатор, например, эмульгированный в синтетическом водорастворимом полимере и впоследствии высушенный, может быть соединен с простыми эфирами целлюлозы, имеющими различные функциональные группы и размер частиц. Отрицательных эффектов не наблюдается.
Пример 4. Приготовление сухой маточной строительной смеси и предварительно приготовленной строительной смеси.
Подготовили 5 кг сухой маточной строительной смеси на основе цемента, состоящей из 340 вес. частей выпускаемого серийно портландцемента СЕМ I 42.5, 598 вес.ч. кварцевого песка (0,1-0,6 мм) и 30 вес.ч. выпускаемой серийно гашеной извести, при этом компоненты смешивали в резервуаре объемом 10 л при помощи мешалки FESTOOL до получения гомогенной сухой маточной строительной смеси.
Для каждого эксперимента образцы сухой маточной строительной смеси, если возможно, были подвергнуты сухому смешиванию с добавками, приготовленными в соответствии с примером 3, табл. 2 и 3. При использовании диспергируемых в воде порошкообразных полимеров, как указано в табл. 4, осуществляли ту же процедуру смешивания, как и в случае добавок, соответствующих настоящему изобретению. Конкретные добавляемые количества указаны в табл. 4 и 5.
300 г полученных сухих смесей медленно добавляли в воду при перемешивании. Использованное количество воды также указано в табл. 4 и 5. Эту смесь перемешивали в течение 1 мин при помощи лопастной мешалки 60 мм со скоростью 800 об/мин. Спустя 3 мин, время созревания, строительную смесь снова перемешивали вручную 15 с перед нанесением.
Пример 5. Определение адгезионной прочности пенополистирола в соответствии с ETAG 004 (Guideline for European Technical Approval of External Thermal Insulation Composite Systems with Rendering (Руководство по европейской технической аттестации наружных теплоизоляционных композиционных систем с первым слоем штукатурки), European Organisation for Technical Approvals (Европейская организация технической аттестации)).
Используя монтажную арматуру, образцы строительной смеси примера 4 нанесли толщиной 3 мм на пенополистирольные (EPS) блоки, имеющие размер 500x100x60 мм и плотность 20 кг/м3. Образцы выдержали при 23°С и 50% относительной влажности 7 дней (сухое хранение). Другую группу образцов после такого же периода сухого хранения погрузили в воду на 1 день (мокрое хранение). За один день до конца периода сухого хранения в EPS корончатым буром с внутренним диаметром 50 мм просверлили 5 круглых отверстий глубиной 5 мм. Затем металлические пластины наружным диаметром 50 мм наклеили на вырезанные круги. Величины адгезионной прочности и прочности на отрыв определяли в соответствии с ETAG 004 путем вертикального поднимания металлической пластины с приклеенным к ней образцом строительной смеси. Полученные данные усреднили по числу подвергнутых испытанию образцов. Прочность на отрыв в процентах определяли визуально. Измеренные величины адгезионной прочности в Н/мм2 менее значимы, поскольку они указывают на когезию основы при 100% отрыва. При 0% отрыва эти величины настолько малы, что адгезия строительной смеси к основе пренебрежимо мала.
N/A - нет данных.
a) В качестве диспергируемого в воде порошкообразного полимера (RPP) был добавлен стабилизированный поливиниловым спиртом сополимер этилен-винилацетат с температурой стеклования Tg 42°С (ELOTEX(r) MP2060).
b) Количество добавленной воды для формирования строительной смеси относительно 100 г сухой строительной смеси, включая указанные добавки.
c) Прочность на отрыв после сухого хранения, более подробно см. в тексте; 100% относится к 100% отрыва (только когезионное разрушение внутри EPS), 0% относится к отсутствию отрыва EPS, но только к адгезионному разрушению на границе раздела EPS и строительной смеси.
d) Измеренная адгезионная/когезионная прочность образца после сухого хранения.
e) Прочность на отрыв после мокрого хранения, более подробно см. в тексте.
f) Измеренная адгезионная/когезионная прочность образца после мокрого хранения.
g) Эта величина отражает количество простого эфира целлюлозы (МНЕС; Tylose(r) МН 10007 Н4), добавленного без какого-либо пластификатора.
h) Добавлен другой тип диспергируемого в воде порошкообразного полимера, который, в частности, подходит для адгезии к EPS и который представляет собой стабилизированный поливиниловым спиртом сополимер этилена и винилацетата с температурой стеклования Tg -4°C (ELOTEX(r) FX2320).
Сравнительные примеры 4.1R и 4.2R не содержат добавки по настоящему изобретению. Указанное количество (0,2 вес.%) относится к количеству добавленного простого эфира целлюлозы. Такие же ре
зультаты нанесения были получены при использовании различных типов простых эфиров целлюлозы, включая использованные, например, в добавках А7-А9.
Результаты, представленные в табл. 4, показывают, что строительная смесь без добавок, соответствующих настоящему изобретению, что только лишь с простым эфиром целлюлозы (пример 4.1R) не приклеивается к EPS, поскольку прочность на отрыв составляет 0% как после сухого, так и после мокрого хранения. Однако для обеспечения приемлемой адгезии к EPS современная технология предусматривает добавление соответствующих диспергируемых в воде порошкообразных полимеров (RPP). Как указано в примере 4.2R, необходимое для обеспечения достаточной адгезии после сухого хранения добавляемое количество пригодного RPP составляет около 3 вес.%. Однако после мокрого хранения при таком количестве RPP достигается только 50%-ная прочность на отрыв.
Когда используют добавку, соответствующую настоящему изобретению, содержащую простой эфир целлюлозы, т.е. полисахарид, небольшое количество надлежащего пластификатора (например, только 0,25 вес.% в эксперименте 4.3) или смесь пластификаторов (например, только 0,075 вес.% пластификатора в примере 4.6 с добавкой А4, см. также табл. 1 и 2), которая адсорбирована на неорганическом носителе и примешана к простому эфиру целлюлозы (0,2 вес.%), после сухого и мокрого хранения достигается прочность на отрыв от хорошей до отличной (примеры 4.3-4.6).
Диспергируемый в воде порошкообразный полимер (RPP), примененный в примерах 4.4-4.6, не способствует увеличению адгезии строительной смеси к EPS, поскольку он менее пригоден для этой цели и добавлен в меньшем количестве по сравнению с примером 4.2R. Однако, поскольку RPP, примененный в примерах 4.4-4.6, представляет собой более подходящую альтернативу с точки зрения повышения когезии строительной смеси, а также обеспечения адгезии строительной смеси к полярной основе, такой как, например, бетон, в состав строительной смеси нужно добавить меньше (если вообще нужно) RPP. Кроме того, тип и количество RPP могут быть конкретно подобраны с целью оптимизации других свойств, включая когезию, ударную прочность и повышенную адгезию к неорганическим основам.
Количество простых эфиров целлюлозы, используемое в строительных смесях, часто довольно мало, например, только 0,2 вес.% или даже меньше. Следовательно, их точное дозирование часто представляет собой сложную задачу. Хотя для обеспечения достаточной адгезии к EPS требуется только очень небольшое количество пластификатора, при сочетании простого эфира целлюлозы с пластификатором, например, адсорбированном на носителе или эмульгированным в синтетическом водорастворимом полимере и впоследствии высушенным, количество добавки, которое нужно дозировать, увеличивается. Следовательно, проще добавить точное количество добавки, нарушения становятся меньше, что является значительным преимуществом при производстве строительных смесей, т.е. композиций строительных материалов, в частности, когда они имеют форму сухого однокомпонентного состава.
ке А9 (МНРС, т.е. метилгидроксипропилцеллюлоза), а не несовместимостью пластификатора с полисахаридом.
Пример 5.2 из табл. 3 содержит 0,3 вес.% добавки А5, т.е. то же количество, что и, например, в примере 5.4, где использована добавка А7. Однако величины прочности на отрыв в примере 5.2 составляют 95% после сухого и 75% после мокрого хранения соответственно. Напротив, в примере 5.4 величины прочности на отрыв составляют 100% и после сухого, и после мокрого хранения. Однако количество пластификатора в примере 5.2 только 0,043 вес.%, что на 33% меньше, чем в примере 5.4 - 0,065 вес.%. Следовательно, чрезвычайно удивительно, что добавка А5, соответствующая настоящему изобретению, настолько сильно повышает адгезию к EPS, хотя количество пластификатора в итоговой композиции строительного материала даже меньше 0,05 вес.% в пересчете на сухой вес.
Наконец, чрезвычайно удивительно, что добавку, соответствующую настоящему изобретению, нужно дозировать в количестве, например, лишь 0,3 вес.%, чтобы достичь замечательной адгезии к трудно поддающимся склеиванию основам, например пенополистиролу (EPS), и 100% прочности на отрыв даже после мокрого хранения. Кроме того, при таком небольшом количестве добавки достигаются отличные свойства свежего строительного раствора, такие как водоудерживание, удобоукладываемость, а также реологический профиль, по необходимости (см., например, примеры 4.6, 5.2, 5.4 и 5.5).
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ получения порошкообразной добавки, пригодной для увеличения адгезии композиций строительных материалов к основам, характеризующимся поверхностной энергией 50 мДж/м2 или менее при измерении в соответствии с DIN 55660-2:2011-12, при этом данная добавка содержит твердый полисахарид и пластификатор, при этом пластификатор является жидкостью при 50°С или ниже, характеризуется температурой кипения 100°С или выше и выбран из группы сложных эфиров, ароматических соединений, гетероароматических соединений, циклических ненасыщенных соединений, включающий следующие стадии:
a) приготовление первых частиц, содержащих пластификатор, путем (i) адсорбции пластификатора на твердом носителе или эмульгирования пластификатора с синтетическим водорастворимым полимером в воде и последующей сушки эмульсии; (ii) смешивание этих первых частиц со вторыми частицами, содержащими полисахарид, при этом средний размер более крупной из первых и вторых частиц не более чем в 10 раз превышает средний размер более мелкой частицы; или
b) агломерирование первой и второй частиц в одну частицу,
где полисахарид представляет собой один или более простых эфиров целлюлозы, содержащий ал-кильные, карбоксиалкильные и/или гидроксиалкильные группы, простой гуаровый эфир, модифицированный алкильными и/или гидроксиалкильными группами, растворимый в холодной воде крахмал и/или растворимый в холодной воде простой эфир крахмала, при этом общий вес полисахарида и пластификатора составляет по меньшей мере 10 вес.% относительно общего веса добавки.
2. Способ по п.1, в котором полисахарид представляет собой простой эфир целлюлозы или простой гуаровый эфир, при этом алкильная группа представляет собой метильную, этильную и/или пропильную группу, карбоксиалкильная группа представляет собой карбоксиметильную и/или карбоксиэтильную группу и/или гидроксиалкильная группа представляет собой гидроксиэтильную и/или гидроксипропиль-ную группу.
3. Способ по п.1 или 2, в котором пластификатор характеризуется параметром растворимости 5 при 25°С от 22,5 до 11 МПа1/2.
4. Способ по любому из пп.1-3, в котором весовое отношение пластификатора к полисахариду составляет от 90:10 до 1:99.
5. Способ по любому из пп.1-4, в котором носитель характеризуется площадью поверхности по БЭТ, измеренной в соответствии с ISO 5794-1, по меньшей мере 10 м2/г.
6. Способ по любому из пп.1-5, в котором синтетический водорастворимый полимер выбран из группы полностью или частично омыленных поливиниловых спиртов и их производных, поливинилпир-ролидона, поливинилацеталя, меламинформальдегидсульфонатов, нафталинформальдегидсульфонатов, полимеризатов пропиленоксида и/или этиленоксида, включая их сополимеры, или сополимеров стирола и малеиновой кислоты и сополимеров винилового эфира и малеиновой кислоты.
7. Способ по любому из пп.1-6, в котором твердый носитель выбран из группы, состоящей из мета-каолина, обожженного сланца, диатомовой земли, золы из рисовой шелухи, шлака воздушного охлаждения, метасиликата кальция и/или вулканического шлака, вулканического туфа, трасса, микрокремнезема, доменного шлака и/или кварцевой пыли.
8. Добавка, получаемая способом по п.7.
9. Применение добавки, полученной способом по любому из пп.1-7, в композициях строительных материалов для увеличения адгезии к основе, характеризующейся поверхностной энергией 50 мДж/м2 или менее при измерении в соответствии с DIN 55660-2:2011-12.
10. Применение по п.9, в котором основа с поверхностной энергией 50 мДж/м2 или менее представ-
ляет собой основу, содержащую полистирол, полиолефин, поливинилхлорид, линолеум и/или битум.
11. Композиция строительного материала, содержащая добавку по п.9 или 10, наполнитель, минеральное связующее и/или не растворимое в воде полимерное связующее.
12. Способ приклеивания композиций строительных материалов к основам с поверхностной энергией 50 мДж/м2, измеренной в соответствии с DIN 55660-2:2011-12, включающий стадию добавления добавки, полученной способом по любому из пп.1-7, в композицию строительного материала, нанесение полученной смеси на трудно поддающуюся склеиванию основу и последующее ее высыхание.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
025752
- 1 -
025752
- 1 -
025752
- 1 -
025752
- 1 -
025752
- 4 -