Жидкая композиция для водонепроницаемой мембраны
Изобретение относится к двухкомпонентной жидкой композиции, которая после сшивки позволяет получить водонепроницаемую мембрану на поверхностях, предназначенных для движения пешеходов и/или транспортных средств, например, для террас, балконов, крыш или автостоянок. Двухкомпонентная жидкая композиция содержит силилированный полимер, имеющий алкоксилановые группы, эпоксидную смолу, аминовый катализатор для эпоксидной смолы и катализатор для конденсации силанолов, а также промотор адгезии или связующий агент. Жидкая композиция согласно изобретению позволяет получить после сшивки водонепроницаемую мембрану, имеющую удовлетворительные механические характеристики в течение длительного времени, а также подходящий внешний вид, сохраняющийся во времени. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 табл., 3 пр.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к двухкомпонентной жидкой композиции, которая после сшивки позволяет получить водонепроницаемую мембрану на поверхностях, предназначенных для движения пешеходов и/или транспортных средств, например, для террас, балконов, крыш или автостоянок.
Уровень техники
Укладка водонепроницаемых мембран в виде жидких композиций в настоящее время хорошо известна профессионалам в области строительства, в частности, в области кровель, где они теперь применяются как альтернатива мембранам из заранее изготовленных листов. Использование жидких композиции позволяет, с одной стороны, облегчить укладку в случае кровель сложной геометрии и при ремонтных работах, а с другой стороны, позволяет получить сплошные гибкие и прозрачные водонепроницаемые покрытия, которые пристают к основаниям.
Жидкие композиции включают один или несколько компонентов, чаще всего на основе синтетических полимеров в неводном растворе или в водной дисперсии, которые после сшивки образуют толстую пленку, непроницаемую для воды. Из использующихся синтетических полимеров можно назвать полиуретаны, акриловые полимеры, эпоксидные смолы, а также полимеры с концевыми алкоксисилановыми группами, причем чаще всего используются полиуретаны.
Недостатком большинства этих жидких мембран является малая толщина наносимого слоя (около 0,5 мм). Так как водонепроницаемая мембрана должна иметь конечную толщину примерно 1,5-2 мм, необходимо наносить несколько последовательных слоев (как минимум 3 слоя), причем после каждого слоя требуется ждать несколько часов, прежде чем можно будет нанести следующий; таким образом, необходимо несколько дней, чтобы получить водонепроницаемую мембрану.
Документ WO 2014/114639 описывает однокомпонентную жидкую композицию для водонепроницаемых мембран, причем указанная жидкая композиция содержит, в частности, полиуретановый полимер, функционализованный изоцианатными группами, полученный из простого полиэфирполиола и дифенилметилен диизоцианата. Мембраны, полученные из композиций согласно этому документу, не имеют достаточной прочности на разрыв и не позволяют движение пешеходов по мембране. Таким образом, их нельзя наносить на террасы или балконы.
Документ JP 2012-246665 описывает жидкую композицию, содержащую органический полимер, эпоксидную смолу и отвердитель эпоксидных смол типа фенольного третичного амина. Этот документ иллюстрирует композиции, имеющие высокие содержания отвердителя типа фенольного третичного амина, что со временем ведет к снижению механических характеристик мембраны, а также к ее сильному пожелтению после воздействия тепла или ультрафиолета.
Целью настоящего изобретения является предложить жидкую композицию, которая после сшивки образует водонепроницаемую пленку, имеющую удовлетворительные механические характеристики в течение длительного времени, а также подходящий внешний вид, сохраняющийся во времени.
Сущность изобретения
Первым объектом настоящего изобретения является жидкая композиция, включающая композицию A и композицию B,
причем указанная композиция A содержит:
A1) от 20 до 80 мас.% по меньшей мере одного силилированного полимера, содержащего по меньшей мере одну, предпочтительно по меньшей мере две группы формулы (I):
| -Si(R4)p(OR5)3-p | (I) |
в которой:
R4 и R5, одинаковые или разные, означают, каждый, линейный или разветвленный алкильный радикал, содержащий от 1 до 4 атомов углерода, причем когда имеется несколько радикалов R4 (или R5), эти последние могут быть одинаковыми или разными;
p является целым числом, равным 0, 1 или 2;
A2) от 3 до 9 мас.% смеси по меньшей мере двух разных катализаторов (A2-1) и (A2-2) ароматического типа, причем катализатор (A2-1) является фенольным катализатором, замещенным по меньшей мере одной группой -(CH2)-N(R7R8), где R7 и R8 означают, независимо друг от друга, линейный или разветвленный алкильный радикал, содержащий от 1 до 4 атомов углерода;
A3) от 0,1 до 2 мас.% по меньшей мере одного связующего агента, соединяющего силилированный полимер, присутствующий в композиции A, и эпоксидную смолу, присутствующую в композиции B;
а указанная композиция B содержит:
B1) от 10 до 40 мас.% по меньшей мере одной эпоксидной смолы;
B2) от 0,2 до 3 мас.% по меньшей мере одного катализатора конденсации силанола;
причем процентные данные выражены в расчете на полный вес жидкой композиции,
причем смесь по меньшей мере двух катализаторов (A2-1) и (A2-2) выбирают так, чтобы удовлетворялись два следующих соотношения:
(1) 48,00 мэкв/г ≤ Φ(OH)+Φ(CH2-NR7R8) ≤ 90,00 мэкв/г,
(2) 0,10 ≤ Φ(OH)/Φ(CH2-NR7R8) ≤ 0,33,
причем в указанных соотношениях (1) и (2):
- Φ(OH) означает число групп -OH на ароматическом ядре, выраженное в миллиэквивалентах на грамм жидкой композиции;
- Φ(CH2-NR7R8) означает число групп -CH2-NR7R8 на ароматическом ядре, выраженное в миллиэквивалентах на грамм жидкой композиции.
В одном варианте осуществления силилированный полимер отвечает одной из формул (II), (III) или (IV):
в которых:
- R1 означает двухвалентный углеводородный радикал, содержащий от 5 до 15 атомов углерода, который может быть ароматическим или алифатическим, линейным, разветвленным или циклическим,
- R3 означает линейный или разветвленный двухвалентный алкиленовый радикал, содержащий от 1 до 6 атомов углерода,
- R2 означает линейный или разветвленный двухвалентный алкиленовый радикал, содержащий от 2 до 4 атомов углерода,
- R4 и R5, одинаковые или разные, означают, каждый, линейный или разветвленный алкильный радикал, содержащий от 1 до 4 атомов углерода,
- R6 означает атом водорода, фенильный радикал или алкильный радикал, линейный, разветвленный или циклический, содержащий от 1 до 6 атомов углерода,
- n есть целое число, такое что средняя молекулярная масса полиэфирного блока формулы -[OR2]n- составляет от 200 г/моль до 40000 г/моль,
- m1 означает ноль или целое число, такое что средняя молекулярная масса полимера составляет от 500 г/моль до 50000 г/моль,
- m есть целое число, отличное от нуля, такое что средняя молекулярная масса полимера составляет от 500 г/моль до 50000 г/моль,
- p является целым числом, равным 0, 1 или 2.
В одном варианте осуществления изобретения катализатор (A2-1) содержит по меньшей мере одно фенольное кольцо, замещенное по меньшей мере двумя группами -(CH2)-N(CH3)2, причем эти две группы -(CH2)-N(CH3)2 предпочтительно находятся в орто-положении к группе OH.
Предпочтительно, катализатор (A2-1) выбран из следующих соединений:
более предпочтительно, катализатор (A2-1) представляет собой соединение 2,4,6-три(диметиламинометил)фенол, отвечающее следующей формуле:
В одном варианте осуществления изобретения катализатор (A2-2), отличный от катализатора (A2-1), выбран из ароматических соединений, содержащих по меньшей мере одну гидроксильную группу или по меньшей мере одну группу -(CH2)-N(CH3)2.
Предпочтительно, катализатор (A2-2) выбран из следующих соединений:
более предпочтительно, катализатор (A2-2) выбран из следующих соединений:
,
и еще более предпочтительно, катализатор (A2-2) является диметилбензиламином, отвечающим следующей формуле:
В одном частном варианте осуществления катализатор (A2) содержит смесь 2,4,6-три(диметиламинометил)фенола в качестве катализатора (A2-1) и диметилбензиламина в качестве катализатора (A2-2).
В одном варианте осуществления изобретения для жидкой композиции удовлетворяются два следующих соотношения:
(1) 50,00 мэкв/г ≤ Φ(OH)+Φ(CH2-NR7R8) ≤ 90,00 мэкв/г,
(2) 0,10 ≤Φ(OH)/Φ(CH2-NR7R8) ≤ 0,30,
причем в указанных соотношениях (1) и (2):
- Φ(OH) означает число групп -OH на ароматическом ядре, выраженное в миллиэквивалентах на грамм жидкой композиции;
- Φ((CH2)-N(R7R8)2) означает число групп -CH2-NR7R8 на ароматическом ядре, выраженное в миллиэквивалентах на грамм жидкой композиции.
В одном варианте осуществления изобретения эпоксидная смола (B1) является производным диглицидилового эфира, предпочтительно производным диглицидилового эфира бисфенола A.
В одном варианте осуществления изобретения связующий агент (A3) является бифункциональным соединением, содержащим по меньшей мере одну первую группу, способную реагировать с силилированным полимером (A1), и по меньшей мере одну вторую группу, способную реагировать с эпоксидной смолой (B1).
Вторым объектом настоящего изобретения является готовый к применению набор, содержащий жидкую композицию согласно изобретению, причем композиции A и B расфасованы в два разных отделения.
Настоящее изобретение относится также к применению жидкой композиции согласно изобретению или набора согласно изобретению для получения водонепроницаемой мембраны.
Настоящее изобретение относится также к водонепроницаемой мембране, полученной сшивкой жидкой композиции согласно изобретению.
Другим объектом настоящего изобретения является способ придания водонепроницаемости поверхности, причем указанный способ включает нанесение жидкой композиции согласно изобретению на указанную поверхность, а затем сшивку.
Настоящее изобретение относится также к поверхности, покрытой мембраной согласно изобретению.
Настоящее изобретение позволяет предложить жидкую композицию для водонепроницаемой мембраны для наружного применения.
Жидкая композиция согласно изобретению может быть расфасована в форму, которая напрямую делает ее готовой к применению потребителем, и соответствующая мембрана обладает очень высоким сопротивлением разрыву, что позволяет передвижение по ней пешеходов и движение легких транспортных средств.
Водонепроницаемая мембрана согласно изобретению имеет удлинение более 300%, что позволяет повторять перемещения и деформации основания без разрыва.
Непроницаемая мембрана согласно изобретению делает идеально водонепроницаемыми основания, на которые она нанесена.
Прочность на разрыв водонепроницаемой мембраны согласно изобретению позволяет движение, то есть по ней можно ходить, не разрывая ее или не создавая дыр, пропускающих воду.
Жидкая композиция согласно изобретению может наноситься и приставать к бетонам, имеющим влажность более 5%, без отслаивания или образования пузырей. Это позволяет снизить время ожидания перед укладкой непроницаемой мембраны.
Жидкая композиция согласно изобретению может наноситься и приставать к бетону без грунтовки, а стадия нанесения грунтовки требует нескольких часов времени ожидания. Таким образом, отсутствие грунтовки означает выигрыш времени и денег.
Непроницаемая мембрана, полученная после сшивки жидкой композиции, имеет удовлетворительные механические свойства, в частности, удовлетворительное удлинение при разрыве. Удлинение при разрыве является важной характеристикой, так как мембрана должна повторять возможные деформации оснований и оставаться гибкой при отрицательных температурах. При очень большой жесткости мембрана могла бы треснуть или иметь трещинки, пропускающие воду.
Непроницаемая мембрана согласно изобретению не желтеет даже под действием тепла или УФ-излучения.
Поверхность, покрытая мембраной согласно изобретению, делается непроницаемой в результате нанесения всего одного слоя жидкой композиции. Непроницаемая мембрана согласно изобретению является однослойной мембраной.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Настоящее изобретение относится к жидкой композиции, включающей:
- композицию A, содержащую:
A1) от 20 до 80 мас.% по меньшей мере одного силилированного полимера, содержащего по меньшей мере одну, предпочтительно по меньшей мере две группы формулы (I):
| -Si(R4)p(OR5)3-p | (I) |
в которой:
R4 и R5, одинаковые или разные, означают, каждый, линейный или разветвленный алкильный радикал, содержащий от 1 до 4 атомов углерода, причем когда имеется несколько радикалов R4 (или R5), эти последние могут быть одинаковыми или разными;
p является целым числом, равным 0, 1 или 2;
A2) от 3 до 9 мас.% смеси по меньшей мере двух катализаторов (A2-1) и (A2-2) ароматического типа, причем катализатор (A2-1) является фенольным катализатором, замещенным по меньшей мере одной группой -(CH2)-N(R7R8), где R7 и R8 означают, независимо друг от друга, линейный или разветвленный алкильный радикал, содержащий от 1 до 4 атомов углерода;
A3) от 0,1 до 2 мас.% по меньшей мере одного связующего агента, соединяющего силилированный полимер, присутствующий в композиции A, и эпоксидную смолу, присутствующую в композиции B;
- композицию B, содержащую:
B1) от 10 до 40 мас.% по меньшей мере одной эпоксидной смолы;
B2) от 0,2 до 3 мас.% по меньшей мере одного катализатора конденсации силанола;
причем процентные данные выражены в расчете на полный вес жидкой композиции,
причем смесь по меньшей мере двух катализаторов (A2-1) и (A2-2) выбирают так, чтобы удовлетворялись два следующих соотношения:
(1) 48,00 мэкв/г ≤ Φ(OH)+Φ(CH2-NR7R8) ≤ 90,00 мэкв/г,
(2) 0,10 ≤ Φ(OH)/Φ(CH2-NR7R8) ≤ 0,33,
причем в указанных соотношениях (1) и (2):
- Φ(OH) означает число групп -OH на ароматическом ядре, выраженное в миллиэквивалентах на грамм жидкой композиции;
- Φ(CH2-NR7R8) означает число групп -CH2-NR7R8 на ароматическом ядре, выраженное в миллиэквивалентах на грамм жидкой композиции.
В одном варианте осуществления изобретения жидкая композиция по изобретению находится в двухкомпонентной форме (две части), причем композиция A находится в первом отделении, а композиция B находится во втором отделении. Предпочтительно, композицию A и композицию B перемешивают непосредственно перед нанесением жидкой композиции на основание или на поверхность, подлежащую герметизации (придание непроницаемости).
Силилированный полимер (A1)
В контексте настоящего изобретения под силилированным полимером понимается полимер, содержащий по меньшей мере одну алкоксисилановую группу. Предпочтительно, силилированный полимер, содержащий по меньшей мере одну алкоксисилановую группу, является полимером, содержащим по меньшей мере одну, а предпочтительно по меньшей мере две группы формулы (I):
| -Si(R4)p(OR5)3-p | (I) |
в которой:
R4 и R5, одинаковые или разные, означают, каждый, линейный или разветвленный алкильный радикал, содержащий от 1 до 4 атомов углерода, причем когда имеется несколько радикалов R4 (или R5), эти последние могут быть одинаковыми или разными;
p является целым числом, равным 0, 1 или 2.
Определенный выше силилированный полимер содержит по меньшей мере одну сшиваемую алкоксисилильную группу. Сшиваемая алкоксисилильная группа предпочтительно находится на конце указанного полимера. Однако не исключается положение в середине цепи. Силилированный полимер не является сшитым до нанесения жидкой композиции. Жидкую композицию наносят в условиях, позволяющих его сшивку.
Силилированный полимер обычно имеет вид более или менее вязкой жидкости. Предпочтительно, силилированный полимер имеет вязкость, измеренную на вискозиметре Брукфилда при 23°C и относительной влажности 50%, ниже 20 Па·с.
В одном варианте осуществления силилированный полимер содержит по меньшей мере две группы формулы (I), предпочтительно по меньшей мере три группы формулы (I), более предпочтительно по меньшей мере четыре группы формулы (I).
Предпочтительно, силилированный полимер или полимеры имеют среднюю молекулярную массу в интервале от 500 до 50000 г/моль, более предпочтительно от 700 до 20000 г/моль. Молекулярную массу полимеров можно измерить методами, хорошо известными специалисту, например, методами ЯМР и гель-проникающей хроматографии с использованием в качестве эталонов полиэтиленгликоля.
Предпочтительно, силилированные полимеры выбраны из силилированных полиуретанов, силилированных простых эфиров и их смесей.
В одном варианте осуществления силилированный полимер отвечает одной из формул (II), (III) или (IV):
В формулах (II), (III) и (IV):
- R1 означает двухвалентный углеводородный радикал, содержащий от 5 до 15 атомов углерода, который может быть ароматическим или алифатическим, линейным, разветвленным или циклическим,
- R3 означает линейный или разветвленный двухвалентный алкиленовый радикал, содержащий от 1 до 6 атомов углерода,
- R2 означает линейный или разветвленный двухвалентный алкиленовый радикал, содержащий от 2 до 4 атомов углерода,
- R4 и R5, одинаковые или разные, означают, каждый, линейный или разветвленный алкильный радикал, содержащий от 1 до 4 атомов углерода,
- R6 означает атом водорода, фенильный радикал или алкильный радикал, линейный, разветвленный или циклический, содержащий от 1 до 6 атомов углерода,
- n есть целое число, такое что средняя молекулярная масса полиэфирного блока формулы -[OR2]n- составляет от 200 г/моль до 40000 г/моль,
- m1 означает ноль или целое число, такое что средняя молекулярная масса полимера составляет от 500 г/моль до 50000 г/моль,
- m есть целое число, отличное от нуля, такое что средняя молекулярная масса полимера составляет от 500 г/моль до 50000 г/моль,
- p является целым числом, равным 0, 1 или 2.
Предпочтительно, R1 выбран из двухвалентных радикалов, формулы которых, приведенные ниже, показывают две свободные валентности:
a) двухвалентный радикал, производный от изофорона
b) 
c) 
или
d) 
или 
e) -(CH2)6- (или гексаметиленовый радикал)
f) 
.
Полимеры формулы (II) могут быть получены способом, описанным в документах EP 2336208 и WO 2009/106699. Из полимеров, отвечающих формуле (II), можно назвать:
- GENIOSIL® STP-E10 (выпускается фирмой Wacker): простой полиэфир, содержащий две группы (I) типа диметокси (m1 равно 0, p равно 1, и R4 и R5 означают метильную группу), имеющий среднечисленную молекулярную массу 8889 г/моль, и причем R3 означает метильную группу;
- GENIOSIL® STP-E30 (выпускается фирмой Wacker): простой полиэфир, содержащий две группы (I) типа диметокси (m1 равно 0, p равно 1, и R4 и R5 означают метильную группу), имеющий среднечисленную молекулярную массу 14493 г/моль, причем R3 означает метильную группу;
- SPUR+® 1050MM (выпускается фирмой Momentive): полиуретан, содержащий две группы (I) типа триметокси (m1 не равно 0, p равно 0, и R5 означает метильную группу), имеющий среднечисленную молекулярную массу 16393 г/моль, причем R3 означает н-пропильную группу;
- SPUR+® Y-19116 (выпускается фирмой Momentive): полиуретан, содержащий две группы (I) типа триметокси (m1 не равно 0, и R5 означает метильную группу), имеющий среднечисленную молекулярную массу от 15000 до 17000 г/моль, причем R3 означает н-пропильную группу;
- DESMOSEAL® S XP 2636 (выпускается фирмой Bayer): полиуретан, содержащий две группы (I) типа триметокси (m1 не равно 0, p равно 0, и R5 означает метильную группу), имеющий среднечисленную молекулярную массу 15038 г/моль, причем R3 означает н-пропильную группу.
Полимеры формулы (III) могут быть получены гидросилилированием простого диаллилового полиэфира в соответствии со способом, описанным, например, в документе EP 1829928. Из полимеров формулы (III) можно назвать полимер MS SAX® 350 (выпускается фирмой Kaneka), соответствующий простому полиэфиру, содержащему две группы (I) типа диметокси (p равно 1, и R4 означает метильную группу), имеющий среднечисленную молекулярную массу от 14000 до 16000 Да.
В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения жидкая композиция для непроницаемого покрытия содержит по меньшей мере один силилированный полимер формулы (III).
В одном частном варианте осуществления жидкая композиция согласно изобретению не содержит полимера акрилатного или метакрилатного типа или акрилового или метакрилового типа.
В одном частном варианте осуществления силилированный полимер (A1) согласно изобретению не является силиконовым полимером типа полисилоксана.
В одном варианте осуществления изобретения все силилированные полимеры жидкой композиции выбраны из полимеров формул (II), (III) или (IV), какие определены выше.
Силилилованный полимер или полимеры присутствуют в количестве от 20 до 80 вес.%, предпочтительно от 40 до 65 вес.%, от полного веса жидкой композиции.
Катализаторы ароматического типа (A2)
Катализаторы ароматического типа (A2) позволяют осуществить гомополимеризацию эпоксидной смолы.
Композиция A содержит смесь по меньшей мере двух разных катализаторов (A2-1) и (A2-2) ароматического типа, причем по меньшей мере один из этих двух катализаторов является катализатором типа фенола, замещенного по меньшей мере одной группой -(CH2)-N(R7R8) (катализатор, обозначенный A2-1). Предпочтительно, по меньшей мере одна группа OH и по меньшей мере одна группа -(CH2)-N(R7R8) в катализаторе (A2-1) находятся в орто-положении относительно друг друга на ароматическом кольце.
В одном варианте осуществления изобретения катализатор (A2-1) содержит по меньшей мере одно фенольное кольцо, замещенное по меньшей мере двумя группами -(CH2)-N(R7R8), предпочтительно в орто-положении к радикалу OH.
R7 и R8 независимо друг от друга означают линейный или разветвленный алкильный радикал, содержащий от 1 до 4 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 3 атомов углерода, более предпочтительно от 1 до 2 атомов углерода.
В одном варианте осуществления R7 и R8 являются одинаковыми.
В одном варианте осуществления R7 и R8 являются одинаковыми и означают метильную группу.
Второй катализатор ароматического типа (A2-2) отличается от первого катализатора (A2-1) и может быть выбран из ароматических соединений, содержащих по меньшей мере одну гидроксильную группу или по меньшей мере одну группу -(CH2)-N(R7R8), где R7 и R8 имеют то же значение, что и для катализатора (A2-1).
Смесь по меньшей мере двух катализаторов (A2-1) и (A2-2) выбирают так, чтобы удовлетворялись два следующих соотношения:
(1) 48,00 мэкв/г ≤ Φ(OH)+Φ(CH2-NR7R8) ≤ 90,00 мэкв/г,
(2) 0,10 ≤ Φ(OH)/Φ(CH2-NR7R8) ≤ 0,33,
причем в этих двух соотношениях:
- Φ(OH) означает число групп -OH на ароматическом ядре, выраженное в миллиэквивалентах на грамм жидкой композиции;
- Φ(CH2-NR7R8) означает число групп -CH2-NR7R8 на ароматическом ядре, выраженное в миллиэквивалентах на грамм жидкой композиции.
Значения Φ(OH) и Φ(CH2-NR7R8) могут быть определены из молекулярных масс компонентов, содержащих одну или несколько групп -OH и/или -CH2-NR7R8, находящихся на ароматическом ядре, и из весовых процентных содержаний этих компонентов в жидкой композиции.
Предпочтительно, смесь по меньшей мере двух катализаторов (A2-1) и (A2-2) выбирают так, чтобы удовлетворялись два следующих соотношения:
(1) 50,00 мэкв/г ≤ Φ(OH)+Φ(CH2-NR7R8) ≤ 90,00 мэкв/г
(2) 0,10 ≤ Φ(OH)/Φ(CH2-NR7R8) ≤ 0,30.
Более предпочтительно, смесь по меньшей мере двух катализаторов (A2-1) и (A2-2) выбирают так, чтобы удовлетворялись два следующих соотношения:
(1) 50,00 мэкв/г ≤ Φ(OH)+Φ(CH2-NR7R8) ≤ 90,00 мэкв/г,
(2) 0,15 ≤ Φ(OH)/Φ(CH2-NR7R8) ≤ 0,30.
Еще более предпочтительно, смесь по меньшей мере двух катализаторов (A2-1) и (A2-2) выбирают так, чтобы удовлетворялись два следующих соотношения:
(1) 65,00 мэкв/г ≤ Φ(OH)+Φ(CH2-NR7R8) ≤ 90,00 мэкв/г,
(2) 0,15 ≤ Φ(OH)/Φ(CH2-NR7R8) ≤ 0,25.
В одном варианте осуществления изобретения смесь по меньшей мере двух катализаторов (A2) составляет от 3 до 8 вес.%, предпочтительно от 4 до 8 вес.%, более предпочтительно от 5 до 7 вес.%, от полного веса жидкой композиции.
В одном варианте осуществления изобретения смесь по меньшей мере двух катализаторов (A2-1) и (A2-2) состоит из двух катализаторов (A2-1) и (A2-2).
В одном варианте осуществления изобретения катализатор (A2-1) выбран, без ограничений, из следующих соединений:
Предпочтительно, первый катализатор (A2-1) является соединением 2,4,6-три(диметиламинометил)фенол, отвечающим следующей формуле:
причем указанное соединение 2,4,6-три(диметиламинометил)фенол выпускается в продажу фирмой Air Products под названием ANCAMINE® K54.
Предпочтительно, жидкая композиция содержит менее 6 мас.% 2,4,6-три(диметиламинометил)фенола, от полного веса жидкой композиции.
Когда композиция содержит повышенные количества 2,4,6-три(диметиламинометил)фенола, например, 6 мас.%, то жидкая композиция имеет тенденцию к пожелтению со временем, что считается потребителем неудовлетворительным с эстетической точки зрения.
Более предпочтительно, жидкая композиция содержит от 2 до 5 мас.%, более предпочтительно от 2,5 до 4 мас.%, предпочтительно от 2,7 до 3,7 мас.% 2,4,6-три(диметиламинометил)фенола от полного веса жидкой композиции.
В одном варианте осуществления изобретения второй катализатор (A2-2) может быть выбран из одного из перечисленных выше соединений, причем понимается, что катализатор (A2-1) отличен от катализатора (A2-2).
Кроме того, второй катализатор (A2-2) из смеси по меньшей мере двух катализаторов может быть выбран из следующих соединений:
В одном варианте осуществления катализатор (A2-2) выбран из соединений:
Предпочтительно, катализатор (A2-2) является диметилбензиламином (BDMA), отвечающим следующей формуле:
причем указанный диметилбензиламин выпускается в продажу фирмой Air Products.
В одном варианте осуществления изобретения катализатор (A2) представляет собой смесь, содержащую 2,4,6-три(диметиламинометил)фенол в качестве катализатора (A2-1) и диметилбензиламин в качестве катализатора (A2-2). В этом варианте осуществления смесь предпочтительно содержит:
- от 2 до 5 мас.%, предпочтительно от 2,5 до 4 мас.%, более предпочтительно от 3,0 до 3,5 мас.%, 2,4,6-три(диметиламинометил)фенола,
- от 2 до 5,5 мас.%, предпочтительно от 2,5 до 4 мас.%, более предпочтительно от 3,0 до 3,5 мас.% диметилбензиламина,
от полного веса жидкой композиции.
Связующий агент или промотор адгезии (A3)
Жидкая композиция согласно изобретению содержит по меньшей мере один связующий агент (A3), называемый также промотором адгезии, который может играть роль промотора адгезии и точки крепления между эпоксидной смолой и силилированным полимером.
В одном варианте осуществления связующий агент (A3) представляет собой бифункциональное соединение, содержащее по меньшей мере одну первую группу, способную реагировать с силилированным полимером (A1), и по меньшей мере одну вторую группу, способную реагировать с эпоксидной смолой (B1).
В одном варианте осуществления первая группа, способная реагировать с силилированным полимером, является силановой группой, предпочтительно алкоксисилановой группой, в которой группы алкокси- предпочтительно имеют от 1 до 3 атомов углерода, более предпочтительно триалкоксисилановую группу, в которой алкокси-группы предпочтительно содержат 1 атом углерода.
В одном варианте осуществления вторая группа, способная реагировать с эпоксидной смолой, выбрана из аминогрупп, предпочтительно первичной аминогруппы, меркапто-групп (группы -SH) или эпоксидных групп.
Предпочтительно, промотор адгезии или связующий агент (A3) выбран из аминосиланов, меркаптосиланов или эпоксисиланов, предпочтительно из аминосиланов.
В контексте настоящего изобретения под "аминосиланом", "меркаптосиланом" или "эпоксисиланом" понимается соединение, содержащее по меньшей мере одну аминогруппу, соответственно меркапто- или эпокси-группу, и по меньшей мере одну силановую группу.
В одном варианте осуществления изобретения амино-, или меркапто-, или эпокси-группа и силановая группа аминосилана, или меркаптосилана, или эпоксисилана разделены алкильной группой, линейной, разветвленной или циклической, содержащей от 1 до 16 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 12 атомов углерода, более предпочтительно от 2 до 8 атомов углерода, предпочтительно от 3 до 6 атомов углерода.
В одном варианте осуществления изобретения аминосилан, или меркаптосилан, или эпоксисилан выбран из соединений, содержащий первичную аминогруппу, или меркапто-, или эпокси-группу и алкоксисилановую группу, причем указанная алкоксисилановая группа является, например, триалкоксисилановой группой. В этом варианте осуществления алкоксисилановая группа предпочтительно содержит от 1 до 4 атомов углерода, более предпочтительно от 1 до 3 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 2 атомов углерода.
В качестве примеров промотора адгезии или связующего агента (A3) можно назвать N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилан (GENIOSIL® GF 91), 3-аминопропилтриметоксисилан (SILQUEST® A-1100), оба выпускаемые в продажу фирмой WACKER, N-(бета-аминоэтил)-гамма-аминопропилтриметоксисилан (SILQUEST® A1120) от фирмы Momentive, (3-меркаптопропил)триметоксисилан (Dynasylan® MTMO) от фирмы EVONIK и 3-глицидоксипропилтриметоксисилан (GENIOSIL® GF 80) от фирмы WACKER.
Жидкая композиция согласно изобретению может, в одном варианте осуществления, содержать смесь по меньшей мере двух разных связующих агентов (A3), из которых предпочтительно по меньшей мере один является аминосиланом.
Таким образом, в композицию A добавляют один или несколько промоторов адгезии или связующих агентов.
Промотор адгезии, или связующий агент, составляет от 0,1 до 2 мас.%, предпочтительно от 0,5 до 1,5 мас.%, более предпочтительно от 0,4 до 1,25 мас.% от полного веса жидкой композиции.
Эпоксидная смола (B1)
В контексте настоящего изобретения эпоксидная смола представляет собой соединение, содержащее по меньшей мере две эпокси-группы, причем указанные эпокси-группы предпочтительно находятся в концевом положении.
В одном варианте осуществления эпоксидная смола (B1) является производным диглицидилового эфира.
Производные диглицидилового эфира, которые могут применяться в жидкой композиции согласно изобретению, представляют собой диглицидиловые эфиры, которые могут быть получены по реакции галогеноэпоксидов, таких, как эпихлоргидрин (называемый также 2-(хлорметил)оксираном) или 13-метил-эпихлоргидрин с бисфенолом A, бисфенолом AD или бисфенолом F.
Бисфенол A (или 2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан) имеет формулу:
Бисфенол AD (или 1,1-бис(4-гидроксифенил)этан имеет формулу:
Бисфенол F (бис(4-гидроксифенил)метан) имеет формулу:
В одном варианте осуществления изобретения эпоксидная смола (B1) является производным диглицидилового эфира бисфенола A (известным также под сокращением DGEBA), предпочтительно следующей формулы:
Это соединение выпускается в продажу фирмой Dow под торговым наименованием D.E.R. 331.
Эпоксидные смолы (B1) присутствуют на уровне 10-40 мас.%, предпочтительно 20-33 мас.% от полного веса жидкой композиции.
Катализатор силилированного полимера (B2)
Катализаторы B2, использующиеся в жидкой композиции согласно изобретению, могут быть любыми известными специалисту катализаторами конденсации силанола в присутствии влаги, такими как амины или металлоорганические производные железа, титана, алюминия, большинство из которых имеется в продаже. В качестве примеров можно назвать:
- органические производные титана, как ацетилацетонат титана (TYZOR® AA75), выпускаемый в продажу фирмой DuPont,
- хелатные соединения алюминия, как K-KAT® 5218, выпускаемые в продажу фирмой King Industries,
- 1,8-диазабицикло[5.4.0]ундек-7-ен (DBU) или 1,5-диазабицикло[4.3.0]нон-5-ен (DBN),
- органические производные олова (NEOSTANN® S-1 или TIB-KAT® 324), выпускаемые в продажу соответственно фирмой NITTO KASEI и TIB Chemicals. Эти катализаторы на основе олова особенно хорошо подходят для силилированных полимеров формулы (III).
Указанные катализатор или катализаторы (B2) присутствуют в количестве от 0,2 до 3 мас.%, предпочтительно от 0,8 до 2,5 мас.%, более предпочтительно от 0,4 до 1,25 мас.%, от полного веса жидкой композиции.
Для конденсации силанолов существуют катализаторы аминосиланового типа. В этом случае количество катализатора (B2) аминосиланового типа в жидкой композиции следует приплюсовать к количеству связующего агента или промотора адгезии аминосиланового типа.
Другие добавки
Жидкая композиция согласно изобретению может также содержать минеральные или органические наполнители. Эти наполнители предпочтительно вводят в композицию B, в часть, содержащую эпоксидную смолу.
Функцией наполнителей является усиление мембраны после отверждения. Наполнитель предпочтительно является минеральным, например, выбранным из песка, стеклянных шариков, стекла, кварца, барита, глинозема, слюды, талька. Предпочтительно выбирать наполнитель из талька и стеклянных шариков.
В другом варианте осуществления композиция содержит по меньшей мере три разных наполнителя, выбранных из песка, стеклянных шариков, стекла, кварца, барита, глинозема, слюды, талька.
Обнаружилось, что использование стеклянных шариков позволяет, в частности, сохранить хорошее сопротивление разрыву.
Стеклянные шарики, использующиеся в настоящем изобретении, предпочтительно имеют гранулометрический состав от 1 до 400 мкм, предпочтительно от 10 до 350 мкм и предпочтительно от 50 до 300 мкм. В качестве примера можно назвать стеклянные шарики, выпускаемые в продажу фирмой POTTERS под торговым наименованием SPHERIGLASS® 2024 CP00, имеющим распределение частиц по размерам от 106 до 212 мкм и кажущуюся плотность (измеренную согласно ASTM D-3101-78) неуплотненную примерно 1,17 кг/м3 и уплотненную примерно 1,26 кг/м3.
Если используется тальк, его гранулометрический состав предпочтительно лежит в интервале от 2 до 25 мкм, предпочтительно от 5 до 15 мкм. В качестве примера назовем LUZENAC® 20M2 от фирмы IMERYS Talc.
Когда наполнители присутствуют, они могут составлять до 50 мас.%, предпочтительно 20-40 мас.% от полного веса жидкой композиции.
Жидкая композиция согласно изобретению может, кроме того, содержать по меньшей мере одну дополнительную добавку, выбранную из пластификаторов, растворителей, в частности, летучих растворителей, органических или неорганических пигментов, влагопоглотителей (по-английски moisture scavenger), УФ-стабилизаторов, термостабилизаторов, антивспенивателей (по-английски defoamer). Эта или эти дополнительные добавки предпочтительно добавляют в композицию B, за исключением влагопоглотителей, которые добавляют в композицию A.
В качестве антивспенивателя можно назвать BYK® 515A от фирмы BYK, антивспениватели DISPARLON OX® 880 EF и DISPARLON® 1958, оба от фирмы KUSOMOTO Chemicals.
Пластификатор можно выбрать, например, из сложных эфиров бензойной кислоты, фталевой кислоты, тримеллитовой кислоты, пиромеллитовой кислоты, адипиновой кислоты, себациновой кислоты, фумаровой кислоты, малеиновой кислоты, итаконовой кислоты или лимонной кислоты, или из производных сложного эфира, простого полиэфира, минерального углеводородного масла. Из производных фталевой кислоты можно назвать фталаты, такие, как дибутилфталат, диоктилфталат, дициклогексилфталат, диизооктилфталат, диизодецилфталат, дибензилфталат или бутилбензилфталат. Если пластификатор присутствует, он предпочтительно выбран из фталатов, себакатов, адипатов и бензоатов.
Пластификатор должен быть совместим с полимером и не расслаиваться в жидкой композиции. Пластификатор позволяет повысить пластичность (удлинение) композиции и уменьшить ее вязкость.
Когда пластификатор присутствует в композиции, его содержание, выраженное в расчете на полный вес жидкой композиции, предпочтительно меньше или равно 5 мас.%, предпочтительно меньше или равно 3 мас.%. Если пластификатор используется, он составляет от 0,1 до 5 мас.%, предпочтительно от 0,5 до 3 мас.% от полного веса жидкой композиции.
Растворитель предпочтительно является летучим при температуре окружающей среды (около 23°C). Летучий растворитель может быть выбран, например, из спиртов, летучих при температуре окружающей среды, таких как этанол или изопропанол. Летучий растворитель позволяет снизить вязкость композиции и сделать жидкую композицию более простой в нанесении. Летучесть растворителя позволяет, чтобы мембрана, полученная после сшивки композиции, больше не содержала растворителя, который отрицательно влиял бы на механические свойства мембраны.
Когда растворитель, в частности летучий растворитель, присутствует в композиции, его содержание предпочтительно меньше или равно 3 мас.%, предпочтительно меньше или равно 2 мас.% от полного веса жидкой композиции. Когда растворитель, в частности, летучий растворитель, присутствует, его содержание составляет от 0,5 до 3 мас.%, предпочтительно от 1 до 2 мас.% от полного веса жидкой композиции.
Когда в композиции присутствует пигмент, его содержание, выраженное на полный вес жидкой композиции, меньше или равно 3 мас.%, предпочтительно меньше или равно 2 мас.%. Когда пигмент присутствует, его содержание составляет от 0,1 до 3 мас.%, предпочтительно от 0,5 до 2 мас.% от полного веса жидкой композиции. Пигменты могут быть органическими или неорганическими пигментами.
Влагопоглотитель, если он присутствует, может быть выбран из винилтриметоксисилана (VTMO), такого как SILQUEST® A171 от фирмы MOMENTIVE, винилтриэтоксисилана (VTEO), как GENIOSIL® GF 56 от фирмы WACKER, или из алкоксиарилсиланов, как GENIOSIL® XL 70 от фирмы WACKER.
Его можно добавить в композицию A, чтобы помешать силилированному полимеру вступать в реакцию.
Когда влагопоглотитель присутствует в композиции, его содержание предпочтительно меньше или равно 3 мас.%, более предпочтительно меньше или равно 2 мас.% от полного веса жидкой композиции. Если влагопоглотитель присутствует, его содержание составляет от 0,5 до 3 мас.%, предпочтительно от 1 до 2 мас.% от полного веса жидкой композиции.
Для лучшей стойкости к УФ-излучению или к колебаниям температуры можно добавить УФ-стабилизаторы и термостабилизаторы, чтобы воспрепятствовать (замедлить или предотвратить) деградацию полимера. В качестве примеров можно назвать TINUVIN® 123, TINUVIN® 326 или IRGANOX® 245 от фирмы BASF.
Факультативно можно добавить воду в качестве компонента, ввиду водоотверждаемого характера жидкой композиции по настоящему изобретению. Воду в таком случае предпочтительно добавлять в композицию B. Так как силилированные полимеры сшиваются влагой воздуха, добавление воды может ускорить повышение когезии мембраны, что особенно полезно в случае больших толщин (более 0,5 мм), чтобы ускорить реакцию сшивки силилированного полимера. Можно использовать водопроводную воду, или техническую воду, или дистиллированную воду, и т.д. Что касается количества добавляемой воды, ее содержание варьируется от 0,1 до 1% от веса силилированного полимера. Количество менее 0,1% не позволит в достаточной мере ускорить реакцию, а количество более 1% может привести к потере адгезии.
Жидкая композиция
В одном частном варианте осуществления изобретения жидкая композиция содержит:
- композицию A, содержащую:
от 20 до 80 мас.%, предпочтительно от 40 до 65 ма.% по меньшей мере одного силилированного полимера (A1),
от 3 до 9 мас.%, предпочтительно от 4 до 8 мас.% смеси по меньшей мере двух аминовых катализаторов для производного диглицидилового эфира (A2),
от 0,1 до 2 мас.%, предпочтительно от 0,5 до 1,5 мас.%, по меньшей мере одного промотора адгезии или связующего агента (A3) аминосиланового типа,
- композицию B, содержащую:
от 10 до 40 мас.%, предпочтительно от 20 до 33 мас.% производного диглицидилового эфира (B1), и
от 0,2 до 3 мас.%, предпочтительно от 0,8 до 2,5 мас.% катализатора для силилированного полимера (B2),
причем процентные содержания выражены в расчете на полный вес жидкой композиции.
Жидкая композиция не является сшитой до ее нанесения на основание. Жидкую композицию наносят в условиях, позволяющих ее сшивку. Сшивка жидкой композиции выражается в образовании трехмерной полимерной сетки между полимерными цепями силилированного полимера и эпоксидной смолы.
Набор, готовый к применению
Изобретение относится также к набору, готовому к применению, содержащему жидкую композицию согласно изобретению, причем композиции A и B расфасованы в двух разных отделениях.
Способ получения жидкой композиции согласно изобретению
Настоящее изобретение относится также к способу получения жидкой композиции согласно изобретению.
Способ приготовления композиции A включает смешение составляющих композиции A без доступа влаги, предпочтительно в безводных условиях и в инертной атмосфере, например, в атмосфере азота, предпочтительно при атмосферном давлении. Можно осуществить вакуумирование, чтобы удалить пузырьки из смеси. Композицию A жидкой композиции предпочтительно расфасовывают без доступа воздуха, в частности, без доступа влажности воздуха, в герметичную упаковку. Силилированную часть (композиция A) хранят, например, в инертной атмосфере (атмосфере азота) и/или в вакуумных пакетах, в частности, алюминиевых пакетах, которые особенно хорошо подходят для этого.
Способ приготовления композиции B включает смешение составляющих композиции B. Это смешение можно осуществить при температуре окружающей среды (23°C) и атмосферном давлении. Можно применить вакуумирование, чтобы удалить пузырьки из смеси. Так как компонент эпоксидная смола (композиция B) не требует инертной атмосферы или вакуумирования, ее расфасовывают в металлическую емкость.
Получение жидкой композиции включает смешение композиции A с композицией B. Эти две композиции A и B жидкой композиции предназначены для смешения непосредственно перед применением, во время использования указанной жидкой композиции для получения непроницаемой мембраны.
При нанесении жидкой композиции потребитель смешивает 2 композиции A и B, предпочтительно в весовом отношении один к одному, например, с помощью роторного смесителя, оборудованного взбивалкой.
Придание непроницаемости
Настоящее изобретение относится к применению жидкой композиции согласно изобретению или набора согласно изобретению для получения водонепроницаемой мембраны.
Настоящее изобретение относится также к водонепроницаемой мембране, полученной путем сшивки жидкой композиции согласно изобретению. Действительно, жидкая композиция после смешения двух композиций A и B будет сшиваться и образовывать непроницаемую мембрану, причем атмосферная влага позволяет ускорить сшивку жидкой композиции.
Мембрана согласно изобретению может иметь толщину, например, больше или равную 1,5 мм, предпочтительно в интервале от 1,5 мм до 3 мм.
Настоящее изобретение относится также к способу придания непроницаемости поверхности, причем указанный способ включает нанесение жидкой композиции согласно изобретению на указанную поверхность и сшивку.
Нанесение жидкой композиции можно проводить в присутствии атмосферной влаги, которая способствует сшивке.
В одном варианте осуществления жидкую композицию нагревают до температуры в интервале от 25°C до 40°C, что повышает скорость сшивки.
Поверхность может быть выбрана из бетона, старых непроницаемых покрытий типа алифатического полиуретана, полиуретана в водной фазе, старых битумных мембран, покрытий из профилированных стальных листов или алюминия.
Предпочтительно, между мембраной согласно изобретению и поверхностью, подлежащей герметизации, не имеется грунтовочного слоя.
Поверхность может быть влажной и содержать, например, до 5% влаги.
Жидкую композицию согласно изобретению можно нанести любым способом, известным специалисту, например, с помощью рифленого шпателя, скребка, щетки, кисти, пульверизатора или же с помощью валика для краски.
Предпочтительно, способ придания непроницаемости включает единственный этап нанесения жидкой композиции. Таким образом, непроницаемая мембрана согласно изобретению предпочтительно является однослойной мембраной.
Настоящее изобретение относится также к поверхности, покрытой мембраной согласно изобретению.
Предпочтительно, поверхность выбрана из бетона, старых непроницаемых покрытий типа алифатического полиуретана, полиуретана в водной фазе, старых битумных мембран, покрытий из профилированных стальных листов или алюминия.
Предпочтительно, мембрана согласно изобретению имеет толщину больше или равную 1,5 мм, предпочтительно от 1,5 мм до 3 мм.
Предпочтительно, между мембраной согласно изобретению и поверхностью не имеется слоя грунтовки.
Предпочтительно, поверхность, покрытая согласно изобретению, содержит единственную непроницаемую мембрану, полученную после единственного нанесения жидкой композиции согласно изобретению.
Примеры
Пример 1: Сравнение различных существующих технологий с технологией по изобретению
В таблице 1 ниже разные существующие технологии (эпоксидная смола, силилированный полимер, полиуретан, акриловый полимер) сравниваются с композицией согласно изобретению (двухкомпонентная композиция эпоксидная смола+силилированный полимер) для получения жидкой композиции для непроницаемой мембраны с точки зрения нескольких характеристик:
- стабильность цвета, оценивается визуально: "нет" означает, что цвет непроницаемой мембраны является нестабильным (пожелтение со временем), "да" означает, что цвет непроницаемой мембраны является стабильным (отсутствует пожелтение со временем);
- сопротивление разрыву, измеряется в соответствии со стандартом ISO 34-1 (метод A, "образец в виде полоски"): "да" означает, что сопротивление мембраны сдвигу (по-английски tear strength, прочность на раздир) больше или равно 8 Н/мм, а "нет" означает, что сопротивление сдвигу мембраны меньше 8 Н/мм;
- адгезия к влажному бетону, оценивается по измерению сцепления на динамометре SATTEC: "да" означает, что адгезия к влажному бетону больше или равна 0,05 Н/мм2, а "нет" означает, что адгезия к влажному бетону меньше 0,05 Н/мм2;
- адгезия к бетону без грунтовки, оценивается по измерению сцепления на динамометре SATTEC: "да" означает, что мембрана пристает к бетону без необходимости в грунтовке (промежуточный слой между бетоном и мембраной), а "нет" означает, что мембрана не пристает к бетону, если не имеется грунтовки; считается, что сцепление отсутствует, когда адгезия меньше 0,05 Н/мм2;
- удлинение больше 300%, измеряется согласно стандарту ISO 527-1: "да" означает, что мембрана имеет удлинение более 300%, а "нет" означает, что мембрана имеет удлинение меньше 300%.
Таблица 1. Сравнение различных технологий
| Технология/Характеристики | Эпоксид | Полимер SMP | Полиуретан | Акриловый полимер | Композиция по изобретению |
| Стабильность цвета | нет | да | да | да | да |
| Сопротивление разрыву | нет | нет | да | да | да |
| Адгезия к влажному бетону | да | да | нет | нет | да |
| Адгезия к бетону без грунтовки | да | да | нет | нет | да |
| Удлинение больше 300% | нет | да | да | да | да |
| Число слоев для достижения 1,5 мм сухого продукта | 1 слой | 1 слой | 3 слоя | 3 слоя | 1 слой |
Мембрана по изобретению, полученная после сшивки жидкой композиции согласно изобретению, имеет отличные показатели всех оцениваемых характеристик. В частности, она имеет стабильный цвет, высокое сопротивление разрыву, и достаточно единственного слоя, чтобы получить мембрану толщиной 1,5 мм.
Пример 2: Получение жидких композиций
При приготовлении жидких композиций в примерах использовались указанные ниже продукты:
- силилированный полимер (A1):
MS Polymer® SAX350 от фирмы KANEKA
- аминосилан в качестве промотора адгезии и связующего агента (A3)
SILQUEST® A1120, или N-(бета-аминоэтил)-гамма-аминопропилтриметоксисилан, выпускаемый в продажу фирмой MOMENTIVE.
- аминовые катализаторы (A2):
ANCAMINE® K54, или 2,4,6-три(диметиламинометил)фенол, от фирмы AIR PRODUCTS
BDMA, или диметилбензиламин, от фирмы AIR PRODUCTS
фенольный BDMA: (диметиламинометил)фенол (CAS 25338-55-0)
- эпоксидная смола (B1):
DER® 331, производное диглицидилового эфира, выпускается фирмой Dow
- катализатор на основе олова (для силилированного полимера) (B2):
TIB KAT® 216 (дилаурат диоктилолова) от фирмы TIB KAT.
- другие добавки:
SILQUEST® A171, или винилтриметоксисилан (CH3O)3SiCH=CH2) от фирмы MOMENTIVE.
Примеры жидких композиций готовили в соответствии со следующей методикой
Композиция A: В смеситель при перемешивании в атмосфере азота вводят следующие составляющие, предпочтительно в указанном порядке:
i) силилированный полимер,
ii) аминовый катализатор,
iii) Silquest® A1120,
iv) Silquest® A171.
Затем композиции A расфасовывают в вакуумный алюминиевый пакет.
Композиция B: В смеситель при перемешивании в атмосфере азота вводят следующие составляющие, предпочтительно в указанном порядке:
i) производное диглицидилового эфира,
ii) катализатор на основе олова для силилированного полимера,
iii) вода (водопроводная).
Композицию B расфасовывают в металлическое ведро.
Количество каждого составляющего указано в таблице 2 ниже.
Таблица 2. Количества ингредиентов исследуемых жидких композиций
| Композиция A | SAX® 350 | |
| Композиция A | аминовый катализатор | см. таблицы 3 и 4 ниже |
| Композиция A | SILQUEST® A171 | |
| Композиция A | SILQUEST® A1120 | |
| Композиция B | DER® 331 | |
| Композиция B | TIB KAT® 216 | |
| Композиция B | H2O (водопроводная вода) |
Для композиции A сравнивали различные каталитические системы (катализатор для эпоксидной смолы), фактически исследовали несколько аминовых катализаторов. В таблице 3 указаны аминовые катализаторы, которые испытывали для сравнительных композиций Comp1 - Comp7. В таблице 3 приводится также сумма Φ(OH)+Φ(CH2-NR7R8) и отношение Φ(OH)/Φ(CH2-NR7R8), какие определены выше в настоящей заявке.
Таблица 3. Аминовые катализаторы для эпоксидных смол (сравнительные каталитические системы)
| Аминовый катализатор для эпоксидной смолы (вес.% от полного веса жидкой композиции) | Φ(OH) + Φ(CH2-NR7R8) (мэкв/г) |
Φ(OH)/ Φ(CH2-NR7R8) |
|
| Comp1 | 1,6% ANCAMINE® K54+6,2% BDMA | 69,97 | 0,09 |
| Comp2 | 1,6% ANCAMINE® K54+9,2% BDMA | 92,16 | 0,07 |
| Comp3 | 3,2% ANCAMINE® K54 | 48,23 | 0,33 |
| Comp4 | 3,2% ANCAMINE® K54+1,6% фенола | 59,98 | 0,66 |
| Comp5 | 3,2% ANCAMINE® K54+5% BDMA+0,8% фенола | 91,08 | 0,25 |
| Comp6 | 11% BDMA+3,2% фенола | 81,35 | 0,00 |
| Comp7 | 6,2% фенольного BDMA | 82,01 | 1,00 |
| Comp8 | 6,2% BDMA+1,6% фенола | 57,60 | 0,26 |
В таблице 4 указаны аминовые катализаторы, которые исследовались для композиций 1-3 согласно изобретению. В таблице 4 приводятся также сумма Φ(OH)+Φ(CH2-NR7R8) и отношение Φ(OH)/Φ(CH2-NR7R8), какие определены выше в настоящей заявке.
Таблица 4. Аминовые катализаторы для эпоксидной смолы (каталитическая система согласно изобретению)
| Аминовый катализатор для эпоксидной смолы (вес.% от полного веса жидкой композиции) | Φ(OH) + Φ(CH2-NR7R8) |
Φ(OH)/ Φ(CH2-NR7R8) |
|
| 1 | 1,6% ANCAMINE® K54+4,8% BDMA | 59,62 | 0,11 |
| 2 | 3,2% ANCAMINE® K54+3,2% BDMA | 71,90 | 0,20 |
| 3 | 3,2% ANCAMINE® K54+5% BDMA | 85,21 | 0,16 |
Пример 3: Оценка характеристик композиций
При нанесении жидкой композиции две композиции A и B смешивают в отношении один к одному по весу в роторном смесителе, снабженном взбивалкой. Для примеров жидкую композицию наносят валиком на препятствующую прилипанию поверхность типа тефлона, чтобы на следующий день можно было снять твердую пленку.
Измерения сопротивления разрыву мембраны, полученной после сшивки жидкой композиции, проводили в соответствии со стандартом NF ISO 34-1 от 2010, метод A (образцы в виде полоски).
Было осуществлено три разных измерения сопротивления разрыву:
- испытание 1: осуществлено через 7 дней после получения мембраны, причем мембрану в течение этих 7 дней хранили при 23°C и относительной влажности 50%,
- испытание 2: осуществлено через 14 дней после получения мембраны, причем мембрану хранили в течение 7 дней при 23°C на воздухе, а затем в течение 7 дней при 80°C на воздухе,
- испытание 3: испытание проводили через 14 дней после получения мембраны, причем мембрану хранили в течение 7 дней при 23°C на воздухе, а затем в течение 7 дней при 80°C на воздухе.
Полученные результаты приведены в таблице 5 ниже.
Таблица 5. Измерения сопротивление разрыву (значения выражены в Н/мм)
| Испытание 1 (Н/мм) | Испытание 2 (Н/мм) | Испытание 3 (Н/мм) | |
| Comp1 | 10 | 5,84 | 15,6 |
| Comp2 | 5 | - | - |
| Comp3 | 6,5 | 16 | 15 |
| Comp4 | 8,2 | - | - |
| Comp5 | 18 | 6 | 14,63 |
| Comp6 | 2 | - | - |
| Comp7 | 6,12 | - | - |
| Comp8 | 2,32 | - | - |
| 1 | 10,8 | 11,18 | 17,54 |
| 2 | 15,2 | 17,61 | 21,78 |
| 3 | 11,8 | 13,99 | 18,51 |
Для получения мембраны, имеющей удовлетворительные свойства, желательно, чтобы сопротивление сдвигу было больше или равно 10 Н/мм для каждого из осуществленных испытаний, иллюстрирующих разные условия применения непроницаемой мембраны.
Таким образом, следует отметить, что композиции 1-3 согласно изобретению позволяют получить непроницаемую мембрану, имеющую сопротивление сдвигу более 10 Н/мм для всех испытаний. В частности, композиция 2 согласно изобретению имеет отличное сопротивление разрыву для всех трех испытаний (выше 15 Н/мм).
Напротив, в сравнительных примерах Comp1, Comp4 и Comp7 смесь по меньшей мере двух катализаторов не удовлетворяет соотношению (2) для Φ(OH)/Φ(CH2-NR7R8). Эти примеры не позволяют получить хорошие результаты для трех испытаний.
В сравнительном примере Comp3 жидкая композиция содержит всего один катализатор для эпоксидной смолы. Этот пример не позволяет получить хорошие результаты для трех испытаний.
В сравнительном примере Comp5 смесь по меньшей мере двух катализаторов не удовлетворяет соотношению (1) для суммы Φ(OH)+Φ(CH2-NR7R8). Этот пример не позволяет получить хорошие результаты для трех испытаний.
В сравнительном примере Comp8 жидкая композиция не содержит по меньшей мере одного катализатора типа фенола, замещенного по меньшей мере одной группой -(CH2)-N(R7R8), хотя при этом смесь по меньшей мере двух катализаторов из примера Comp8 удовлетворяет соотношениям (1) и (2). Этот пример не позволяет получить хороший результат в испытании 1.
Кроме того, мембрана согласно изобретению имеет стабильный цвет и не желтеет со временем. Кроме того, жидкие композиции, содержащие только ANCAMINE® K54 в качестве катализатора для эпоксидной смолы (A2), приводят к мембранам, которые не удовлетворяют трем описанным выше испытаниям.
1. Жидкая композиция для получения водонепроницаемой мембраны, содержащая композицию A и композицию B, причем
указанная композиция A содержит:
A1) от 20 до 80 мас.% по меньшей мере одного силилированного полимера, содержащего по меньшей мере одну, предпочтительно по меньшей мере две группы формулы (I):
| -Si(R4)p(OR5)3-p | (I) |
в которой:
R4 и R5, одинаковые или разные, означают, каждый, линейный или разветвленный алкильный радикал, содержащий от 1 до 4 атомов углерода, причем когда имеется несколько радикалов R4 (или R5), эти последние могут быть одинаковыми или разными;
p является целым числом, равным 0, 1 или 2;
A2) от 3 до 9 мас.% смеси по меньшей мере двух разных катализаторов (A2-1) и (A2-2) ароматического типа, причем катализатор (A2-1) является катализатором типа фенола, замещенного по меньшей мере одной группой -(CH2)-N(R7R8), где R7 и R8 означают, независимо друг от друга, линейный или разветвленный алкильный радикал, содержащий от 1 до 4 атомов углерода;
A3) от 0,1 до 2 мас.% по меньшей мере одного связующего агента, соединяющего силилированный полимер, присутствующий в композиции A, и эпоксидную смолу, присутствующую в композиции B;
- а указанная композиция B содержит:
B1) от 10 до 40 мас.% по меньшей мере одной эпоксидной смолы;
B2) от 0,2 до 3 мас.% по меньшей мере одного катализатора конденсации силанола;
причем процентные данные выражены в расчете на полный вес жидкой композиции,
причем смесь по меньшей мере двух катализаторов (A2-1) и (A2-2) выбирают так, чтобы удовлетворялись два следующих соотношения:
(1) 48,00 мэкв/г ≤ Φ(OH)+Φ(CH2-NR7R8) ≤ 90,00 мэкв/г,
(2) 0,10 ≤ Φ(OH)/Φ(CH2-NR7R8) ≤ 0,33,
причем в указанных соотношениях (1) и (2):
- Φ(OH) означает число групп -OH на ароматическом ядре, выраженное в миллиэквивалентах на грамм жидкой композиции;
- Φ(CH2-NR7R8) означает число групп -CH2-NR7R8 на ароматическом ядре, выраженное в миллиэквивалентах на грамм жидкой композиции.
2. Жидкая композиция по п. 1, в которой силилированный полимер отвечает одной из формул (II), (III) или (IV):
где:
- R1 означает двухвалентный углеводородный радикал, содержащий от 5 до 15 атомов углерода, который может быть ароматическим или алифатическим, линейным, разветвленным или циклическим,
- R3 означает линейный или разветвленный двухвалентный алкиленовый радикал, содержащий от 1 до 6 атомов углерода,
- R2 означает линейный или разветвленный двухвалентный алкиленовый радикал, содержащий от 2 до 4 атомов углерода,
- R4 и R5, одинаковые или разные, означают, каждый, линейный или разветвленный алкильный радикал, содержащий от 1 до 4 атомов углерода,
- R6 означает атом водорода, фенильный радикал или алкильный радикал, линейный, разветвленный или циклический, содержащий от 1 до 6 атомов углерода,
- n означает целое число, такое что средняя молекулярная масса полиэфирного блока формулы -[OR2]n- составляет от 200 г/моль до 40000 г/моль,
- m1 означает ноль или целое число, такое что средняя молекулярная масса полимера составляет от 500 г/моль до 50000 г/моль,
- m - целое число, отличное от нуля, такое что средняя молекулярная масса полимера составляет от 500 г/моль до 50000 г/моль,
- p является целым числом, равным 0, 1 или 2.
3. Жидкая композиция по одному из пп. 1, 2, в которой катализатор (A2-1) содержит по меньшей мере одно фенольное кольцо, замещенное по меньшей мере двумя группами -(CH2)-N(CH3)2, причем эти две группы -(CH2)-N(CH3)2 предпочтительно находятся в орто-положении к группе OH.
4. Жидкая композиция по одному из пп. 1-3, в которой катализатор (A2-1) выбран из следующих соединений:
предпочтительно, катализатор (A2-1) является соединением 2,4,6-три(диметиламинометил)фенол, отвечающим следующей формуле:
.
5. Жидкая композиция по одному из пп. 1-4, в которой катализатор (A2-2), отличный от катализатора (A2-1), выбран из ароматических соединений, содержащих по меньшей мере одну гидроксильную группу или по меньшей мере одну группу -(CH2)-N(CH3)2.
6. Жидкая композиция по одному из пп. 1-5, в которой катализатор (A2-2) выбран из следующих соединений:
,
предпочтительно, катализатор (A2-2) выбран из следующих соединений:
,
и более предпочтительно, катализатор (A2-2) представляет собой диметилбензиламин, отвечающий следующей формуле:
.
7. Жидкая композиция по одному из пп. 1-6, в которой катализатор (A2) содержит смесь 2,4,6-три(диметиламинометил)фенола в качестве катализатора (A2-1) и диметилбензиламина в качестве катализатора (A2-2).
8. Жидкая композиция по одному из пп. 1-7, в которой удовлетворяются следующие соотношения:
(1) 50,00 мэкв/г ≤ Φ(OH)+Φ(CH2-NR7R8) ≤ 90,00 мэкв/г,
(2) 0,10 ≤ Φ(OH)/Φ(CH2-NR7R8) ≤ 0,30,
причем в указанных соотношениях (1) и (2):
- Φ(OH) означает число групп -OH на ароматическом ядре, выраженное в миллиэквивалентах на грамм жидкой композиции;
- Φ(CH2-NR7R8) означает число групп -CH2-NR7R8 на ароматическом ядре, выраженное в миллиэквивалентах на грамм жидкой композиции.
9. Жидкая композиция по одному из пп. 1-8, в которой эпоксидная смола (B1) является производным диглицидилового эфира, предпочтительно производным диглицидилового эфира бисфенола A.
10. Жидкая композиция по одному из пп. 1-9, в которой связующий агент (A3) является бифункциональным соединением, содержащим по меньшей мере одну первую группу, способную реагировать с силилированным полимером (A1), и по меньшей мере одну вторую группу, способную реагировать с эпоксидной смолой (B1).
11. Готовый к применению набор для получения водонепроницаемой мембраны, содержащий жидкую композицию по одному из пп. 1-10, причем композиции A и B расфасованы в два разных отделения.
12. Применение жидкой композиции по одному из пп. 1-10 в качестве композиции для получения водонепроницаемой мембраны.
13. Водонепроницаемая мембрана, полученная сшивкой жидкой композиции по одному из пп. 1-10.
14. Способ придания непроницаемости поверхности, включающий нанесение жидкой композиции по одному из пп. 1-10 на указанную поверхность с последующей сшивкой.
15. Поверхность, покрытая водонепроницаемой мембраной по п. 13.
