КЛЕЯЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1999 года по МПК C09J1/02 

Изобретение относится к клеящим веществам на основе неорганических компонентов и может применяться в виде мастики, предназначенной для нанесения покрытий при внутренних или наружных облицовочных работах, оштукатуривании стен, затирке швов, заделке трещин и т.д.

Известны клеящие композиции, содержащие силикаты щелочных металлов. Так, состав по патенту РФ N 2088622 C 09 J 1/02, C 04 В 28/26, 1997 включает, мас. %: жидкое стекло 11-35, тонкомолотый кварцевый песок 31-60, заполнитель 10-50, графит или серу 2-6. Этот материал имеет недостаточную прочность и водоустойчивость.

Известно, что клеящие композиции, включающие растворимое стекло и кварцсодержащий компонент, могут иметь органические добавки, например фуриловый спирт или раствор фенолформальдегидной смолы в фуриловом спирте. (Справочник по клеям и клеящим мастикам в строительстве. Под ред. Микульского. - М.: Стройиздат, 1984, с. 143-145). Экологическая опасность таких органических веществ ограничивает применение клеящих композиций, в частности исключает их использование при внутренних работах. Ввиду механической связи этих органических добавок с матрицей клеящей композиции, в случае поверхностного повреждения покрытия оно становится доступным для проникновения влаги. Органические добавки могут способствовать созданию кислой среды, в результате чего корродирует металлическая арматура, снижаются адгезионные свойства и живучесть клеящей композиции.

Введение в композицию, содержащую растворимое стекло и кварцсодержащий компонент, органической добавки, которая проявляет себя как ПАВ, в частности триэтаноламин, известно из источника: Сычев М.М. Неорганические клеи. - Л.: Химия, 1986, с. 99-100 - прототип. Для эффективного формирования клеевого соединения в данном случае требуется нагрев, что не всегда возможно при выполнении отделочных или строительных работ. Композиция не обладает требуемой прочностью, а также водоустойчивостью.

Патентуемое изобретение направлено на получение клеящей композиции с высокими эксплуатационными свойствами.

Технический результат, который достигается изобретением, состоит в повышении прочности и водоустойчивости клеевого соединения при экологической безопасности композиции.

Для обеспечения этого клеящая композиция дополнительно содержит тальк, а в качестве органической добавки она содержит кремнийорганическую жидкость при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Растворимое стекло - 45 - 55
Кварцсодержащий компонент - 20 - 44,9
Тальк - 10 - 20
Кремнийорганическая жидкость - 0,1 - 5,0
В соответствии с п.2 формулы изобретения кремнийорганическая жидкость может быть представлена алкилсиликонатом щелочного металла.

Тальк - природный гидросиликат магния со слоистой структурой, в составе которого находится бруситовый слой, содержащий гидроксильную группу. Тальк в композиции способствует повышению прочности и пластичности материала.

В состав алкилсиликоната щелочного металла могут входить катионы натрия и гидроксильные группы. В процессе гидрофобизации, в результате поверхностных реакций с гидрооксидами и оксидами, входящими в компоненты клеящей композиции, и реакцией поликонденсации, на поверхности заполнителя образуется нерастворимая водоотталкивающая пленка. Атомы кремния и магния связаны через кислород между собой и с поверхностью, что обеспечивает устойчивость гидрофобного покрытия при эксплуатации.

Алкилсиликонат щелочного металла, обладая высокой поверхностной активностью и смачиваемостью, способствует более глубокому проникновению компонентов композиции в структуру соединяемых материалов и тем самым повышает прочность клеевого соединения.

Благодаря слоистой структуре талька, легко расщепляющегося при небольшом механическом воздействии, например, в смесителе, значительно увеличивается его поверхность, что позволяет вводить кремнийорганическую жидкость в относительно больших количествах.

Для стабилизации свойств клеящей композиции предпочтительно использовать тонкомолотый кварцсодержащий компонент и тонкодисперсный тальк - микротальк. Микротальк в составе композиции способствует повышению пластичности и устойчивости к седиментации клеящей композиции в широком интервале содержания воды.

При содержании кремнийорганической жидкости менее 0,1 мас.% клеевое соединение не обладает требуемой прочностью и водоустойчивостью, поскольку на поверхности заполнителя не образуется сплошная водоотталкивающая пленка.

При содержании кремнийорганической жидкости более 5,0 мас.% композиция теряет пластичность.

Растворимое стекло может быть представлено натриевым или калиевым жидким стеклом.

В качестве кварцсодержащего компонента могут использоваться тонкомолотые материалы: кварцевый порошок, горный хрусталь, кварцит, зола-унос ТЭЦ и другие с содержанием оксида кремния более 59 мас.%.

В качестве кремнийорганической жидкости могут применяться также арилсиликонаты щелочных металлов, алкансиликонаты щелочных металлов, полиэтиленгидросилоксан и другие.

Патентуемое изобретение поясняется примерами выполнения.

Для изготовления клеящих композиций - мастик - в соответствии с изобретением и прототипом использовали следующие исходные материалы: натриевое жидкое стекло, плотность 1,44 г/см³, силикатный модуль 3,1; тонкомолотый кварцевый порошок с содержанием оксида кремния более 99,5%, дисперсность менее 30 мкм; микротальк по ГОСТ 19284-79; алкилсиликонат натрия, 30%-ный раствор, плотность 1,17 г/см³ по ТУ 6-02-69-76, ограничений ПДК нет; фурфурол по ГОСТ 10437-80, имеются ограничения ПДК.

Составы клеящих композиций приведены в табл. 1.

Смешиванием тонкомолотого кварцевого порошка и микроталька в смесителе получают сухие смеси. Приготовляют связующие растворы смешиванием натриевого жидкого стекла с алкилсиликонатом натрия до получения раствора плотностью 1,28-1,32 г/см³. Связующим раствором затворяют сухую смесь тонкомолотого кварцевого порошка и микроталька и перемешивают компоненты до получения однородной композиции необходимой консистенции.

Для регулирования цветовой гаммы клеящей композиции в нее могут вводиться красящие добавки, например оксиды металлов 4-го периода Периодической системы элементов, в количестве 0,1-5,0 мас.%. Так, наличие оксида цинка повышает белизну композиции. Предпочтительно эти добавки подавать в сухие смеси перед затворением связующими растворами.

Изготовление клеящей композиции по прототипу выполняли аналогично описанному. Связующим раствором из натриевого жидкого стекла и фурфурола затворяли сухую смесь кварцевого порошка и микроталька.

Определение прочности клеевых соединений на сдвиг производили в соответствии с ГОСТ 20182-74. Образцы из склеенных материалов нагружали в испытательной машине до их разрушения, затем рассчитывали прочность клеевого соединения на сдвиг. Во всех примерах разрушение образцов происходило по склеиваемым материалам.

Определение прочности клеевых соединений на разрыв производили на образцах-пластинах, склеенных крестообразно между собой, с последующим их отрывом в разрывной машине.

Оценку водоустойчивости клеевых соединений производили по изменению прочности на сдвиг после выдержки образцов в воде в течение 72 ч. Для этого склеенные образцы после 3-суточной выдержки в воде высушивали в естественных условиях в течение 24 ч, а затем подвергали испытанию на прочность, как описано выше.

Свойства клеящих композиций приведены в табл. 2. Водоустойчивость состава N 1 принята за 1.

Как видно из табл.2, прочность клеевого соединения на разрыв с использованием патентуемой композиции более чем в 2 раза выше прототипа. Водоустойчивость клеевого соединения по предложению увеличивается с повышением концентрации кремнийорганической жидкости, в то время как клеевое соединение на основе прототипа после суточной выдержки в воде самопроизвольно разрушается, не выдерживая контрольные 72 ч выдержки.

Изобретение относится к клеящим веществам на основе неорганических компонентов, содержащих силикаты щелочных металлов, и может применяться как мастика. Описывается клеящая композиция, включающая растворимое стекло, кварцсодержащий компонент и органическую добавку, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит тальк, а в качестве органической добавки она содержит кремнийорганическую жидкость при следующем соотношении компонентов, мас. %: растворимое стекло 45-55; кварцсодержащий компонент 20-50; тальк 10-20; кремнийорганическая жидкость 0,1-5,0. При указанном сочетании компонентов повышается прочность, а также водоустойчивость клеевого соединения в результате образования на поверхности заполнителя нерастворимой водоотталкивающей пленки. Кроме того, повышается экологическая безопасность композиции. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Клеящая композиция, включающая растворимое стекло, кварцсодержащий компонент и органическую добавку, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит тальк, а в качестве органической добавки она содержит кремнийорганическую жидкость при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Растворимое стекло - 45 - 55
Кварцсодержащий компонент - 20,0 - 44,9
Тальк - 10 - 20
Кремнийорганическая жидкость - 0,1 - 5,0
2. Клеящая композиция по п.1, отличающаяся тем, что она содержит в качестве кремнийорганической жидкости алкилсиликонат щелочного металла.