КОМПОЗИЦИЯ НАСТЕННОГО И ПОТОЛОЧНОГО ПОКРЫТИЯ, ИМЕЮЩЕГО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
COMPOSITION OF WALL AND CEILING COATING, HAVING HEAT INSULATION PROPERTIES

В области строительства и отделки помещений, теплоизоляция означает все технологии, используемые для ограничения теплопереноса между внутренним и наружным пространством, которое находится при различных температурах. Это может быть связано с ограничением потерь тепла из внутреннего пространства в наружное пространство или, наоборот, с ограничением теплопереноса из наружного пространства во внутреннее пространство. В области жилищного строительства, этот теплоперенос может иметь место через разнообразные стены, отделяющие жилое пространство от наружной окружающей среды: через потолки и крыши, стены, потолочные перекрытия, остекление и окна, полы. Для борьбы с этим теплопереносом существуют решения, которые соответствуют каждой из ситуаций, рассмотренных выше.
Стены и потолки, представляют собой большие поверхности, через которые будет происходить теплообмен. Теплоизоляция этих частей здания будет, таким образом, значительно улучшать тепловые характеристики здания и будет уменьшать стоимость энергии, потребляемой на дополнительный нагрев или дополнительное кондиционирование воздуха, связанное с плохой изоляцией.
Имеются три больших семейства известных способов теплоизоляции стен и/или потолков:
- теплоизоляция в толще стены посредством введения изоляционных элементов в стену (изоляционные панели или блоки, прокладочные блоки, изоляционная пена), как правило, во время строительства;
- теплоизоляция внутри, то есть изоляция внутренней поверхности стены, и
- теплоизоляция снаружи, то есть изоляция наружной лицевой стороны стены, которая непосредственно экспонируется для климатических условий (солнце, ветер, плохая погода); эти последние две технологии можно осуществлять на уже существующей стене, в противоположность первой рассмотренной технологии.
Для каждого из этих способов, имеются соответствующие подходящие средства для теплоизоляции, которые редко являются взаимозаменяемыми. В частности, когда мы хотим обеспечить теплоизоляцию существующей стены, изоляционные устройства, пригодные для изоляции во внутреннем пространстве, как правило, не являются пригодными для наружной изоляции, которая должна противостоять наружным атмосферным факторам. Кроме того, изоляционные устройства пригодные для наружной изоляции, будут, как правило, непригодными для внутренней изоляции, поскольку они являются объемными или толстыми (5-8 сантиметров) и имеют грубый внешний вид и требуют стадииотделки.
В контексте настоящей заявки, авторы заинтересованы в теплоизоляции стен и потолков, в пространстве постройки или в жилом пространстве. Теплоизоляция изнутри дает то преимущество, что не изменяется внешний вид снаружи пространства, которое должно изолироваться, в противоположность теплоизоляции снаружи. Эта работа может выполняться без специального административного разрешения.
Большинство существующих в настоящее время решений для обеспечения теплоизоляции стенили потолков изнутри заключается в сборке на последних изоляционных панелей, двойных перегородок или подвесных потолков (на основе вспененного полистирола, стекловаты, каменной ваты, и тому подобное) или в приклеивании прокладки на поверхности, которая должна изолироваться, создавая воздушный зазор или промежуточную поверхность, заполненную каким-либо другим изолятором. Однако эти изоляционные системы являются относительно толстыми и сильно уменьшают объем и площадь жилого пространства. Кроме того, присоединение этих перегородок является осложненным, и пользователи часто отказываются выполнять эту тяжелую работу самостоятельно, она обычно включает резку изоляционных материалов по размеру, приготовление стен, которые, кроме того, не должны содержать влажности, и присоединение уплотнений между изоляционными материалами. Когда эти перегородки плохо соединены, собраны, зафиксированы или подобраны по размерам, могут появляться зазоры между перегородками и генерировать утечки энергии различной величины или даже инфильтрацию воды из-за конденсации влажности воздуха за изоляционными перегородками. В определенных случаях это может, в конечном счете, способствовать появлению грибков и плесени.
Кроме того, когда желают заменить или улучшить теплоизоляцию двойной стены изоляционной перегородки без существенной потери пространства, необходимо удалить существующую прокладку, отремонтировать опорную стену по необходимости и присоединить новую изоляционную систему, которая будет давать лучшие характеристики для эквивалентной толщины.
Соответственно, все эти задачи присоединения изоляции и ее обновления/восстановления являются сложными и не соответствуют способностям рядового пользователя. В противоположность эту, рекомендовано использовать профессионалов в рассматриваемой области для устранения образования тепловых мостиков, то есть точек или линейных зон, где изоляционный барьер нарушается.
Использование жидких или пастообразных композиций покрытий двухкомпонентного типа (также называемых отделочными покрытиями), полученных посредством смешивания перед употреблением твердого компонента и жидкого компонента при массовом отношении жидкости к твердому компоненту в пределах от 0,8 до 1, для обеспечения тепловой и звуковой изоляции стены изнутри или снаружи, известно из заявки на Европейский патент EP 0281476. Твердый компонент составляет от 20 до 60% масс гидравлического связующего, выбранного из группы, состоящей из гипса, цемента и набухающего бентонита кальция, от 10 до 40% масс продукта, выбранного из группы, состоящей из древесных опилок и измельченного металлургического шлака, и из 2-10% масс микронизированной природной слюды. Жидкий компонент содержит диспергированную в воде смолу из акрилового сополимера при основных pH в количестве, представляющем собой от 30 до 50% масс компонента и пластификатор. После смешивания твердого компонента и жидкого компонента при конкретном массовом отношении композиция, полученная в результате указанного смешивания, распыляется на поверхности, которая должна изолироваться, с использованием распылительного устройства.
Хотя применение этих композиций выглядит проще по сравнению с обычными твердыми теплоизоляционными системами, описанными выше, оно по-прежнему имеет ряд недостатков. Фактически, эти композиции не могут храниться в форме композиций готовых для использования, поскольку они быстро оседают и отверждаются после смешивания жидких и твердых компонентов (меньше примерно, чем через 3 часа). Следовательно, нанесение этого типа покрытия требует осуществления, по меньшей мере, двух стадий: одна заключается в приготовлении композиции, а другая заключается в нанесении покрытия. Кроме того, использование этих композиций имеет тот недостаток, что требуется распылительное устройство и специальные инструменты для взвешивания, смешивания твердых и жидких компонентов и нанесения полученной композиции. Это может быть особенно сложным, когда используются большие объемы продуктов. Кроме того, пользователь не застрахован от ошибок при взвешивании или смешивании во время приготовления композиции, что может приводить к гетерогенности структуры или преждевременному оседанию смеси, и, следовательно, к неоднородному нанесению композиции на подложку, с генерированием тепловых мостиков. Кроме того, покрытие, полученное после отверждения слоя покрытия на подложке, является по-прежнему относительно толстым (примерно 5 см) и имеет шероховатый внешний вид, который как является неопрятным на вид, так и является непригодным для нанесения на поверхность в виде декоративного отделочного покрытия стены, в особенности, декоративного покрытия стены, которое является тонким и/или хрупким, такого как обои. Последние фактически имеют риск плохого прилипания, или его отсутствия, на исходной поверхности затвердевшего покрытия и быстро отслаиваются или образуют складки в контакте с неровностями поверхности покрытия. Следовательно, изоляционное покрытие, полученное таким образом, является непрактичным для использования в качестве основного покрытия для отделки.
Композиции красок, имеющих теплоизоляционные свойства, используемые сами по себе или в сочетании с грунтовочным покрытием, делающим возможным прилипании композиции краски на поверхности, на которую должно наноситься покрытие, также известны из заявки на патент США US 2005/0126441. Эти композиции красок содержат пигменты, которые отражают инфракрасное излучение, и/или полые стеклянные микросферы.
Однако эти композиции дают в результате покрытия толщины недостаточной (самое большее 300 нм) для того, чтобы сделать возможной хорошую изоляцию стен. Фактически, эти покрытия дают очень незначительные характеристики, или их вообще нет, если они наносятся как внутреннее покрытие или используются в качестве основного покрытия для неизоляционного материала. Кроме того, когда стена или потолок, который должен изолироваться, поврежден, например, из-за присутствия отверстий или трещин глубиной 3 мм или даже 1 см, эти композиции не позволяют получить сплошное покрытие поврежденной поверхности стены или потолка, оставляя эти дефекты видимыми. Следовательно, полученный результат является очень неудовлетворительным эстетически и не может обеспечить сплошную теплоизоляцию всей поверхности стены или потолка. Кроме того, эти композиции имеют риск отслаивания или растрескивания и, следовательно, образования тепловых мостиков, дополнительно ухудшающих тепловые характеристики изоляционного покрытия. Пузыри, ослабляющие изоляцию, также могут появляться со временем на поверхности покрытия, если в кирпичной кладке присутствует влажность, приводящая в результате к плохой адгезии покрытия на поверхности подложки.
Таким образом, эти имеющиеся системы теплоизоляции не являются полностью удовлетворительными, и имеется необходимость в системе теплоизоляции, которая делает возможным исправление некоторых или всех недостатков, известных из литературы.
В частности, имеется необходимость в получении системы теплоизоляции, которая может наноситься легко и быстро на внутреннюю поверхность стены или потолка и является компактной по сравнению с существующими системами.
В частности, имеется необходимость в приготовлении системы теплоизоляции для внутренних стен и потолков, которая может однородно наноситься на поверхность, которая должна изолироваться и имеет эстетически приемлемый внешний вид, пригодный для нанесения на нее декоративного отделочного покрытия стены и, в частности, декоративного покрытия стены, которое является тонким и/или хрупким, таким как обои.
В частности, имеется необходимость в нахождении системы теплоизоляции, делающей возможной эффективную изоляцию, как новых поверхностей, так и поверхностей с легким или умеренным повреждением.
Чтобы удовлетворить эти потребности, и в частности, чтобы дать возможность любому пользователю, даже с небольшим опытом, присоединять и улучшать систему теплоизоляции во внутреннем пространстве без существенной потери пространства, разработана текучая (жидкая или пастообразная) система теплоизоляции для стен, как определено ниже.
Таким образом, настоящее изобретение относится, прежде всего, к композиции покрытия, содержащей:
-1
-1
- от 4 до 17% масс полых микросфер (обозначенных a)), имеющих теплопроводность (обозначенную лямбда), ниже, 0,1 Вт⋅м⋅K,
- от 0,05 до 1% масс, по меньшей мере, одного линейного спирта (обозначенного b)), у которого углеводородная цепь содержит, по меньшей мере, 8 атомов углерода,
g
- от 5 до 25% масс, по меньшей мере, одного связующего агента (обозначенного c)), выбранного из диспергируемых в воде или водорастворимых полимеров, имеющих температуру стеклования (T), равную или меньшую чем 65°C,
- от 25 до 50% масс негидравлического связующего (обозначенного d)), выбранного из следующих минеральных и металлических наполнителей: из карбоната щелочноземельного металла, оксиды алюминия, диоксида кремния, силиката металла, выбранного из алюминия, щелочных металлов и щелочноземельных металлов и их смеси, указанные наполнители имеют средний размер частиц в пределах от 5 до 100
- от 0,1 до 1% масс, по меньшей мере, одного загустителя (обозначенного e)),
- воды (обозначенной f)),
проценты массовые выражаются в % масс. сухого вещества по отношению к общей массе композиции покрытия.
В противоположность к существующим системам теплоизоляции, композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением является легкой и быстрой при нанесении, даже для не имеющего опыта пользователя. В частности, композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением может однородно наноситься с помощью валика, без подтеков, и быстро высыхает.
Композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением представляет собой композицию готовую для использования. Она не требует специального приготовления перед использованием и является достаточно стабильной при хранении, поскольку она не приготавливается в форме двухкомпонентной композиции или премикса.
В противоположность двухкомпонентным композициям, которые оседают в течение контакта твердой фазы с жидкой фазой, композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением представляет собой однокомпонентную композицию, которая отверждается посредством испарения воды, содержащейся в композиции. После отверждения и сушки, композиция в соответствии с настоящим изобретением может образовывать жесткий материал, а именно, покрытие, обладающее теплоизоляционными свойствами, пригодное для обеспечения хорошей изоляции стен и потолков изнутри.
-1
-1
-1
-1
Полученное таким образом покрытие имеет приемлемую толщину по отношению к желаемым характеристикам теплоизоляции и занимает минимальное пространство. В частности, покрытие преимущественно имеет теплопроводность ниже 0,07 Вт⋅м⋅K (ватт на метр на градус Кельвина), предпочтительно, ниже 0,065 Вт⋅м⋅K и толщину в пределах от 0,5 до 5 миллиметров, предпочтительно, в пределах от 0,5 до 3 миллиметров.
Преимущественно, композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением может наноситься с толщиной до трех миллиметров без проблем прилипания к подложке или образования трещин после сушки. Обнаружено, в частности, что использование 0,05-1% масс жирного спирта (у которого углеводородная цепь содержит, по меньшей мере, 8 атомов углерода) в композиции покрытия в соответствии с настоящим изобретением, делает возможным получения покрытия, не содержащего трещин.
Кроме того, композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в качестве выравнивающего покрытия для обеспечения плоскостности поверхности подложки с малыми дефектами (шероховатости и/или отверстия и трещины, которые могут иметь глубину до 1 см, а предпочтительно, глубину до 3 мм). В частности, она дает возможность выравнивания стен и потолков и, следовательно, восстанавливать и/или подготавливать их для нанесения декоративного покрытия поверхности стен, такого как обои, декоративная ткань, краска, лак.
Полученное таким образом покрытие имеет однородную, плоскую поверхность относительно лицевой стороны указанной подложки и может покрываться декоративным покрытием стены, которое является тонким и/или хрупким, таким как обои.
В частности, полученное покрытие может уменьшить или устранить ощущение холодной стены, когда мы касаемся стены, которое, как правило, ассоциируется с неадекватной теплоизоляцией стены.
Кроме того, изоляционное покрытие в соответствии с настоящим изобретением может покрываться декоративным покрытием поверхности стены без потери или заметного уменьшения его изоляционных свойств.
Другие цели и признаки или преимущества настоящего изобретения станут понятнее при чтении описания и примеров.
В настоящей заявке, если не утверждается иного:
- количества, выраженные в форме процентов, соответствуют процентам масс/масс. В частности, количества, относящиеся к ингредиентам, обозначенным a), b), c), d) и e), как описано выше, и к добавкам, необязательно присутствующим в композиции в соответствии с настоящим изобретением, выражены в процентах массовых сухого вещества по отношению к общей массе композиции покрытия в соответствии с настоящим изобретением;
- теплопроводность измеряют при 20°C, при атмосферном давлении и при 50% относительной влажности. Теплопроводность может измеряться с использованием измерителя теплопроводности;
- средний размер частиц (полых микросфер или наполнителя) измеряют для гранулометрического распределения по объему, он соответствует 50% объем анализируемого образца частиц. Когда частицы являются сферическими, средний размер частицы соответствует медианному диаметру (D50 или Dv50), который соответствует такому диаметру, что 50% частиц по объему имеет размер меньший, чем указанный диаметр. В настоящей заявке, эта величина выражается в микрометрах и определяется в соответствии со стандартом NF ISO 13320-1 (1999) с помощью дифракции лазерного света на устройстве типа MALVERN;
- сфера или сферическая характеризует частицы (полую микросферу или наполнитель), имеющие аспектное отношение близкое к 1, например, в пределах от 0,5 до 1,5, такие как частицы продолговатой, овальной или эллипсоидной формы, а предпочтительно, оно равно 1, то есть, частицы имеют сферическую форму. Это аспектное отношение определяется как отношение максимального расстояния между двумя точками поверхности частицы в главном направлении, к минимальному расстоянию между двумя точками на поверхности частицы, в направлении приблизительно перпендикулярном к главному направлению.
-1
-1
-1
-1
Композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением содержит 4-17% масс полых микросфер, имеющих теплопроводность ниже 0,1 Вт⋅м⋅K, предпочтительно, в пределах от 0,01 до 0,065 Вт⋅м⋅K. Ниже этого диапазона концентраций, полученное покрытие имеет неадекватные теплоизоляционные свойства (то есть значение лямбда выше 0,1 Вт/(м⋅К)). Выше такого диапазона концентраций, композицию трудно смешивать, и ее нельзя наносить с помощью валика.
Предпочтительно, композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением содержит от 7 до 17% масс полых микросфер.
-1
-1
-1
-1
Полые микросферы, используемые в соответствии с настоящим изобретением, могут выбираться из любых полых микросфер, состоящих из стекла или полимера и имеющих теплопроводность ниже 0,1 Вт⋅м⋅K, предпочтительно, в пределах от 0,01 до 0,065 Вт⋅м⋅K.
Теплопроводность полых микросфер, используемых в соответствии с настоящим изобретением, может измеряться обычным путем, при 21°C при 1 бар, а именно, в соответствии со стандартом EN NF 12664.
3
3
Полые микросферы, используемые в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно имеют реальнуюплотность в пределах от 0,05 до 0,5 г/см, предпочтительно, от 0,1 до 0,3 г/см.
Реальная плотность полых микросфер может измеряться обычным образом, например, с использованием воздушного пикнометра.
В частности, полые микросферы, используемые в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно диспергируются в воде.
Преимущественно, полые микросферы, используемые в соответствии с настоящим изобретением, являются непористыми. Это отражается тем фактом, что они не поглощают жидкости, такие как вода, присутствующая в композиции покрытия в соответствии с настоящим изобретением.
5
5
Полые микросферы, используемые в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно содержат инертный газ или смесь инертных газов, такую как воздух, при давлении газа в пределах от 0,3×10 до 7×10 Па при 23°C, указанный газ (газы), имеет теплопроводность равную или меньшую чем у воздуха. Этот газ (эти газы), который, как правило, захватывается в течение процесса изготовления полых микросфер, является (или являются) следовательно, по меньшей мере, такими изолирующими как воздух.
Предпочтительно, полые микросферы, используемые в соответствии с настоящим изобретением, могут содержать смесь диоксида серы и дикислорода при молярном отношении 2:1.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления в соответствии с настоящим изобретением, полые микросферы, используемые в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно имеют одну внутреннюю полость. В этом случае они называются моноячеистыми полыми микросферами в противоположность мультиячеистым полым микросферам, таким как перлит.
В соответствии с этим предпочтительным вариантом осуществления в соответствии с настоящим изобретением, полые микросферы содержат в их внутренней полости газ или смесь инертных газов, как рассмотрено выше, а именно, смесь диоксида серы и дикислорода при молярном отношении 2:1.
В соответствии с этим предпочтительным вариантом осуществления в соответствии с настоящим изобретением, полые микросферы, используемые в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно имеют наружную стенку, ограничивающую внутреннее пространство внутренней полости, и наружную поверхность микросферы, примерно однородной толщины, и достаточную для того, чтобы противостоять ударам, связанным с манипуляциями с этими соединениями во время приготовления композиций в соответствии с настоящим изобретением, и чтобы обеспечить герметичность для газа, содержащегося в микросфере.
Среди полых микросфер, пригодных для использования в соответствии с настоящим изобретением, является предпочтительным использовать микросферы, имеющие средний размер частиц (D50) в пределах от 0,10 до 100 мкм, а более предпочтительно, в пределах от 25 до 70 мкм.
В качестве примеров полых стеклянных микросфер, которые, могут использоваться:
2
- микросферы из боросиликата натрия и кальция, такие микросферы могут состоять из флоат-стекла и могут подвергаться воздействию обработки поверхности на основе эпоксисилана или хрома хлорида-метакрилата. Такие соединения преимущественно включают диоксид кремния, оксид бора, соли натрия и кальция, как правило, вводимые во время изготовления в форме CaO и NaO;
2
3
- микросферы из алюмосиликата. Такие соединения в основном содержат диоксид кремния и оксид алюминия (оксид алюминия AlO).
Является предпочтительным использовать полые микросферы из боросиликата натрия и кальция.
Полые стеклянные микросферы этого рода продаются как серия SCOTCHLITEK и S компанией Kremer или под наименованием Glass Bubble (серии S и K или серии продуктов из флоат-стекла) компанией 3M.
В качестве примеров полых полимерных микросфер, которые могут использоваться, можно рассмотреть микросферы на основе термопластичного полимера, такие как микросферы из винилиденхлорида/акрилонитрила. Последние продаются, например, под торговым наименованием "Expancel" компанией Akzo Nobel.
Предпочтительно, полые полимерные микросферы не расширяются в условиях давления и температуры, при которых они используются, например, при 1 бар, для температур в пределах от -30°C до 50°C.
Среди всех этих полых стеклянных или полимерных микросфер, которые можно использовать, является предпочтительным использовать:
- микросферы из боросиликата натрия и кальция,
- микросферы из алюмосиликата,
- микросферы из винилиденхлорида/акрилонитрила.
Среди всех этих полых стеклянных или полимерных микросфер, которые можно использовать, более конкретно, является предпочтительным использовать микросферы из стекла, и обычно это стеклянные, моноячеистые, непористые микросферы, выбранные из:
3
- микросфер из натриево-кальциево-силикатного стекла, с теплопроводностью, равной 0,076 Вт/(м⋅K), с реальной плотностью в пределах от 0,19 до 0,25 г/см и медианным диаметром D50 29 мкм, таких как те, которые продаются на рынке под наименованием "Scotchlite S22" компанией 3M;
3
- микросфер из натриево-кальциево-силикатного стекла, с теплопроводностью, равной 0,046 Вт/(м⋅К), с реальной плотностью в пределах от 0,1 до 0,14 г/см и медианным диаметром D50 46 мкм, таких как те, которые продаются на рынке под наименованием "Scotchlite Kl" компанией 3M;
- микросфер из винилиденхлорида/акрилонитрила, с теплопроводностью равной 0,049 Вт/(м⋅К), например, из серии "Expancel".
Полые микросферы, используемые в соответствии с настоящим изобретением, могут быть получены с помощью способов изготовления, которые хорошо известны.
Полые стеклянные микросферы могут, очевидно, быть получены с помощью способа, как описано в заявке WO 2011/084407, делающей возможным контроль размера, формы, плотности и прочности полых стеклянных микросфер. В этом способе получения, композицию стекла расплавляют, а затем разламывают на куски и измельчают с получением частиц соответствующего размера для получения полых микросфер желаемого размера. Затем измельченное стекло нагревают в вакууме в контакте с пламенем при температуре выше температуры размягчения композиции стекла, как правило, выше 1300°C, для формирования полых стеклянных микросфер. Полые микросферы могут быть получены с использованием порообразующей добавки, такой как сера или диоксид серы, вводимый в измельченное стекло перед тем, как последняя вступает в контакт с пламенем. Они могут также быть получены без расширяющего агента с использованием способа, описанного выше, при давлении, предпочтительно, ниже 6,773 Па. Количество используемого расширяющего агента, температура пламени и время нагрева измельченного материала могут регулироваться для получения полых стеклянных микросфер желаемой плотности.
Полые полимер микросферы могут, очевидно, быть получены с помощью способа, как описано в заявке на патент США № US 3615972, в которой полые микросферы формируются посредством полимеризации, с помощью катализа водной микродисперсии полимера, имеющего полимерные капли однородного размера, содержащие порообразующую добавку. Размер полимерных капель может регулироваться посредством изменения скорости перемешивания смеси, и он может стабилизироваться с использованием поверхностно-активного вещества (поверхностно-активных веществ) и/или загустителя (загустителей), предотвращающих коалесценцию капель. После полимеризации, полученные микросферы фильтруют и сушат, и они могут подвергаться воздействию стадии расширения, делающей возможным увеличение размеров микросфер и уменьшение толщины их стенок. На этой стадии, микросферы нагревают до температуры выше температуры размягчения полимера чтобы вызвать расширение внутренней полости микросферы до тех пор, пока не будет достигнут их конечный размер, посредством испарения порообразующей добавки. Затем порообразующий газ диффундирует через полимерную оболочку и заменяется воздухом. Полые микросферы могут также быть нерасширенными, когда полимер, выбранный для их приготовления, является поперечно сшитым или имеет высокую молекулярную массу.
Композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением содержит от 0,05 до 1% масс, предпочтительно, от 0,1 до 1% масс, по меньшей мере, одного спирта, у которого углеводородная цепь содержит, по меньшей мере, 8 атомов углерода, а предпочтительно, от 8 до 30 атомов углерода.
Спирт или спирты, используемые в композиции в соответствии с настоящим изобретением, могут выбираться из одноатомных спиртов или полиолов, содержащих линейную углеводородную цепь.
Предпочтительно, спирт, используемый в соответствии с настоящим изобретением, выбирают из:
- линейных жирных спиртов, соответствующих формуле ROH, где R представляет собой линейную углеводородную цепь, насыщенную или ненасыщенную, имеющую от 8 до 30 атомов углерода. Эти спирты, используемые в сочетании с другими ингредиентами композиции по настоящему изобретению, делают возможным получение покрытия, которое не растрескивается. Среди доступных коммерческих продуктов, которые можно использовать, можно рассмотреть, например, продукт "Loxanol 842 DP/3", продаваемый компанией BASF и соответствующий водной дисперсии линейного жирного спирта при 30% масс сухого вещества;
g
g
- полимерных спиртов, содержащих линейную углеводородную цепь, таких как винилполиолы, имеющие T в пределах от 75 до 95°C. Эти спирты, используемые в сочетании с другими ингредиентами композиции по настоящему изобретению, делают возможным получение покрытия с удовлетворительной твердостью. Среди доступных коммерческих продуктов, которые можно использовать, можно рассмотреть, например, продукт "Solvitose 17S", продаваемый компанией AVEBE, который соответствует частично гидролизованному поливиниловому спирту, имеющему T примерно 85°C, в форме порошка;
- и их смеси.
g
Более предпочтительно, используют смесь линейных жирных спиртов формулы ROH, где R представляет собой линейную углеводородную цепь, насыщенную или ненасыщенную, имеющую от 8 до 30 атомов углерода, и винилполиола (полиолов), имеющего T в пределах от 75 до 95°C.
Композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением содержит от 5 до 25% масс, а предпочтительно, от 10 до 20% масс, по меньшей мере, одного связующего агента, выбранного из диспергируемых в воде или водорастворимых полимеров, имеющих температуру стеклования, равную или меньшую чем 65°C, а предпочтительно, находящуюся в пределах от 5°C при 65°C.
Когда температура стеклования полимера находится в пределах от 5 до 65°C, покрытие, полученное после сушки композиции, имеет удовлетворительную твердость. В частности, покрытие не деформируется после сушки.
g
Для значений T выше 65°C, покрытие больше не имеет достаточной липкости по отношению к подложке.
В качестве примеров связующих агентов, которые можно использовать, можно рассмотреть сополимеры стирола и (мет)акриловой кислоты, сополимеры стирола и сложного эфира (мет)акриловой кислоты, сополимеры стирола и (мет)акриламида, где указанные сополимеры могут быть силанизированными, гомополимеры и сополимеры бутадиена, такие как полибутадиен и полибутадиен-стирол, виниловые полимеры, такие как поливинилхлорид и поливинилацетат, полиуретаны и их смесь.
В частности, мономеры (мет)акриловой кислоты или сложного эфира (мет)акриловой кислоты, пригодные для приготовления этих связующих агентов, могут выбираться из:
- акриловой кислоты, метакриловой кислоты,
- алкил (мет)акрилата, у которого алкильный остаток, линейный или разветвленный, циклический или ациклический, содержит от 1 до 18 атомов углерода, аллил (мет)акрилата,
- простого алкилового эфира (или алкилоксиалкилового) (мет)акрилата, в котором каждый из алкильных остатков, которые могут быть одинаковыми или различными, является линейным или разветвленным и содержит от 1 до 18 атомов углерода,
- простого алкиларилового эфира (мет)акрилата (или арилоксиалкил(мет)акрилата), у которого алкильный остаток, линейный или разветвленный, содержит от 1 до 18 атомов углерода, и арильный остаток представляет собой фенильную группу,
- гидроксиалкил(мет)акрилата, у которого алкильный остаток, линейный или разветвленный, содержит от 1 до 18 атомов углерода и необязательно прерывается сложноэфирными функциональными группами -C(=O)-O-,
- (мет)акрилата полипропиленгликоля или полиэтиленгликоля.
Более конкретно, мономеры (мет)акриловой кислоты или сложного эфира (мет)акриловой кислоты могут выбираться из метилакрилата, метилметакрилата, этилакрилата, этилметакрилата, бутилакрилата, бутилметакрилата, изобутилакрилата, изобутилметакрилата, н-гексилакрилата, н-гексилметакрилата, этилгексилакрилата, этилгексилметакрилата, н-гептилакрилата, н-гептилметакрилата, стеарилакрилата, стеарилметакрилата, глицидилметакрилата, гидроксиэтилакрилата, гидроксиэтилметакрилата, аллилметакрилата, циклогексилакрилата, циклогексилметакрилата, 2-этоксиэтилакрилата, 2-этоксиэтилметакрилата, изодецилакрилата, изодецилметакрилата, 2-метоксиэтил-акрилата, 2-этоксиэтил-метакрилата, 2-(2-этоксиэтокси)-этилакрилата, 2-феноксиэтилакрилата, 2-феноксиэтилметакрилата, изоборнилакрилата, изоборнилметакрилата, капролактонакрилата, капролактонметакрилата, акрилата полипропиленгликоля, метакрилата полипропиленгликоля, акрилата полиэтиленгликоля, метакрилата полиэтиленгликоля, бензилакрилата, бензилметакрилата.
Предпочтительно, связующий агент или агенты, пригодные для использования, являются (или является) выбранными из сополимеров стирола и акриловой кислоты или сополимеров стирола и сложного эфира акриловой кислоты.
g
g
Более предпочтительно, используют водную эмульсию одного из этих сополимеров, необязательно силанизированную. Такие продукты продаются, например, под наименованием "Acronal S813" (сополимер стирола и сложного эфира акриловой кислоты, имеющий T 28°C, доступный в форме водной дисперсии при 49-51% масс сухого экстракта) или "Acronal S533" (сополимер стирола и акриловой кислоты, имеющий T of 5°C, доступный в форме водной дисперсии при 51 до 53% масс сухого экстракта) от компании BASF.
Использование сополимеров стирола и силанизированной акриловой кислоты или сополимеров стирола и силанизированного сложного эфира акриловой кислоты делает возможным получение покрытия, имеющего особенно удовлетворительные механические свойства (например, водостойкость).
Композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением содержит от 25 до 50% масс негидравлического связующего, выбранного из следующих минеральных и металлических наполнителей: из карбоната щелочноземельного металла, оксида алюминия, диоксида кремния, силиката металла, выбранного из алюминия, щелочных металлов и щелочноземельных металлов и их смеси, указанные наполнители имеют средний размер частиц в пределах от 5 до 100 мкм. Предпочтительно, металлический или минеральный наполнитель или наполнители выбирают из следующих наполнителей: карбоната кальция, карбоната магния, оксида алюминия, диоксида кремния, силиката алюминия, силиката магния, силиката натрия, силиката калия, слюды, и их смеси.
Наполнитель или наполнители, используемые в композиции по настоящему изобретению, могут находиться в гидратированной или безводной форме.
-1
-1
Эти частицы отличаются от полых стеклянных или полимерных микросфер с теплопроводностью ниже 0,1 Вт⋅м⋅K. В частности, эти наполнители не являются полыми.
Эти наполнители могут иметь разнообразные формы, например, сферическую форму.
Среди наполнителей, которые можно использовать в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно используют минеральные наполнители, а более предпочтительно, минеральные наполнители, выбранные из карбоната кальция и диоксида кремния.
3
В соответствии с конкретным вариантом осуществления, предпочтительно используют минеральные наполнители, имеющие реальную плотность в пределах от 2,5 до 3 г/см.
3
3
Эти наполнители являются коммерчески доступными. В качестве примера, можно рассмотреть карбонат кальция со средним размером частиц D50 равным примерно 22 мкм и с реальной плотностью наполнителя 2,7 г/см, продающийся на рынке под торговым наименованием BEATITE 30 компанией Onyx et Marbres Granules (OMG), диоксид кремния со средним размером примерно 35 мкм и с реальной плотностью наполнителя 2,65 г/см, продающийся на рынке под торговым наименованием Millicil C6 компанией Sifraco.
Композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением содержит от 0,1 до 1% масс, по меньшей мере, одного загустителя.
Можно использовать любой загуститель, обычно используемый в обычных композициях покрытий для выравнивания.
Природа и содержание загустителя (загустителей), которые можно использовать в соответствии с настоящим изобретением, выбираются соответствующим образом, чтобы получить ожидаемые реологические свойства.
Преимущественно, загуститель (загустители) могут выбираться из глины, полисахаридных загустителей, таких как загустители на основе крахмала и модифицированного крахмала, из целлюлозных загустителей и их смесей, необязательно в присутствии соды. Предпочтительно, количество соды, достаточное для получения основного pH, добавляют в композицию в соответствии с настоящим изобретением. Это делает возможным улучшение реологических свойств загустителя и, следовательно, свойств композиции покрытия.
Среди целлюлозных загустителей, которые можно использовать, можно рассмотреть целлюлозу и ее алкилированные и/или гидроксиалкилированные производные, у которых алкильные остатки, одинаковые или различные, имеют от 1 до 4 атомов углерода, и предпочтительно, от 1 до 3 атомов углерода. В качестве примера, можно рассмотреть метилцеллюлозу, метилгидроксиэтилцеллюлозу, метилгидроксипропилцеллюлозу.
Эти загустители хорошо известны специалистам в данной области, и все они являются коммерчески доступными.
Среди всех этих загустителей, является предпочтительным использовать смесь загустителей, содержащую, по меньшей мере, один загуститель, дополнительно обладающий свойствами удерживания воды. В качестве примера, можно рассмотреть смесь "Bentone EW", соответствующую глине в форме порошка, продаваемой компанией ELEMENTIS Specialities, и "Addilose 200 R" соответствующую загустителю и агенту для удерживания воды на основе модифицированного крахмала, в форме порошка.
Композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением содержит воду. Содержание воды регулируется как функция других ингредиентов, присутствующих в композиции. Предпочтительно, это содержание находится в пределах от 20 до 34% масс от общей массы композиции.
Композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно содержать, по меньшей мере, одну добавку, выбранную из дисперсанта для наполнителя, пластификаторов, биоцидов и противовспенивающих агентов. Композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением может содержать, по меньшей мере, один гомополимер акриловой кислоты, действующей в качестве дисперсанта для наполнителя. Когда в композиции присутствуют одна или несколько добавок, общее содержание добавок предпочтительно не превышает 2%, и еще более предпочтительно, не превышает 1% масс по отношению к общей массе композиции. Предпочтительно, композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением содержит от 0,5% до 2% масс добавок.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением не содержит гидравлического связующего, такого как гипс, цемент или бентонит кальция. Присутствие значительного количества гидравлического связующего в композиции в соответствии с настоящим изобретением создает риски быстрого оседания последнего в контакте с водой композиции.
Композицию покрытия в соответствии с настоящим изобретением приготавливают с помощью простого смешивания разнообразных ингредиентов, из которых она состоит. Затем она может храниться сухой без доступа воздуха, в герметичной упаковке именно для предотвращения испарения воды, содержащейся в композиции покрытия. Композиция может храниться, подобно этому, в течение до 18 месяцев.
Настоящая заявка дополнительно относится к способу нанесения композиции покрытия в соответствии с настоящим изобретением, включающему следующие стадии:
(i) нанесение указанной композиции в виде одного или нескольких последовательных слоев на поверхность подложки, которая должна быть изолирована, с использованием валика и/или инструмента для выравнивания, а затем
(ii) сушку указанного слоя, а затем
(iii) необязательное нанесение на указанный отвержденный слой покрытия слоя неизоляционного материала, такого как слой декоративного настенного покрытия.
Стадии (i), а затем (ii) можно повторять один или несколько раз перед осуществлением стадии (iii), если ее осуществляют.
Композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением может наноситься с помощью валика на поверхность подложки, которая должна изолироваться. С использованием валика, композиция покрытия может распределяться легко и однородно по всей поверхности, которая должна изолироваться. После распределения, поверхность композиции может выравниваться с использованием инструмента для выравнивания.
Время, которое проходит между последовательными нанесениями композиции, предпочтительно меньше чем 30 минут.
После стадии (i) может следовать стадия выравнивания с использованием инструмента для выравнивания, когда поверхность композиции, нанесенной в конце стадии (i), не является гладкой или достаточно гладкой. Стадию выравнивания можно осуществлять либо посредством нанесения нового слоя композиции покрытия с использованием инструмента для выравнивания, тогда выравнивание имеет место одновременно с нанесением композиции, либо с помощью выравнивания поверхности композиции, нанесенной в конце стадии (i), без наложения нового слоя композиции покрытия, в зависимости от уровня компетентности пользователя в области нанесения настенных покрытий.
Таким образом, в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения, способ нанесения композиции покрытия в соответствии с настоящим изобретением включает, по меньшей мере, следующие стадии:
(i') нанесение первого слоя указанной композиции на поверхности подложки с использованием валика, для распределения однородного количества композиции, затем
(ii') нанесение второго слоя указанной композиции на указанный первый слой, нанесенный с использованием инструмента для выравнивания, с целью выравнивания поверхности нанесенной композиции, время, которое проходит между первым и вторым нанесением композиции, меньше чем 30 минут, затем
(iii') сушку композиции покрытия, затем
(iv') необязательное нанесение на указанный отвержденный слой покрытия слоя неизоляционного материала, такого как слой декоративного настенного покрытия.
В соответствии с этим первым вариантом, стадии (i'), (ii'), а затем (iii') могут повторяться один или несколько раз перед осуществлением стадии (iv'), если ее осуществляют. Альтернативно, стадии (ii'), а затем (iii') могут повторяться один или несколько раз перед осуществлением стадии (iv'), если ее осуществляют.
В соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения, способ нанесения композиции покрытия в соответствии с настоящим изобретением включает, по меньшей мере, следующие стадии:
(i'') нанесение первого слоя указанной композиции на поверхности подложки с использованием валика для распределения однородного количества композиции, затем
(ii'') выравнивание поверхности с использованием инструмента для выравнивания без добавления дополнительного материала, затем
(iii'') сушку композиции покрытия, затем
(iv'') необязательное нанесение на указанный отвержденный слой покрытия слоя неизоляционного материала, такого как слой декоративного настенного покрытия.
В соответствии с этим вторым вариантом, стадии (i''), а затем (ii'') могут повторяться один или несколько раз перед осуществлением стадии (iv''), если ее осуществляют.
Этот вариант является особенно предпочтительным, поскольку он может осуществляться любым пользователем, даже с небольшим опытом в области нанесения настенных покрытий. Фактически, эти стадии способа являются особенно простыми для осуществления и делают возможным, даже для не имеющего опыта пользователя, успешное выравнивание стен и потолков. Использование валика делает возможным быстрое и однородное распределение композиции, для общего исправления поверхностных дефектов подложки. Кроме того, композиция покрытия имеет время отверждения, и время сушки больше чем 30 минут, что дает пользователю время для исправления любых дефектов и нерегулярностей, остающихся на поверхности первого слоя покрытия.
В соответствии с третьим вариантом настоящего изобретения, способ нанесения композиции покрытия в соответствии с настоящим изобретением включает, по меньшей мере, следующие стадии:
(i''') нанесение слоя указанной композиции на поверхность подложки, предпочтительно, за один проход, с использованием инструмента для выравнивания, затем
(ii''') сушку композиции покрытия, затем
(iii''') необязательное нанесение на указанный отвержденный слой покрытия слоя неизоляционного материала, такого как слой декоративного настенного покрытия.
В соответствии с этим третьим вариантом, стадии (i'''), а затем (ii''') могут повторяться один или несколько раз, перед осуществлением стадии (iii'''), если ее осуществляют.
Этот способ делает возможным быстрое и точное нанесение композиции в соответствии с настоящим изобретением и обеспечивает значительную экономию времени по отношению к использованию композиции двухкомпонентного типа.
2
Для каждого из способов, рассмотренных выше, общее количество композиции, наносимой на всю поверхность подложки, представляет собой вещество в пределах от 200 до 1000 г/м. С помощью этого вещества можно получить покрытие желаемой толщины, как описано ниже.
Среди валиков, пригодных для использования в соответствии с настоящим изобретением, является предпочтительным использовать валики из пены с ячеистой структурой, например, из полиамида или полиэстра. Эти валики делают возможным более простое распределение композиции покрытия в соответствии с настоящим изобретением.
Композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением отверждается в течение стадии сушки посредством испарения воды, содержащейся в композиции. Как правило, сушка имеет место на воздухе при 20°C. Через 24 часа покрытие является полностью сухим и твердым.
После сушки, покрытие, сформированное с помощью отвержденной композиции покрытия, преимущественно имеет толщину в пределах от 0,5 до 5 миллиметров, предпочтительно, от 0,5 до 3 мм и еще более предпочтительно от 1 до 2 мм.
Применение способов, описанных выше, таким образом, преимущественно дает возможность для получения подложки, покрытой отвержденным слоем покрытия с толщиной в пределах от 0,5 до 5 миллиметров, предпочтительно, от 0,5 до 3 мм, а еще более предпочтительно, от 1 до 2 мм.
Подложка, предназначенная для нанесения покрытия с помощью композиции покрытия в соответствии с настоящим изобретением, может состоять из любого строительного материала, нового или подлежащего восстановлению, с дефектами, которые могут составлять до 1 см в глубину. Он может представлять собой гипс, гипсокартон, цемент, бетон, дерево, кирпич, глазурованные керамические плитки, вытравленные и/или отпечатанные краски.
Неизоляционный материал для покрытия слоя покрытия может иметь ту же природу, что и основа, или иную природу. Он может представлять собой декоративное настенное покрытие, а именно тонкое и/или хрупкое декоративное настенное покрытие.
Декоративное настенное покрытие может представлять собой обои, декоративную ткань, краску или лак.
-1
-1
"Неизоляционный" означает, что материал имеет теплопроводность не ниже 0,1 Вт⋅м⋅K.
Настоящее изобретение дополнительно относится к изоляционному материалу, а именно к подложке, покрытой отвержденным слоем покрытия с толщиной в пределах от 0,5 до 5 миллиметров, предпочтительно, от 0,5 до 3 мм, а еще более предпочтительно, от 1 до 2 мм, которое может быть получено с помощью способа, как определено в одном из предыдущих абзацев.
Настоящая заявка также относится к использованию композиции покрытия в соответствии с настоящим изобретением, в качестве покрытия для выравнивания и теплоизоляции для стен и потолков. Эти объединенные свойства дают возможность для легкой и одновременной изоляции и восстановления старых стен и потолков.
-1
-1
-1
-1
В частности, композиция покрытия в соответствии с настоящим изобретением может использоваться для формирования теплоизоляционного внутреннего настенного покрытия, обладающего теплопроводностью ниже 0,07 Вт⋅м⋅K, а еще более предпочтительно, ниже 0,065 Вт⋅м⋅K.
Следующие далее примеры приводятся исключительно для иллюстрации настоящего изобретения и не должны рассматриваться как ограничивающие его рамки.
Примеры по настоящему изобретению:
Композиции покрытия 1-5 в соответствии с настоящим изобретением приготавливают посредством смешивания различных ингредиентов, показанных в Таблице 1. Если не утверждается иного, содержания, показанные в этой таблице, выражаются в % массовых сухих ингредиентов по отношению к общей массе композиции.
Таблица 1
Композиции
1
2
3
4
5
a)
Полые стеклянные микросферы (Scotchlite S22, 0,076 Вт⋅м<sup>-1</sup>⋅K<sup>-1</sup>)
14,3
-
-
-
-
Полые стеклянные микросферы (Scotchlite Kl, 0,047 Вт⋅м<sup>-1</sup>⋅K<sup>-1</sup>)
-
15
7,5
10,0
12,0
b)
C<sub>8</sub>-C<sub>30</sub> линейный жирный спирт(Loxanol842 DP/3)
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
Поливиниловый спирт (Solvitose17S)
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
c)
Сополимер стирол-бутилакрилат,T<sub>g</sub>=10°C
14,7
12,7
12,7
12,7
12,3
d)
Карбонат кальция (Beatite30)
34,7
36,4
43,9
41,4
29,1
e)
Загуститель на основе глины (BentoneEW)
0,2
0,3
0,3
0,3
0,3
Загуститель на основе полисахарида (Addilose 200R)
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
содовый щелок
q.s. pH>7
q.s. pH>7
q.s. pH>7
q.s. pH>7
q.s. pH>7
Добавки
0,9*
0,9*
0,9*
0,9*
0,9*
f)
Вода
q.s.100
q.s. 100
q.s. 100
q.s. 100
q.s. 100
q.s. означает "достаточное количество"*: количество, выражено в % массовых влажного вещества по отношению к общей массе композиции
Эти композиции могут храниться в течение до 18 месяцев в сухом, воздухонепроницаемом и влагонепроницаемом герметичном контейнере.
Эти композиции наносятся легко и однородно на различные подложки (стены, потолки) с помощью валика, а затем с помощью инструмента для выравнивания, в виде слоя с толщиной, изменяющейся от 0,5 до 3 мм. После отверждения, слой покрытия имеет гладкую, не имеющую дефектов поверхность.
Измерение теплопроводности
Для каждого из примеров 1-5, теплопроводность композиции после сушки измеряют для заданной толщины, при 23°C при относительной влажности 50%. Измерение осуществляют с использованием измерительного зонда, соединенного с измерителем теплопроводности NEOTIM FP2C. Для этого, исследуемую композицию наносят в двух формах для формования, имеющих форму параллелепипеда, изготовленных из Teflon, с заданной длиной, шириной и толщиной, таким образом, чтобы сформировать образцы для исследований длиной 50 мм, шириной 70 мм и толщиной, как показано в Таблице 2. После полного высыхания исследуемого образца и высвобождения его из формы, измерительный зонд затем помещают между 2 исследуемыми образцами композиции. Затем две пластинки композиции легко прижимают друг к другу, так что измерительный зонд заключается между двумя этими пластинками.
Результаты измерений теплопроводности выражаются как ватты на метр на градус Кельвина, и они представлены в Таблице 2.
Таблица 2
Характеризация
1
2
3
4
5
Толщина (мм)
0,9
2,1
1,3
1,9
1,9
Теплопроводность (Вт/(м⋅K))
0,066
0,050
0,068
0,058
0,049
-1
-1
Все исследуемые образцы в соответствии с настоящим изобретением имеют теплопроводность ниже 0,07 Вт⋅м⋅K.