NL1009134C2

NL1009134C2 - Werkwijze voor het repareren c.q. opvullen c.q. verlijmen c.q. beschermen van organische of anorganische materialen d.m.v. menging en/of verdunning van elastische uithardbare epoxy gebaseerde producten.

Info

Publication number: NL1009134C2
Application number: NL1009134A
Authority: NL
Inventors: Vincent Alfred Joseph Woudsma; Jacob Ing Woudsma
Original assignee: Vincent Alfred Joseph Woudsma; Jacob Ing Woudsma
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 1999-08-24
Also published as: WO1999058591A1; NL1009134A1

Description

-1- WERKWIJZE VOOR HET REPAREREN C.Q. OPVULLEN C.Q. VERLIJMEN C.Q.

BESCHERMEN VAN ORGANISCHE OF ANORGANISCHE MATERIALEN D.M.V.

MENGING ΕΝ/OF VERDUNNING VAN ELASTISCHE UITHARDBARE EPOXY

GEBASEERDE PRODUCTEN.

5

Bij het onderhoud van woningen en gebouwen vormen houten gevelelementen een belangrijk aandachtspunt. Niet alleen is het repareren van een deel van het geveltimmerwerk t.g.v. houtaantasting een veel voorkomende werkzaamheid maar ook het repareren van oneffenheden in 10 het hout bijv. bij de timmerindustrie. Is het aangetaste deel echter nog beperkt en heeft de constructie nog voldoende eigen stabiliteit over, dan is het gebruik van houtreparaties een regelmatig toegepaste methode. Hiertoe kan keuze worden gemaakt uit vele producten. Tot ongeveer 10 jaar geleden waren deze producten allen gebaseerd op 15 niet-elastische hardbare epoxyharsen.

Tegenwoordig worden er steeds meer gemodificeerde epoxy gebaseerde producten en systemen toegepast die tijdelijk elastisch zijn waardoor een betere en langdurige bescherming moet worden beoogd door het nemen van extra maatregelen, zoals hout met een geringe 20 duurzaamheid geheel of gedeeltelijk moet worden verduurzaamd tegen aantasting van houtrotschimmels en/of bacteriën.

Deze producten en systemen blijken bovendien allen het nadeel te bezitten dat zij bij omgevingstemperatuur niet of slecht verwerkbaar zijn, omdat ze dan niet of te snel uitharden. Hierdoor 25 zijn deze producten niet geschikt om er planmatig mee te werken. In het bijzonder als de producten nog moet worden overgeschilderd.

Bovendien wordt er voor iedere werkwijze, zoals het opvullen van houten verbindingen en/of het repareren van scheuren en/of verzwakt hout en/of het inlijmen van stukken hout ter vervanging van 30 kleine of grote delen aangetast hout etc. een ander product tcegepast. Hiertoe worden vele producten ,zoals epoxies, polyesters, polyurethanen, acrylaten, siliconen etc. in de praktijk toegepast. Alle bezitten een verschillende samenstelling en werkwijze. Hierdoor is de gebruiker sterk afhankelijk van de voorschriften van de 35 leverancier en staat de veelheid en complexheid van de aangeboden producten een goede of juiste keuze in de weg. Hierdoor wordt door de professionele gebruiker veel te veel producten ingekocht . Deze producten hebben echter alle het nadeel dat deze binnen een jaar na aankoop c.q. productie moeten zijn verwerkt, omdat de houdbaarheid 4 0 niet langer dan een jaar bedraagt. Doordat bovendien de kans op 1 00 91 34~\ -2- foutieve toepassing de kwaliteit van de toepassing negatief beïnvloedt, ontstaat er ook hierdoor veel kwaliteitsverlies en extra chemisch afval. Bovendien wordt de levensduur van het ermee behandelde materiaal hierdoor aanzienlijk bekort en wordt het milieu 5 hierdoor eerder belast.

In de praktijk zijn vele hardbare epoxyharsen verkrijgbaar. Enerzijds zijn er producten die snel uitharden. Deze bezitten het nadeel dat ze slechts geschikt zijn voor het herstel van kleine beschadigingen van materialen en bovendien zijn ze qua kostprijs erg 10 duur in gebruik. Anderzijds zijn er producten, die langzaam uitharden. Deze zijn wel geschikt voor grote reparaties, maar worden vooral bij lage temperaturen onbeheersbaar in hun uithardingstijd, waardoor de onderhoudswerkzaamheden, vanwege hun arbeidsintensieve afwerking, nl. het egaliseren van het reparatiemiddel en het 15 afschilderen, bovendien zeer kostbaar worden. Weleens waar worden soms versnellers gebruikt om de lange gel/droogtijd te verkleinen, maar al deze producten blijven uiteindelijk niet elastisch.

Bij verrassing is gebleken dat al deze nadelen kunnen worden ondervangen indien een bepaalde werkwijze wordt gevolgd door 20 toepassing van een combinatie van tenminste twee verharders bovendien bleek ook bij verrassing dat niet alleen hierdoor een betere verwerkbaarheid, gel/droogtijd, bij zowel een lage als hoge temperatuur wordt bereikt, maar ook een betere blijvende elasticiteit van het uithardbare product ontstond.

25 De volgende werkwijze werd gevolgd :

Een samenstelling omvattende een hoeveelheid van één koker met eer hoog gehalte (ca 72 gewicht % aan een vloeibare epoxy (A))van een geformuleerde stamcomponent, op basis van één of meer epoxy harsen bijv. een gemodificeerde epoxy A/F( bij voorkeur Rütapox BS 500 30 afkomstig van Bakelite AG Duisburg of overeenkomstige IRS analyse zoals op bijlage 3 is vermeld), één of meer types vulmiddelen, één of meer verdunners, etc. en een hoeveelheid van een tweede koker met een eerste verhardercomponent, die tenminste één verharder op basis van een polymercaptaan (B)bevat, één of meer vulmiddelen, één of meer 35 verdunners, één of meer pigmenten etc. met een geltijd van bijvoorbeeld 5 a 10 minuten en een hoeveelheid van een derde koker met een tweede verhardercomponent, die tenminste één verharder op basis van een polyetheramine (C) , één of meer vulmiddelen, één of meer verdunners, één of meer pigmenten etc. met een geltijd van 40 bijvoorbeeld 45 minuten bevat. Bij verrassing is gebleken dat een n 10091341 -3- hoeveelheid van koker 1 met koker 2 en koker 3, waarvan de som van koker 2 en 3 toegepaste hoeveelheid altijd dezelfde volume is als van koker 1 is en kan dus in een verhouding van 1:1 wordt toegepast zonder dat er mengproblemen ontstaan. Dit biedt bovendien het grote 5 voordeel dat de twee producten ook onafhankelijk van elkaar kunnen worden toegepast (bijvoorbeeld koker 1 met koker 2 of koker 1 met koker 3). Bij verrassing is gevonden dat bij iedere verhouding tussen de twee verharders 1:1 is, niet alleen op volumebasis maar ook op gewichtsbasis, het afzonderlijke product op basis van een polyether-10 /polyamine (Euredur 76)bij verrassing een lagere dosering bleek nodig te zijn dan volgens de voorschriften van de fabrikant is aangegeven (200 H- Aequivalent i.p.v. 250).De producten bieden daarbij het grote voordeel dat zij daardoor in elke verhouding mechanisch of met de hand mengbaar zijn en waardoor ze bovendien in iedere gewenste 15 verhouding t.o.v. de uithardbare epoxyhars kunnen worden ingesteld. Hierdoor wordt ook het afwerken met de standaard verfsystemen beter planbaar en economischer in gebruik. Tevens blijkt dat in de praktijk vele epoxy 2 componenten gebaseerde producten met een verschillende gel/droogtijd door bovengenoemd drie type verpakkingssysteem kan 20 worden vervangen .Het is daarom voor het eerst mogelijk geworden dat er slechts nog maar 1 systeem nodig is voor alle tot nu toe bekende toepassingen in hout, zoals het opvullen bijvoorbeeld het repareren en/ of het egaliseren van hout en/zelfs het lokaal verduurzamen van minder duurzaam hout is niet meer nodig, indien blijvend elastische 25 epoxysystemen worden toegepast. Aangezien deze systemen een uitstekende hechting met het hout geven, kan daardoor geen inwatering op het scheidingsvlak epoxy/hout meer plaatsvinden, waardoor een hernieuwde kans op het ontstaan van houtrot en/of het loslaten /beschadiging van de verfcoating langs de loslatende vulmassa op het 30 aangrenzende hout hiermede wordt voorkomen.

Hierdoor zijn er in de praktijk niet alleen minder producten nodig maar is dit systeem ook veel goedkoper qua verwerking(minder applicatiekosten en/of productkosten) en bovendien is bij verrassing vastgesteld dat er geen lokale houtverduurzaming op de verbindingen 35 meer nodig is en dus ook een aanzienlijke besparing op de onderhoudskosten betekend. Bovendien biedt deze nieuwe werkmethode de schilder of aannemer de mogelijkheid om zelfs bij extreme koude of warme omgevingstemperatuur op de werkplek dit soort producten economischer dan voorheen het geval was toe te passen.

40 Bij toepassing van een epoxyhars voor houten gevelelementen in 100 313^’? -4- wisselende weersomstandigheden in het bijzonder bij temperaturen beneden 5°C is het van groot belang dat het verschil in geltijd voldoende groot is om daarmede de uithardingstijd van de blijvend elastische epoxyhars voldoende effectief in te kunnen stellen.

5 Door twee verschillende verpakte verharders te mengen waarvan hun geltijden onderling een factor >5 verschillen en die tevens onafhankelijk van elkaar een blijvend elastisch matrix vormen, zal dit de homogeniteit van de hardbare epoxy (eindproduct) niet beïnvloeden, omdat bij verrassing is gebleken dat de eigenschappen 10 met name de elasticiteit van het eindproduct zelfs beter worden.

Bij voorkeur wordt een combinatie van een eerste verhardercomponent die tenminste één polymercaptaan (bij voorkeur Euredur 90 afkomstig van Witco GmbH Bergkamen Duitsland), bevat met de algemene formule R-CH2-CH20H-CH2-S-R' (zie ook bijbehorende 15 infrarood spectraal analyse, bijlage 1) en een tweede verhardercomponent die tenminste één polyetheramine( bij voorkeur Euredur 76 afkomstig van Witco GmbH Bergkamen Duitsland) bevat.(zie ook bijbehorende infrarood spectraal analyse, bijlage 2) , omdat deze combinatie niet alleen een synergistisch effect geeft in de vorming 20 van een nog betere blijvend elastische matrix van de uitgeharde epoxyhars, maar ook is bij verrassing gebleken dat deze combinatie niet alleen een betere verwerkbaarheid vertoond maar ook op een vochtige ondergrond een betere hechting geeft.

Ten einde er zeker van te zijn dat bij nawerken van de hierin 25 geciteerde verharders identiek zijn aan de hierin vermelde producten is er tegenwoordig analyse mogelijk van de toegepaste producten n.l. FT-IRS, infrarood spectraal analyse ,ter identificatie van identieke producten. Indien namelijk de IRS analyse een gelijke uitslag vertoont dan is het product identiek. Onder een gelijke uitslag wordt 30 verstaan dat de pieken van de uitdraai globaal met elkaar overeenkomen.

Voorbeelden 1-

Een plamuur werd bereid door stamcomponent (A) uit koker 1, eerste verhardercomponent (B) uit koker 2, en tweede verhardercomponent 35 (C)uit koker 3 op plaat met een plamuurmes te mengen totdat dit homogeen met elkaar is vermengd. Om de elasticiteit te kunnen vaststellen worden de producten in een laagdikte van 2 mm op een geschikte polyethyleenfolie aangebracht .en uitgehard bij 20 gr. Celsius en 40% R.V. Na 8 weken uitharden wordt de elasticiteit 40 bepaald, waarbij het hoogste cijfer de hoogste elasticiteit 1 0091 34^ -5- aangeeft.(1 tot 4).

Hoeveelheid in voor- voor- voor- verge- verge- ml beeld 1 beeld 2 beeld 3 lijk 1 lijk. 2

Stamcomponent 101 95 103 100 98 5 (A)(72 gew.%)

Eerste

Verh.component (B) (Euredur 90) 32 48 79 - 99 10

Tweede

Verh. component (C) (Euredur76) 70 47 24 101 geltijd 35 min. 25 min. 15 min. 45 min. 5 min.

15

Temperatuur 20gr.C. Idem Idem Idem Idem

Droogtijd 16 uur 3 uur 12 uur 24 uur 1 uur

Elasticiteit 334 1-2 1-2 20

Verwerkbaar-heid t.o.v één van de twee beter beter beter verharder comp.

25

In alle drie boven genoemde voorbeelden werd bij verassing niet alleen een betere elasticiteit, maar ook is een veel gemakkelijkere verwerking qua menging en applicatie van de producten vastgesteld. 30 In de praktijk ontstaat vaak ook het probleem dat de houdbaarheid van de houtreparatieproducten en/of egaliseermiddelen c.q. plamuren voor hout, beton of metaal in de verpakking meestal na een jaar is verstreken, waardoor deze producten niet meer kunnen worden toegepast en waardoor ze als chemisch afval moeten worden 35 behandeld. Hier zijn kosten aan verbonden, waardoor dit onzorgvuldig gebruik uitlokt en deze in het milieu kunnen terechtkomen.

Bij verrassing is ontdekt dat deze producten bijv. bij houtreparatieproducten nog heel goed kunnen worden "opgewerkt" of omgezet in andere waardevolle producten, zoals houtimpreg- 1 0091 34 1 -6- neermiddelen; lijmen; vloercoatings; betoncoatings; houtcoatings; gietmortels;reparatiemiddelen voor beton, metaal, steen, plastic etc. door toepassing van verdunners in de meest ruime zin zonder dat dit ten koste gaat van de kwaliteit van deze nieuwe hierbij ontstane 5 producten.

Verdunners dienen de viscositeit te verlagen door bijvoorbeeld het bindmiddelgehalte (epoxy of verharder)van een uithardbare epoxy te verlagen of te verhogen. Dit effect wordt bereikt door toepassing aan het oorspronkelijke product met een mengsel van dezelfde type 10 epoxy en type verharder. Ook kan een andere verharder bijvoorbeeld een versneller worden toegepast waardoor resp. de hardheid of de elasticiteit kan worden gewijzigd (verhoogd of verlaagd). Dit kan van belang zijn als bijvoorbeeld de toplaag van een coating ( bij vloercoatings of op horizontale delen van dorpels van kozijnen of op 15 treden van trappen) slijtvaster (mechanisch harder) moet zijn als de onderste of eerste laag (primer).

Uit zowel laboratorium als praktijktesten blijkt dat op deze wij ze het niet meer houdbare product zeer goed is om te zetten in een twee componentenlijm of als houtimpregneermiddel om verzwakt of 20 aangetast hout (bij restauratie) te versterken of als een reparatiemiddel voor hout c.q. als betonreparatiemiddel zonder dat dit ten koste gaat van de kwaliteit.

Ook blijkt dat bij toepassing van een niet reactieve verdunner in het bijzonder phenylpropyleenglycol uitstekend hiervoor geschikt 25 te zijn, maar ook is bij verrassing gebleken dat dit product een houdbaarheid van minimaal twee jaar geeft in combinatie met polyetheramine (Euredur 76)en een gemodificeerde epoxyhars op basis van bisphenol A/F bijv. Eurepox 783. De hiervan afgeleide producten kunnen direct worden toegepast en hebben bovendien het grote voordeel 30 dat volledige uitharding (droogtijd)van de uithardbare epoxy met vulmiddel als ondergrond dan niet meer nodig is, hetgeen dit systeem voor de verwerker bijzonder aantrekkelijk maakt omdat daarmede de applicatietijd wordt verminderd en daardoor ook het systeem goedkoper wordt.

35 Toepassing van 2 types verdunners, bijvoorbeeld phenylpropyleenglycol (D) of bij voorkeur eenzelfde type verdunner als in het stamcomponent is toegepast met een andere verdunner op basis van een polymeer op alkydhars en/of acrylaathars heeft het grote voordeel dat hiermede fluctuaties in de eigenschappen ,zoals 40 de viscositeit van de afzonderlijke pasta's of lijmen voor de tOOSI 8 4 7 -7- omzetting en/of de filmvormende eigenschappen van de coatings voor hout, beton of metaal als afwerkingen/of bescherming kan worden geoptimaliseerd.

Het zal duidelijk zijn dat er vele varianten op deze uitvinding 5 mogelijk zijn. De varianten die de voorkeur verdienen zijn in de conclusies aangegeven.

1 0 0 91 3 4 ^

Claims

1 Werkwijze voor de toepassing van hardbare epoxyharsen waarbij een stamcomponent op basis van één of meer epoxyharsen met een 5 verharder wordt samengebracht, met het kenmerk, dat op de werkplek bij omgevingstemperatuur een bepaalde samenstelling wordt toegepast omvattende A. Een stamcomponent die tenminste een hardbare epoxy bevat. B. Een eerste verhardercomponent die tenminste één verharder 10 op basis van een polymercaptaan bevat. C. Een tweede verhardercomponent die tenminste één verharder op basis van een polyetheramine bevat.

2 Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een samenstelling bevat waarin de epoxyhars (A) vloeibaar is.

15. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dar een samenstelling bevat, waarin de gemodificeerde epoxyhars (A) een bisphenol A- en bisphenol F combinatie is met een Mol gewicht £ 700.

4 Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat naast de 20 samenstelling van de componenten (A), (B)en (C) bovendien nog (D)één of meer verdunners voor de epoxyhars (A)bevat.

5 Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de verdunner (D) een phenylpropyleenglycol is.

6 Werkwijze volgens conclusie 4 , met het kenmerk, dat als 25 verdunner (D) een mengsel van het hetzelfde type epoxy (A) en het zelfde type verharder (B) en/of (C) wordt toegepast.

7 Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat als verdunner (D)een alkydhars- en/of een acrylaathars gebaseerde polymeer wordt toegepast.

30. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat uithardbare blijvend elastische producten ontstaan. ' 1 0 0 91 3 4 1