Мастика для заполнения швов между строительными элементами, способ ее получения и способ выполнения строительной конструкции с использованием такой мастики
Изобретение касается мастики для заделывания швов между строительными элементами, в частности, между облицованными бумагой гипсовыми плитами. Мастика содержит минеральный наполнитель, органическое связующее вещество, диспергирующееся в водной фазе, силикатированный агент, отличный от минерального наполнителя, гидрофобный агент, являющийся силиконовым производным, поливиниловый спирт, воду в остатке. Объектом изобретения также является способ выполнения строительной конструкции. 4 с. и 17 з.п. ф-лы, 4 табл.
Настоящее изобретение касается мастики для заполнения швов между строительными элементами, в частности, гипсовыми плитами с бумажной облицовкой, а также способа выполнения конструкций, таких как перегородка, обшивка стен или потолок с использованием такой мастики.
Из предшествующего уровня техники известно использование гипсовых плит для выполнения перегородок, обшивки вертикальных или наклонных элементов, подвесных или обычных потолков.
Как правило, эти плиты содержат сердцевину, в основном из гипса, покрытую с каждой стороны листом, одновременно выполняющим функцию арматуры и облицовки и выполненным из картона или минеральных волокон.
Объектом международной заявки, опубликованной под номером WO-A-9702395, является способ проведения отделочных работ, при котором гипсовые плиты собирают при помощи первой мастики и осуществляют отделку швов между плитами при помощи вспомогательной мастики следующего состава:
- от 50 до 85% минерального наполнителя;
- от 1 до 20% органического связующего вещества, диспергирующегося в водной фазе;
- от 0,2 до 5% гидрофобного агента;
- от 1 до 15% вещества для повышения легкости в обращении (удерживатель воды/загуститель);
- от 0,1 до 2% полирующего вещества;
- от 1 до 12% дополнительного полирующего вещества;
- от 0,1 до 5% диспергатора;
- от 0,001 до 0,015% пигмента;
- от 0,1 до 0,3% биоцида;
- от 0,1 до 0,3 пеногасителя и
- вода.
Цвет этой мастики подбирают в тон облицовочной бумаге.
Однако такая мастика является отделочной мастикой, а это значит, что ее нельзя использовать для заполнения пространства между двумя плитами, в частности, потому что она не обеспечивает хорошего склеивания и хорошего сцепления с ленточным швом. Поэтому необходимо иметь в наличии две мастики: первую мастику, называемую герметизирующей или заливочной мастикой, используемую для заполнения или герметизации пространства между двумя плитами, и вторую мастику, называемую отделочной мастикой, которая применяется для расшивки стыка между двумя плитами.
Кроме того, такая мастика дает усадку после слишком сильного затвердевания. Цвет заливочной мастики не имеет большого значения, так как ее покрывают отделочной мастикой. С другой стороны, после высыхания она должна давать лишь незначительную усадку, так как ее наносят по большой толщине.
Что касается отделочной мастики, то ее цвет имеет значение, так как он должен быть как можно ближе к цвету облицовки гипсовой плиты. Но зато при этом не так важно, чтобы после высыхания эта мастика давала небольшую усадку, так как ее наносят по незначительной толщине. Вышеуказанная заявка WО-A-9702395 не рассматривает проблему усадки, так как ею можно пренебречь при нанесении отделочной мастики.
В связи с вышеизложенным возникает необходимость наличия мастики, которая одновременно могла бы служить заливочной мастикой и отделочной мастикой. Такая мастика должна обладать одним или несколькими, предпочтительно всеми ниже перечисленными свойствами:
- обладать хорошим сцеплением с бумагой, образующей облицовку гипсовой плиты;
- обеспечивать хорошее склеивание и хорошее сцепление ленточного шва;
- иметь одинаковый с облицовочной бумагой цвет;
- иметь незначительную усадку после высыхания (например, меньше 20% усадки, определяемой испытанием по методу кольца);
- обладать способностью к абсорбции воды, максимально близкой к облицовочной бумаге, чтобы не наносить первого слоя краски перед оклеиванием обоями или покраской;
- обеспечивать умеренное сцепление с бумагой обоев, чтобы иметь возможность в дальнейшем один или несколько раз менять обои;
- обеспечивать легкое нанесение краски.
Были проведены углубленные изыскания для разработки такой мастики.
Настоящим изобретением предлагается такая мастика и предлагается ее следующий состав в массовых процентах по отношению к общей массе мастики:
- от 50 до 85% минерального наполнителя;
- от 1 до 20% органического связующего вещества, диспергирующегося в водной фазе;
- от 1 до 15% силикатированного агента;
от 0,2 до 5% гидрофобного агента, являющегося силиконовым производным;
- от 0,05 до 5% поливинилового спирта;
- вода в остатке до 100%.
Вторым объектом настоящего изобретения является способ получения мастики, согласно которому ингредиенты мастики смешивают в определенном порядке.
Третьим объектом настоящего изобретения является способ выполнения строительных конструкций, включающий в себя установку смежных строительных элементов, заполнение пространства между строительными элементами заливочной мастикой, наложение ленточного шва, покрытие ленточного шва отделочной мастикой и отличающийся тем, что в качестве заливочной мастики и отделочной мастики используют одну и ту же мастику.
Таким образом, мастика согласно изобретению содержит в массовых процентах по отношению к общей массе мастики:
- от 50 до 85% минерального наполнителя;
- от 1 до 20% органического связующего вещества, диспергирующегося в водной фазе;
- от 1 до 15% силикатированного агента;
- от 0,2 до 5% гидрофобного агента, являющегося силиконовым производным;
- от 0,05 до 5% поливинилового спирта;
- вода в остатке до 100%.
В качестве минерального наполнителя можно использовать любой известный минеральный наполнитель, применяемый для получения мастики для заполнения швов. Как правило, речь идет о минеральном наполнителе светлой окраски, предпочтительно белом, имеющем средний диаметр частиц d50 от 5 до 35 микрон, чтобы после высыхания мастика имела гладкую поверхность, соответствующую поверхности облицовки плиты.
В качестве примера минерального наполнителя можно указать карбонат кальция, ангидрид сульфата кальция или дегидратированный сульфат кальция, карбонат магния, доломит, кремнеземы, силикаты, алюминаты и другие.
Предпочтительно используют карбонат кальция СаСО3 .
Минеральный наполнитель предпочтительно составляет от 50 до 70% от общего веса мастики.
Согласно одному из вариантов выполнения весовое отношение связующее вещество/силикатированный агент составляет от 0,5 до 2.
Согласно варианту выполнения весовое отношение связующее вещество/гидрофобный агент составляет от 1,5 до 10.
Согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения минеральный наполнитель дополнительно содержит перлит, предпочтительно вспененный и предпочтительно гидрофобированный. Количество перлита в этом случае, как правило, составляет от 2 до 5%.
В качестве органического связующего вещества, диспергирующегося в водной фазе, можно указать гомополимеры поливинилацетаты (пластифицированные или не пластифицированные), сополимеры этилен/винилацетат (EVA пластифицированные или не пластифицированные), этилен/винилверсатат, винилацетат/винилверсатат, полиакрилаты, сополимеры винилацетат/акрилы, сополимеры стиролы/акрилы, стирол/бутадиен, тройные сополимеры винилацетат/винилверсататы/винилмалеаты, винилацетат/винилверсатат/акрилы, тройные сополимеры акрилов и их смеси.
Содержание органического связующего вещества предпочтительно составляет от 2 до 12% от общего веса мастики.
Силикатированный агент (отличный от минерального наполнителя) предпочтительно содержит тальк, и/или слюду, и/или глину. Предпочтительно используют смесь талька и слюды.
Содержание силикатированного агента предпочтительно составляет от 3 до 10% от общего веса мастики.
Гидрофобный агент является силиконовым производным. В качестве силиконовых производных можно упомянуть силиконаты, силаны, гидрогенизированные силиконовые масла, силиконовые эмульсии, аминосиликоновые эмульсии, алкил-силоксановые смолы, такие как гидрогенометилполисилоксан и аминированный полидиметилсилоксан, и их смеси.
В качестве силиконового производного предпочтительно используют смолу типа аминированного полидиметилсилоксана.
Содержание силиконового производного предпочтительно составляет от 0,5 до 3% от общего веса мастики.
Предпочтительно содержание силиконового производного выбирают таким образом, чтобы выполненный шов имел те же поверхностные свойства, что и облицовочная бумага. Такими поверхностными свойствами являются отсутствие цвета или натуральный цвет, отражательная способность, поглощение поверхностной влаги. Эти свойства подробно описаны в заявке WO-А-9702395, на которую следует ссылаться для более подробных пояснений. Само собой разумеется, что описанные в этой заявке технические характеристики применимы с учетом некоторых особенностей к настоящей заявке.
Содержание поливинилового спирта предпочтительно составляет от 0,05 до 1% от общего веса мастики.
Согласно предпочтительному варианту реализации мастика дополнительно содержит крахмал и/или производное крахмала.
Содержание крахмала и/или производного крахмала, как правило, составляет от 0,05 до 5%, предпочтительно от 0,1 до 1% от общего веса мастики.
Мастика согласно изобретению может быть получена путем смешивания ее ингредиентов в определенной последовательности.
Разумеется, что, при условии соблюдения содержания каждого из основных ингредиентов, в мастику согласно изобретению можно включать в качестве вспомогательных веществ добавки, обычно используемые для облегчения применения других ингредиентов или для придания мастике специальных дополнительных свойств. В качестве примера таких добавок можно указать удерживатели воды или загустители, полирующие вещества, диспергаторы, антигели, пигменты, биоциды и пеногасители. Эти добавки описаны, например, в заявке WO-A-9702395.
Мастику согласно изобретению можно применять для возведения при помощи гипсовых плит различных строительных конструкций, таких как перегородки, обшивка стен или потолки, подвесные или обычные.
В частности, мастику согласно изобретению можно применять в качестве отделочной мастики при установке конструкций из гипсовых плит с бумажной облицовкой.
Разумеется, что мастику согласно изобретению можно применять только в качестве отделочной мастики, а в качестве заливочной мастики использовать обычную мастику.
Выполнение строительных работ с применением гипсовых плит, как правило, включает в себя установку смежных гипсовых плит, заполнение пространства между плитами при помощи заливочной мастики, наложение ленточного шва, покрытие ленточного шва при помощи заливочной мастики, а затем покрытие заливочной мастики отделочной мастикой.
Согласно изобретению удалось выполнить установку конструкции, используя в качестве заливочной мастики и отделочной мастики одну и ту же мастику. Этого удалось достичь, благодаря тому, что:
1) была разработана и получена описанная выше мастика;
2) подобрано содержание гидрофобного агента (силикон) шва (отделочного или полного, то есть герметизирующего и отделочного) соответственно содержанию гидрофобного агента в облицовке плиты; и/или
3) было увеличено содержание связующего вещества типа связующих веществ, описанных в заявке WO-A-9702395, а также содержание силикатированных агентов (отличных от минерального наполнителя).
Что касается пункта 1), то мастика была описана выше.
Что касается пункта 2), то в заявке WO-A-9702395 не была раскрыта подборка содержания силикона в мастике относительно содержания силикона в облицовке. Настоящим изобретением предложена оптимизация весового отношения содержание мастики/содержание облицовки, составляющего от 3 до 10, с предпочтительными значениями содержания облицовки и плиты.
Что касается пункта 3), то в заявке WO-A-9702395 вопрос сцепления на ленточном шве не рассматривался и поэтому из нее не вытекает, так как сцепление на ленточном шве не является критерием для отделочных мастик. Настоящим изобретением предлагается увеличить содержание связующего вещества и/или добавлять поливиниловый спирт в мастики типа описанных в указанной заявке WO-A-9702395 для оптимизации сцепления на ленточном шве (не снижая при этом других качеств).
Согласно дополнительному предпочтительному отличительному признаку настоящего изобретения осуществляют сборку гипсовых плит с бумажной облицовкой, содержание силикона в последнем слое покрытия которой составляет от 0,1 до 1%. Согласно другому признаку содержание гидрофобного агента или силикона в мастике составляет от 0,5 до 3%. Весовое отношение содержание мастики/содержание облицовки составляет от 3 до 10 с целью выше описанной оптимизации.
Это является прекрасным компромиссом между удобством нанесения краски, эффективным удержанием обоев, возможностью их снятия и хорошим сцеплением мастики с облицовкой гипсовой плиты, что подтверждается описанными ниже примерами.
В европейской патентной заявке № ЕР 521804 (того же заявителя) описаны облицовочная бумага гипсовых плит и гипсовые плиты, облицованные такой бумагой. Эти плиты полностью пригодны для использования с мастикой в соответствии с настоящим изобретением.
ПРИМЕРЫ
Следующие примеры приведены исключительно в качестве иллюстраций и ни в коем случае не носят ограничительного характера.
Пример 1
Готовят контрольный образец мастики, состав которой соответствует международной заявке WO-A-9702395, и мастики A-F в соответствии с настоящим изобретением.
Различные мастики, кроме основных ингредиентов, содержат добавки, обычно применяемые для получения мастик и хорошо известные специалистам.
Состав различных мастик (в мас.%) приводится в табл.1.
Пример 2
Были проведены испытания сцепления скрепляющей мастики “Pregyliss 35” из гаммы продуктов “Lafarge 
” на плитах, описанных в вышеуказанной заявке ЕР-А-521804, содержащих:
а) первый слой, содержащий 0% силикона
б) первый слой, содержащий 0,2% силикона
в) первый слой, содержащий 0,4% силикона.
Выяснилось, что слишком высокое содержание силикона отрицательно влияет на сцепление известной скрепляющей мастики (значение адгезии в лучшем случае составляет 0,25 МПа).
Пример 3
Были проведены испытания сцепления в условиях, описанных в параграфе 6.5 проекта европейского стандарта CEN241N175, январь 1998 г., и соответствующих характеристикам мастик, на образцах контрольной мастики и мастик A-F из примера 1 с плитами, содержащими 0,4% силикона в последнем слое покрытия.
Склеивание ленточного шва было определено в условиях, описанных в публикации “Технический справочник - Мастики для обработки швов между гипсовыми плитами - Условия испытаний” Специализированной Группы №9 Комиссии CSTB (Научно-технический центр строительной промышленности), занимающейся составлением технических инструкций (январь 1999).
Результаты приведены в табл.2.
Очевидно, что все мастики согласно изобретению обладают более высокими свойствами, чем контрольная мастика.
Пример 4
Были выполнены швы, как указано в Примере 3. Затем известным способом наклеили обои.
После этого, чтобы определить влияние содержания силикона в последнем слое облицовочной бумаги плит на снятие обоев, осуществляли снятие обоев под паром.
Оказалось, что снимать обои труднее, когда в последнем слое плит не содержится силикона.
Подобным образом несколько раз наклеивали и снимали обои. Полученные результаты были идентичны результатам первого снятия обоев. Однако было установлено, что в случае плит с содержащим силикон последним слоем при каждом снятии обоев снималось гораздо больше клея, чем на плитах без силикона в последнем слое.
Пример 5
Было проведено испытание для определения усадки после высыхания. Полученные результаты приведены в табл.3.
Мастика в соответствии с настоящим изобретением имеет меньшую усадку, чем контрольная мастика.
Пример 6
Было проведено испытание в условиях, описанных в заявке WO-F-9702395, для определения значений L* (яркость), а* (зеленый-красный) и b* (голубой-желтый) (стандарт CIE 1976, прибор “Minolta CR310”). Были получены приведенные ниже значения (см. табл.4), при этом в левой колонке дается средняя величина для мастик в соответствии с настоящим изобретением, а в правой колонке - для плиты согласно заявке ЕР-А-521804, использовавшейся в примере 3.
Зазоры между мастикой и плитой не воспринимаются на глаз. Отмечаются очень хорошие поверхностные характеристики, такие как описанные в упомянутой заявке WO-A-9702395.
Мастика в соответствии с настоящим изобретением может быть скрепляющей мастикой и быстросохнущей мастикой. В последнем случае быстросохнущая мастика предпочтительно является готовой к применению мастикой (ready-mix), то есть уже содержащей воду.
Формула изобретения
1. Мастика для заделки швов между строительными элементами, содержащая в массовых процентах по отношению к общей массе мастики: 50 - 85% минерального наполнителя; 1 - 20% органического связующего вещества, диспергирующегося в водной фазе; 1 - 15% силикатированного агента, отличного от минерального наполнителя; 0,2 - 5% гидрофобного агента, являющегося силиконовым производным; 0,05 - 5% поливинилового спирта; воду в остатке до 100%.
2. Мастика по п.1, дополнительно содержащая крахмал и/или производное крахмала.
3. Мастика по п.2, в которой содержание крахмала и/или производного крахмала составляет 0,5 - 5%.
4. Мастика по любому из пп.1-3, в которой силикатированный агент содержит тальк, и/или слюду, и/или глину.
5. Мастика по п.4, в которой силикатированный агент является смесью талька и слюды.
6. Мастика по любому из пп.1-5, в которой весовое отношение связующее вещество/силикатированный агент составляет 0,5 - 2.
7. Мастика по любому из пп.1-6, в которой весовое отношение связующее вещество/гидрофобный агент составляет 1,5 - 10.
8. Мастика по любому из пп.1-7, в которой минеральный наполнитель дополнительно содержит перлит, предпочтительно вспененный.
9. Мастика по п.8, в которой минеральный наполнитель дополнительно содержит 2 - 5% перлита по отношению к общему весу мастики.
10. Мастика по любому из пп.1-9, в которой органическое связующее вещество, диспергирующееся в водной фазе, выбирают из группы, образованной такими соединениями, как гомополимеры поливинилацетаты, пластифицированные или непластифицированные, сополимеры этилен/винилацетат, пластифицированные или не пластифицированные, этилен/винилверсатат, винилацетат/винилверсатат, полиакрилаты, сополимеры винилацетат/акрилы, сополимеры стиролы/акрилы, стирол/бутадиен, тройные сополимеры винилацетат/винилверсататы/винилмалеаты, винилацетат/винилверсатат/акрилы, тройные сополимеры акрилов и их смеси.
11. Мастика по любому из пп.1-10, в которой силиконовое производное выбирают из группы, образованной силиконатами, силанами, гидрогенизированными силиконовыми маслами, силиконовыми эмульсиями, аминосиликоновыми эмульсиями, алкилсилоксановыми смолами, такими, как гидрогенометилполисилоксан и аминированный полидиметилсилоксан, и их смесями.
12. Мастика по любому из пп.1-11, в которой минеральный наполнитель содержит карбонат кальция СаСО3.
13. Мастика по любому из пп.1-12, содержащая в массовых процентах по отношению к общей массе мастики: 50 - 70% минерального наполнителя; 2 - 12% органического связующего вещества, диспергирующегося в водной фазе; 3 - 10% силикатированного агента; 0,5 - 3% гидрофобного агента, являющегося силиконовым производным; 0,05 - 1% поливинилового спирта; 0,1 - 1% крахмала и/или производного крахмала; воду в остатке до 100%.
14. Способ получения мастики по любому из пп.1-13, при котором ингредиенты мастики смешивают в любой последовательности.
15. Способ выполнения конструкций, включающий в себя установку смежных облицованных бумагой гипсовых плит, заполнение пространства между плитами заливочной мастикой, наложение ленточного шва, покрытие ленточного шва заливочной мастикой, затем покрытие заливочной мастики отделочной мастикой, отличающийся тем, что весовое отношение содержания силикона в отделочной мастике к содержанию силикона в облицовке составляет 3 - 10.
16. Способ по п.15, в котором содержание силикона в последнем слое облицовочной бумаги составляет 0,1 - 1%.
17. Способ по п.15 или 16, в котором герметизирующая мастика и отделочная мастика являются одной и той же мастикой.
18. Способ по п.17, в котором мастика содержит связующее вещество в таком количестве, чтобы весовое отношение связующее вещество/силикатированный агент составляло 0,5 - 2.
19. Способ по п.17, в котором мастика содержит связующее вещество в таком количестве, чтобы весовое отношение связующее вещество/гидрофобный агент составляло 1,5 - 10.
20. Способ по п.17, в котором используемая мастика является мастикой по любому из пп.1-13.
21. Способ выполнения конструкции, включающий в себя установку смежных облицованных бумагой гипсовых плит, заполнение пространства между плитами заливочной мастикой, наложение ленточного шва, покрытие ленточного шва заливочной мастикой, затем покрытие заливочной мастики отделочной мастикой, отличающийся тем, что заливочная мастика и отделочная мастика являются мастикой по любому из пп.1-13.
