Силикатная штукатурная масса, легкая штукатурка, состоящая из этой силикатной штукатурной массы, и применение этой силикатной штукатурной массы для получения легких штукатурок
Группа изобретений относится к силикатной штукатурной массе. Технический результат – предотвращение выцветов и поражения водорослями и грибами, устойчивость к погодным факторам, низкая горючесть, высокое сцепление с подосновой штукатурной массы, низкий вес штукатурной массы, сокращение расхода штукатурной массы. Силикатная штукатурная масса содержит: по меньшей мере один силикатный наполнитель, причём силикатный наполнитель имеет насыпную плотность выше или равную 2,0 кг/л, и средний размер частиц D50 не более 250 мкм; по меньшей мере один легкий наполнитель, причём лёгкий наполнитель имеет насыпную плотность ниже или равную 1,0 кг/л, и средний размер частиц D50 не более 250 мкм; кремниевый золь; по меньшей мере одно жидкое стекло; зернистый материал, причём размер зерна зернистого материала, определенный ситовым анализом согласно DIN 66165, составляет по меньшей мере 300 мкм; по меньшей мере одно органическое связующее, включающее по меньшей мере один диспергированный или способный диспергироваться полимер, образованный из мономеров одного вида или из разных мономеров, причём по меньшей мере один из мономеров выбран из группы, состоящей из винилацетата, винилхлорида, винилпропионата, этилена, акрилонитрила, сложного эфира метакриловой кислоты, сложного эфира акриловой кислоты, бутадиена, стирола, версатата и сложного эфира малеиновой кислоты, и/или по меньшей мере одно органосиликатное гибридное связующее; добавки и воду, причем штукатурная масса имеет величину pH по меньшей мере 9,5, в частности по меньшей мере 10,5. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 табл., 8 пр.
Изобретение относится к силикатной штукатурной массе и применению упомянутой штукатурной массы для получения легких штукатурок.
Штукатуркой называют покрытие, которое наносится на стены или потолки и находится там в высушенном или затвердевшем состоянии. Это создает привлекательную и в большинстве случаев ровную гладкую или структурированную поверхность. Штукатурные массы применяются для получения таких штукатурок. Покрытие часто применяется на фасадах и особенно часто на подоснове WDVS (многослойные фасадные теплоизоляционные системы).
Силикатные штукатурные массы в целом представляют собой минеральные штукатурные покрытая. Преимуществом силикатных покрытий является малая токсичность. Кроме того, они по большей части состоят из не загрязняющего окружающую среду диоксида кремния.
Силикатные покрытия специалисту известны. WO 95/29139 А1 описывает, например, силикатную массу с аморфной связующей массой из оксидов металлов. Диоксид кремния должен присутствовать в избытке по отношению к оксиду щелочного элемента. Силикатная масса устойчива к щелочам, кислотам, биологическому обрастанию и погодным факторам.
DE 3713495 А1 описывает грунтовое покрытие для покровных красок на основе жидкого стекла. Аморфный синтетический наполнитель на силикатной основе также применяется в этом составе. Получаемая покровная система должна обеспечивать эффективную защиту от диоксида углерода и является непроницаемой для водяного пара. Кроме того, она должна быть устойчивой к погодным факторам.
DE 102005040091 А1 описывает легкую штукатурку в пастообразной форме, которая не требует смешивания с водой на строительной площадке и, следовательно, сразу готова к использованию. Состав в одной из форм исполнения включает в себя диоксид титана, легкий наполнитель, органическое связующее и гидроксид щелочного элемента.
DE 19925412 А1 описывает, наряду с прочим, связанные силикатами покровные материалы, которые содержат водорастворимые силикаты, кремниевые кислоты или азотные соединения в качестве стабилизаторов. За счет этого должен получаться стойкий к хранению покровный материал с высокой связывающей силой.
В DE 10001831 А1 описываются силикатная покровная масса, а также покрываемый ею субстрат. Покровная масса включает в себя жидкое стекло, оксид щелочного элемента и кремниевый золь и должна иметь повышенную устойчивость при хранении и устойчивость к погодным условиям.
В DE 10 2006051216 А1 описываются легкие зернистые материалы из каменистых пород с насыпными плотностями ≤1,2 кг/л, в частности и для штукатурок. В данном случае это достигается таким путем, перемешиваются и разбавляются водой цемент и промышленные побочные продукты. Путем гранулирования должен получаться желательный зернистый материал из каменистых пород.
DE 102006046860 А1 описывает состав, содержащий диоксид кремния, наполнители, пигменты и полимерные дисперсии. Имеющие к нему отношение штукатурки и краски должны проявлять высокую устойчивость к истиранию, хорошее сцепление, хорошую устойчивость к погодным условиям и высокую проницаемость для водяного пара. Поверхность должна отличаться от обычных поверхностей своей наноструктурой.
Недостатком многих обычных штукатурных масс является то, что могут проявляться выцветы. Выцветы появляются вследствие накопления окрашивающих веществ на поверхности строительного материала. Проникающая в подоснову вода растворяет соли, например сульфат калия и натрия, которые выкристаллизовываются на внешнем фасаде при испарении воды или реагируют там, например, с содержащимся в воздухе диоксидом углерода с образованием труднорастворимых карбонатов. Другая проблема проявляется вследствие возможного поражения водорослями и грибами. В идеале, штукатурное покрытие должно бы быть устойчивым к погодным факторам. Одновременно появляются определенные требования к горючести, которая должна быть как только можно низкой, и сцепления с подосновой, которое должно быть достаточно высоким.
Задача состоит в том, чтобы отвечать вышеуказанным требованиям в их совокупности. Обычные силикатные штукатурки нередко имеют, к тому же, высокие плотности порядка 1,9 г/см3. Это приводит к большому расходу при нанесении и затрудняет употребление и транспортировку. Рабочий-строитель часто в трудных условиях должен заносить штукатурную массу на высокие леса и там наносить ее на вертикальные рабочие поверхности, поэтому высокий собственный вес штукатурного покрытия является особенно большим недостатком.
Лежащая в основе настоящего изобретения задача состоит в том, чтобы предложить штукатурную массу и штукатурку, которые имеют хорошие свойства относительно вышеназванным требований и одновременно сокращают расход штукатурной массы в пересчете на подлежащую покрытию площадь.
Кроме того, задача состоит в том, чтобы предложить штукатурную массу, которая может приготовляться лучше, чем обычные штукатурки, и дает штукатурки с очень хорошей устойчивостью цветового тона.
Задача решается за счет силикатной штукатурной массы, содержащей
a) по меньшей мере, один силикатный наполнитель и/или, по меньшей мере, один кальцитовый наполнитель, в частности, по меньшей мере, один силикатный наполнитель и ни одного кальцитового наполнителя,
b) по меньшей мере, один легкий наполнитель
c) кремниевый золь,
d) по меньшей мере, одно жидкое стекло,
e) зернистый материал,
f) по меньшей мере, одно связующее,
g) добавки и
h) воду,
причем штукатурная масса имеет величину pH, по меньшей мере, 9,5, в частности, по меньшей мере, 10,5.
Кроме того, задача решается за счет легкой штукатурки, которая включает в себя выше названную силикатную штукатурную массу и образуется преимущественно из нее. Силикатная штукатурная масса в смысле настоящего изобретения представляет собой, как правило, пригодную для употребления пастообразную массу, которая после нанесения на подоснову, например на остов стены, дает высохшее покрытие в форме легкой штукатурки. Соответствующая изобретению штукатурная масса в смысле настоящего изобретения представляет собой силикатную штукатурную массу, когда для нее используются силикатные связующие (компоненты с) и d)).
Высокие величины pH соответствующей изобретению силикатной штукатурной массы оказывают замедляющее рост действие на бактерии и грибы при хранении силикатной штукатурной массы в накопительных емкостях и упаковках, а также на обрастание штукатурки, например, грибами или водорослями. Оказалось, что эти высокие величины pH долго сохраняются и в полученных из вышеупомянутой штукатурной массы легких штукатурках. Соответствующая изобретению штукатурная масса может согласно этому применяться и без обычных консервирующих средств. Особенно предпочтительно величина pH соответствующей изобретению штукатурной массы составляет около 11 или выше.
Кроме того, неожиданно оказалось, что специальная комбинация кремниевого золя, жидкого стекла и органического связующего особенно пригодна для связывания смеси из легких наполнителей, силикатных наполнителей и/или кальцитовых наполнителей, в частности силикатных наполнителей и без кальцитовых наполнителей, и зернистого материала, поэтому может получаться соответствующая изобретению силикатная штукатурная масса с ее обеспечивающими преимущество свойствами. В высшей степени хорошие результаты достигаются, в частности, и в отношении очень малой склонности к загрязнению и очень выраженной стабильности цвета и яркости цвета в случае таких соответствующих изобретению силикатных штукатурных масс, которые наряду с силикатными наполнителями содержат значительно меньшие количества кальцитных наполнителей, особенно предпочтительно без кальцитовых наполнителей, например меньше чем половина общего количества силикатных наполнителей, особенно предпочтительно не содержат никаких кальцитных наполнителей. Получающиеся из соответствующих изобретению силикатных штукатурных масс штукатурные массы очень хорошо налипают как на минеральные, так и на дисперсионно связанные подосновы. Штукатурки из этих штукатурных масс, как правило, не имеют выцветов и при неблагоприятных погодных условиях. Соответствующие изобретению штукатурные массы являются очень укрывистыми и замедляющими без дополнительного консервирования в упаковках и/или по штукатурке рост, например, водорослей и грибов. Соответствующие изобретению штукатурные массы могут получаться имеющими очень малую плотность и делают возможным легкое употребление. Кроме того, соответствующие изобретению штукатурные массы имеют улучшенный влажностный баланс при малом поглощении воды в сочетании с хорошей проницаемостью для водяного пара.
Кроме того, соответствующая изобретению штукатурная масса в одном из целесообразных исполнений может включать в себя:
i) по меньшей мере, одно гидрофобизирующее средство и/или
j) волокна, преимущественно стекло- и/или целлюлозные волокна, и/или
k) по меньшей мере, одно красящее вещество и/или, по меньшей мере, один пигмент, преимущественно белый пигмент.
В смысле настоящего изобретения наполнитель, в отличие от легкого наполнителя имеет плотность больше или равную 1 кг/л. Вышеупомянутый силикатный наполнитель имеет преимущественно плотность больше или равную 2,0 кг/л, преимущественно больше или равную 2,2 кг/л и особенно предпочтительно больше или равную 2,4 кг/л.
Упомянутый силикатный наполнитель имеет преимущественно средний диаметр частиц D50 не больше чем 250 мкм, в частности средний размер частиц находится в диапазоне от 20 мкм до 200 мкм. Пригодные силикатные наполнители могут, например, выбираться из группы, состоящей из кварцитов, слоистых силикатов, талька, слюды, каолина, полевых пшатов, вулканитов и кремнеземов, таких как кизельгур и диатомовые земли или любых смесей из этого.
По меньшей мере, один кальцитовый наполнитель преимущественно также имеет плотность больше или равную 2,0 кг/л, предпочтительно больше или равную 2,2 кг/л и особенно предпочтительно больше или равную 2,4 кг/л. По меньшей мере, один кальцитовый наполнитель имеет преимущественно средний размер D50 частиц в диапазоне от 10 до 100 мкм, в частности в диапазоне от 20 мкм до 50 мкм. В качестве пригодных кальцитовых наполнителей прибегают, например, к карбонатам кальция, доломитам, кальцитам, арагонитам или любым смесям из этого.
Легкий наполнитель в смысле настоящего изобретения имеет плотность меньше 1,0 кг/л. Преимущественно применяемый здесь, по меньшей мере, один наполнитель имеет плотность меньше или равную 0,8 кг/л. В частности предпочтительными являются легкие наполнители с плотностью меньше или равной 0,6 кг/л и совершенно особенно предпочтительно меньше или равной 0,5 кг/л. Пригодные легкие наполнители могут при этом иметь, например, насыпную плотность меньше или равную 0,75 кг/л, предпочтительно меньше или равную 0,5 кг/л и особенно предпочтительно меньше или равную 0,4 кг/л, в то время как особенно целесообразные наполнители могут иметь насыпные плотности больше или равные 1,0 кг/л, особенно больше или равные 1,2 кг/л и особенно предпочтительно больше или равные 1,4 кг/л. Насыпная плотность по существу соответствует отношению из массы и объема соответствующего конкретного наполнителя, причем объем включает в себя и промежуточные пространства между соответственно соседними частицами наполнителя и возможные полые пространства наполнителя. Определение насыпной плотности происходит в случае настоящего изобретения согласно ISO 697. Насыпная плотность наполнителей, как правило, меньше, чем фактическая плотность, каковая использовалась выше для проведения различия между наполнителями и легкими наполнителями и которая определяется без учета объема промежуточных и полых пространств.
По меньшей мере, один легкий наполнитель имеет в одной из форм исполнения средний размер D50 частиц, в частности средний размер D50 частиц в диапазоне от 20 мкм до 200 мкм. Применение легких наполнителей уменьшает плотность штукатурной массы, поэтому необходимое весовое количество штукатурной массы для заданной площади при одинаковой толщине слоя значительно уменьшается.
К пригодным легким наполнителям относятся пемза, вспученный перлит, вспененное стекло, полые стеклянные шарики и гидраты силиката кальция, частицы из вспученной полистирольной пены (EPS) или любые их смеси. В одной из целесообразных форм исполнения легкие наполнителями являются силикатные легкие наполнители. В частности, предпочтительны легкие наполнители, включающие в себя или состоящие из вспученного перлита.
К пригодным волокнам относится органический и/или неорганический волокнистый материал. В качестве неорганических волокон могут рассматриваться, например, стеклянные волокна и/или минеральные волокна, например, базальтовые волокна, в качестве органических волокон, например, полиолефиновые волокна, такие как полипропиленовые волокна, полиамидные волокна, углеродные волокна, целлюлозные волокна и/или акриловые волокна. Пригодные волокна представлены желательно в качестве так называемых нарезаемых из пленки волокон.
К пригодным гидрофобизирующим средствам относятся, например, восковые составы. При этом в смысле изобретения речь может идти о полиэтиленовых, в частности о HD-полиэтиленовых, парафиновых, монтанных, карнаубских или амидных восках, гидрофобизирующих средствах на основе жирных кислот, например олеатов и/или стеаратов (например, Al-, Zn-, Li- или Ca-стеаратах) или любых их смесях. Кроме того, под категорию пригодных гидрофобизирующих средств подпадают также кремнийорганические соединения, такие как силиконовые масла и воски.
К добавкам относятся преимущественно загустители, стабилизаторы, смачивающие и диспергирующие средства, пленкообразователи, антипенные средства или любые их смеси. Преимущественно содержатся стабилизаторы. В частности, предпочтительно применяются также загустители и/или антипенные средства. Преимущественно добавки выбираются из группы, состоящей из загустителей, стабилизаторов, смачивающих и диспергирующих веществ, пленкообразователей и антипенных средств.
В одном из целесообразных исполнений смачивающими или диспергирующими средствами являются полиакрилаты или соли полиакриловой кислоты, сложный фосфатный эфир и тетраалкиламмонийфосфат или их смеси. Кроме того, в качестве пригодных смачивающих и диспергирующих средств могут использоваться также аминные соединения, такие как бутиламин, дибутиламин, триэтиламин, N-олеил-1,3-пропандиамин, диметиламиноэтанол, диэтиламиноэтанол, аминометилпропанол, 2-дибутиламиноэтанол или любые их смеси. Как к противопенному средству можно прибегать, например, к минеральным маслам, силоксанам и/или кремниевой кислоте.
Пригодными загустителями являются, например, полисахариды, предпочтительно простой эфир целлюлозы, акрилатный загуститель, полиуретановый загуститель, природные или синтетические неорганические загустители, в частности гекториты, бентониты и/или смектиты, модифицированные крахмалы, ксантан, гуар или любые их смеси. Гидроксиэтилцеллюлоза представляет из себя, например, особенно пригодное загущающее средство.
В качестве стабилизаторов рассматриваются четвертичные аммониевые соединения (QAV), например в форме водных растворов. Кроме того, можно также прибегать к органосиликонатам, например метилсиликонату калия и/или натрия, и/или тетраалкилалкилендиамину. Пригодные пленкообразователи известны специалисту.
Размер частиц зернистого материала составляет в одной из предпочтительных форм исполнения, по меньшей мере, 300 мкм, в частности в диапазоне от 320 мкм до 6 мм и особенно предпочтительно в диапазоне от 350 мкм до 4 мм. Упомянутые в настоящем документе размеры зерен определяются посредством ситового анализа согласно DIN 66165. Зернистый материал, включая легкий зернистый материал, в смысле настоящего документа имеет, в отличие от наполнителей и легких наполнителей, размер зерен больше 275 мкм; наполнители и легкие наполнители имеют размеры зерен меньше или равные 275 мкм.
В одном из предпочтительных форм исполнения зернистый материал включает в себя зерно с плотностью меньше 1 кг/л, преимущественно меньше или равной 0,8 кг/л и особенно предпочтительно меньше или равной 0,7 кг/л. Этот зернистый материал в смысле настоящего изобретения называется также легким зерном. В еще одной форме исполнения размер зерна зернистого материала находится в диапазоне от 600 мкм до 3 мм и особенно предпочтительно от 1 мм до 2 мм. Особенно предпочтительна комбинация вышеназванных предпочтительных плотностей с предпочтительными размерами зерна, например плотности меньше 1 кг/л и размера зерна в диапазоне от 600 мкм до 3 мм или преимущественно плотности меньше или равной 0,8 кг/л и размера зерна в диапазоне от 1 мм до 2 мм. Вследствие низкой плотности легкого зерна плотность штукатурной массы может уменьшаться в еще больше степени. Оказалось, что вышеназванные легкие зерна, особенно предпочтительные легкие зерна, в сочетании со связующими обеспечивают хорошие сцепляющие свойства штукатурных масс, причем одновременно уменьшается плотность. К пригодным зернистым материалам, называемым часто специалистами коротко зерном, относятся, например, зерно каменистых пород, гранит, гнейс, песок, гравий, галечник, щебень или также искусственные, каменистые грануляты или стекло, каменная мука, например карбонатная каменная мука или мраморная мука, размолотый известняк, доломитовая мука и/или мука из полевого шпата, гипс, кварцит, кизельгур, пирофиллит, керамзит, вермикулит или перлит, а также смеси этих материалов. Как к легкому зерну преимущественно прибегают к вспученным перлитам. К легкому зерну может относиться также гранулят вспененного стекла, пемза и/или полые стеклянные шарики.
Жидкое стекло может выбираться из литиевого, калиевого и натриевого жидкого стекла или любой смеси из этого. В частности, особенно предпочтительно литиевое жидкое стекло, которое обеспечивает повышенную стойкость к воде и тем самым также устойчивость к погодным условиям. Благодаря этому также особенно эффективно замедляется или предотвращается выцветание. Таким путем окрашенная соответствующая изобретению штукатурка не обнаруживает и по истечении длительного времени так называемого вуалеобразования.
Для белой штукатурки или тонированной в пастельные цвета штукатурки предпочтительно в качестве пигментов следует использовать диоксид титана или сульфид цинка или их смеси. Эти пигменты нетоксичны и имеют достаточно высокую укрывистость.
Органическое связующее включает в себя преимущественно, по меньшей мере, один диспергированный или пригодный для диспергирования полимер, образованный из однотипных или разных мономеров, причем, по меньшей мере, один из мономеров или сомономеров выбран из группы, состоящей из винилацетата, винилхлорида, винилпропионата, этилена, акрилонитрила, сложного эфира метакриловой кислоты и сложного эфира акриловой кислоты. Предпочтительны полимерные органические связующие, которые, по меньшей мере, соразмерно доле участия, создаются из одного из мономеров винилацетат, сложный эфир акриловой кислоты, в частности метил-, этил- и/или бутилакрилат или сложный эфир (мет)акриловой кислоты, в частности метил-, этил- и/или бутилакрилат и/или 2-этилгексилакрилат. Органическое связующее используется предпочтительно в форме водной дисперсии, например, как примерно 50-процентная по весу дисперсия.
Как особенно пригодные для длительного фиксирования комбинации из наполнителей, легких наполнителей и зернистого материала оказались органические связующие, содержащие, по меньшей мере, один диспергированный в воде полимер, образованный из однотипных или разных мономеров, которые выбраны из группы, состоящей из сложных эфиров акриловой кислоты, винилацетата, винилхлорида, акрилонитрила, сложного эфира метакриловой кислоты, этилена, бутадиена, стирола, версатата и сложного эфира малеиновой кислоты.
Преимущественно соответствующее изобретению связующее является устойчивым к гидролизу при величине pH 10 или выше, особенно 11 или выше. «Устойчивый к гидролизу» в смысле настоящего изобретения означает, что полимер не гидролизуется или гидролизуется лишь очень медленно. «Медленно» означает в этом случае, что величина рН водной дисперсии с полимером вследствие гидролиза за период наблюдений протяженностью один месяц уменьшается несущественно. В частности, «медленно» означает, что максимум 5% полимера гидролизуется через один месяц в 5 вес. %-ной дисперсии при 20°С и величине pH 10 или 11.
Особенно предпочтительными органическими связующими являются гомополимеры метакрилата, сополимеры метакрилата, гомополимеры акрилата, сополимеры акрилата, гомополимеры винилацетата, сополимеры винилацетата, например сополимеры винилацетат-акрилата, сополимеры винилацетат-этилена, сополимеры винилацетат-версатата, сополимеры винилацетат-этилен-акрилата, сополимеры винилацетат-винилхлорид-этилена, сополимеры винилацетат-винилхлорид-этилен-акрилата, сополимеры винилацетат-сложного эфира малеиновой кислоты, в частности винилацетат-ди-n-сложный бутиловый эфир малеиновой кислоты, сополимеры винилацетат-версатата, кроме того, сополимеры стирол-акрилата и сополимеры акрилат-метакрилата, а также латекс на основе бутадиена, стирола и акрилонитрила. Специалисту понятно, что возможны и другие пригодные комбинации. В связи с этим хорошие связующие свойства имеют, в частности, сополимеры бутилакрилат/метилметакрилата и сополимеры стирол/акрилата.
Преимущественно органическое связующее образуется полностью из одного из вышеописанных гомополимеров или сополимеров. Особенно предпочтительно связующее образуется из смесей описанных гомополимеров и сополимеров.
К органическим связующим в смысле настоящего изобретения относятся также так называемые органо-силикатные гибридные связующие, например органосиликат/акрилатные связующие. При этом, например, силикатные частицы, в частности наноразмерные силикатные частицы, могут быть представлены связанными в (мет)акрилатной матрице, в частности чисто акрилатной матрице.
В одной из пригодных форм исполнения средний размер частиц кремниевого золя меньше или равен 80 нм, преимущественно меньше или равен 40 нм и особенно предпочтительно меньше или равен 20 нм. С уменьшением размеров частиц увеличивается активная площадь поверхности.
Предпочтительные количества для компонентов соответствующих изобретению штукатурных масс приводятся ниже. При этом под сухой массой вещества понимается количество по существу безводного вещества в вес. %. Это не обязательно означает, что вещество должно вводиться в безводном состоянии. Напротив, количество сухого вещества может рассчитываться также на основе известного содержания воды. Если, например, легкие наполнители и зернистые материалы являются сухими, содержание сухого вещества соответствует также фактическому количеству. Жидкое стекло, напротив, часто применяется в виде водного раствора (например, в виде раствора с 22 вес. % твердого вещества), поэтому в данном случае должна была бы учитываться только доля твердого вещества. В большинстве упомянутых компонентов доля воды ничтожно мала или может быть взята из данных производителя. В сомнительных случаях специалисту известны также обычные методы определения состава, поэтому при необходимости он может определить содержание воды и перед применением.
Жидкое стекло представлено количеством сухой массы, находящимся преимущественно в диапазоне от 0,1 до 5 вес. % и особенно предпочтительно в диапазоне от 0,2 до 3,5 вес. % в пересчете на общий вес силикатной штукатурной массы. Слишком высокие доли жидкого стекла снижают, как правило, устойчивость к погодным условиям. Слишком низкие доли повышают обычно предрасположенность штукатурки к обрастанию водорослями.
Легкий наполнитель в одной из предпочтительных форм исполнения представлен количеством сухой массы в диапазоне от 0,2 до 20 вес. %, особенно предпочтительно в диапазоне от 0,5 до 15 вес. % и предпочтительно в диапазоне от 1 до 10 вес. % в пересчете на общий вес соответствующей изобретению силикатной штукатурной массы. Упомянутые диапазоны уменьшают плотность штукатурной массы и тем самым также ожидаемый ее расход, не сказываясь непропорционально отрицательно на других свойствах. Если легкого наполнителя вводят слишком мало, следствием могут быть очень большие отрицательные изменения получаемой штукатурки, например, образование трещин и/или пор. Если прибегают к слишком большому количеству легкого наполнителя, могут образовываться трещины и поры.
По меньшей мере, один силикатный наполнитель представлен преимущественно количеством сухой массы, находящимся в диапазоне от 0,1 до 20 вес. %, предпочтительно в диапазоне от 0,5 до 17 вес. %, также предпочтительно в диапазоне от 0,5 до 16 вес. %, особенно предпочтительно в диапазоне от 3 до 16 вес. % и особенно в диапазоне от 5 до 15 вес. % в пересчете на общий вес соответствующей изобретению силикатной штукатурной массы.
По меньшей мере, один кальцитный наполнитель представлен, если вообще таковой присутствует, преимущественно количеством сухой массы в диапазоне от 0,1 до 35 вес. %, предпочтительно в диапазоне от 0,1 до 6 вес. % в пересчете на общий вес соответствующей изобретению силикатной штукатурной массы. При этом соответствующая изобретению штукатурная масса не содержит преимущественно кальцитных наполнителей.
Зернистый материал представлен преимущественно количеством сухой массы в диапазоне от 15 до 70 вес. %, особенно предпочтительно в диапазоне от 18 до 60 вес. % и, в частности, предпочтительно в диапазоне в диапазоне от 20 до 55 вес. % в пересчете на общей вес соответствующей изобретению силикатной штукатурной массы.
Органическое связующее, в частности гомополимеры акрилата или (мет)акрилата и/или сополимеры (мет)акрилата, представлено преимущественно количеством сухой массы в диапазоне от 1,5 до 6 вес. % и, в частности, предпочтительно в диапазоне от 2 до 5 вес. % в пересчете на общий вес соответствующей изобретению силикатной штукатурной массы. Упомянутые доли связующего обеспечивают, в частности, в настоящей комбинации компонентов хорошее связующее действие.
Кремниевый золь представлен преимущественно количеством сухой массы в диапазоне от 0,2 до 5 вес. %, особенно предпочтительно в диапазоне от 0,4 до 4 вес. % и в частности предпочтительно в диапазоне от 0,6 до 2 вес. % в пересчете на общий вес соответствующей изобретению силикатной штукатурной массы. Кремниевый золь является преимущественно щелочным и имеет, в частности преимущественно величину pH больше 9.
Вода представлена преимущественно в количестве в диапазоне от 15 до 45 вес. % и в частности предпочтительно в диапазоне от 20 до 37 вес. % в пересчете на общий вес соответствующей изобретению силикатной штукатурной массы. Вода при этом обычно добавляется в таких количествах, чтобы сумма весовых долей отдельных компонентов была равна 100%.
В еще одной предпочтительной форме исполнения соответствующей изобретению штукатурной массы может быть, кроме того, предусмотрено, что в ней, в пересчете на общий вес силикатной штукатурной массы количество сухой массы
- жидкого стекла находится в диапазоне от 0,2 до 3,5 вес. %, предпочтительно в диапазоне от 0,5 до 1,5 вес. % и/или
- легкого наполнителя находится в диапазоне от 1 до 10 вес. %, предпочтительно в диапазоне от 2 до 7 вес. %, и/или
- силикатного наполнителя находится в диапазоне от 8 до 20 вес. %, предпочтительно в диапазоне от 10 до 17 вес. %, и/или
- зернистого материала находится в диапазоне от 30 до 60 вес. %, предпочтительно в диапазоне от 40 до 55 вес. %, и/или
- органического связующего находится в диапазоне от 2 до 10 вес. %, предпочтительно в диапазоне от 3 до 7 вес. %, и/или
- кремниевого золя находится в диапазоне от 0,4 до 3 вес. %, предпочтительно в диапазоне от 0,6 до 2 вес. %, причем эта штукатурная масса преимущественно не содержит никаких кальцитных наполнителей. Вода при этом обычно добавляется в количествах, чтобы сумма весовых долей отдельных компонентов составляла 100 вес. %.
Кроме того, изобретение относится к легкой штукатурке, которая включает в себя соответствующую изобретению штукатурную массу или преимущественно получена из нее. Преимущественно легкая штукатурка имеет толщину слоя от 0,5 до 4 мм и, в частности, предпочтительно от 1 до 3 мм, например от 1 до 2 мм. Соответствующая изобретению штукатурка может применяться в качестве внешней, а также в качестве внутренней штукатурки. Преимущественно речь идет о внешней легкой штукатурке. В частности, легкие штукатурки с плотностью меньше или равной 1,75 г/см3, преимущественно меньше или равной 1,6 г/см3 и особенно предпочтительно меньше или равной 1,5 г/см3, например в диапазоне от 1,24 до 1,45 г/см3, могут получаться с использованием соответствующей изобретению штукатурной массы. За счет этого существенно уменьшается расход.
Преимущественно объемная концентрация пигмента (PVK) соответствующих изобретению штукатурок больше или равна 80%, в частности больше или равна 82% и особенно предпочтительно больше или равна 84%. Также предпочтительны формы исполнения, при которых объемная концентрация пигмента (PVK) легкой штукатурки меньше 95%, преимущественно меньше 92%. Особенно пригодные величины PVK находятся в связи с изобретением в диапазоне от 82% до 91%, например в диапазоне от примерно 84% до примерно 90%. Объемная концентрация пигмента отражает отношение объемов между пигментами/наполнителями и связующим. При соблюдении приведенных здесь величин PVK связующие оптимально покрывают пигменты, наполнители и легкие наполнители, так что консистенция и сцепление отвечают соответствующим требованиям.
С использованием соответствующей изобретению штукатурной массы получают к удивлению легкие штукатурки, которые могут иметь очень высокую долю наполнителей, в частности силикатных наполнителей, включая легкие наполнители, и зернистого материала, причем таковая достигается даже при одновременно относительно малой доле связующих. Не придерживаясь какой-либо определенной теории, делается предположение, что этот результат может быть обусловлен использованием комбинации связующих, включающей связующие, жидкое стекло и кремниевый золь, или упомянутой смесью связующих в комбинации с использованием легких наполнителей и/или силикатных наполнителей.
Также изобретение относится к применению соответствующих изобретению штукатурных масс для получения легких штукатурок, в частности вышеупомянутых легких штукатурок. При этом оказалось особенно обеспечивающим преимущество, если соответствующая изобретению штукатурная масса перед применением перемешивается на подоснове. Это обусловливает дополнительный ввод воздуха в штукатурную массу, что дополнительно снижает ее плотность и тем самым улучшает употребление. Кроме того, вследствие ввода воздуха повышается укрывистость штукатурной массы. Кроме того, изобретение относится к применению связующих для получения штукатурных масс и легких штукатурок, в частности связующих для получения соответствующих изобретению штукатурных масс и получаемых из них соответствующих изобретению штукатурок, причем связующие содержат кремниевый золь, по меньшей мере, одно органическое связующее и, по меньшей мере, одно жидкое стекло. Предпочтительны смеси связующих, в которых доля неорганических связующих больше, чем доля жидкого стекла и кремниевого золя, преимущественно, по меньшей мере, вдвое больше (соответственно в пересчете на сухую массу в вес. %). Кремниевый гель используется в водной коллоидной суспензии или в качестве силикатного компонента органо-силикатного гибридного связующего.
Изобретение относится, в частности также к применению или нанесению соответствующей изобретению штукатурной массы на теплоизоляционный материал, в частности WDVS-подоснову, причем теплоизоляционным материалом являются преимущественно вспененные изоляционные плиты и/или органические или неорганические волокна. В случае упомянутых теплоизоляционных материалов большое значение имеет улетучивание влаги. Поэтому высокая проницаемость соответствующей изобретению штукатурной массы для водяного пара сказывается особенно положительно.
Соответствующие изобретению штукатурные массы отличаются очень высокой укрывистостью. Так, например, штукатурная масса со структурным зерном 2 мм согласно приводимому ниже примеру 1 (смотри таблицу) при нанесении на WDVS-подоснову имеет уменьшенный расход по сравнению с обычными штукатурными массами с плотностью 1,9 г/см3. В пересчете на заданную площадь расход штукатурной массы по сравнению со сравнимыми штукатурными массами из уровня техники может существенно снижаться, без необходимости считаться одновременно с какими-либо потерями качества. При одинаковых сцепляющих свойствах с уменьшающейся плотностью штукатурной массы уменьшается ее предрасположенность к сползанию с подосновы, при этом предотвращаются потери материала и рабочая зона остается более чистой. В случае потолочной штукатурки повышается также безопасность, так как более легкая штукатурка (при одинаковом сцеплении) имеет меньшую вероятность оторваться. А специалисту, который должен наносить штукатурку в затрудненных условиях работы на вертикальные и даже располагающиеся над головой горизонтальные поверхности, уменьшенный вес в значительной степени облегчает работу. Соответствующие изобретению штукатурные массы получаются с высокой начальной щелочностью, которая сохраняется и в полученных из нее покрытиях на протяжении более длительного периода времени. Соответствующие изобретению штукатурные массы могут, поэтому, применяться без обычных консервирующих средств. Полученные с использованием соответствующих изобретению штукатурных масс штукатурки отличаются, к тому же, эффективным балансом влажности. Они являются проницаемыми для водяного пара, но имеют, например, низкую водопоглотительную способность. Соответствующие изобретению штукатурные массы, отличаются, к тому же, хорошей или улучшенной окрашиваемостью; может устанавливаться очень большое разнообразие цветов. Также полученные соответствующие изобретению штукатурки являются чрезвычайно стабильными в отношении тонов. Преимуществом является также то, что соответствующие изобретению штукатурные массы являются негорючими и могут использоваться без затруднений при относительно низких температурах, например ниже 7°С, и при высокой влажности. Полученные с использованием соответствующих изобретению штукатурных масс легкие штукатурки обеспечивают, поэтому, очень хорошую противопожарную защиту. С использованием этих соответствующих изобретению легких штукатурок достижимо даже отнесение к классу пожарной опасности А2 D1 S0, т.е. определенная согласно EN ISO 1716 теплота сгорания (PCS) составляет меньше 3,0 МДж/кг, например около 2,5 МДж/кг.
Ниже в качестве примера приведены некоторые пригодные составы для соответствующих изобретению штукатурных масс. Органическое связующее в приведенных ниже примерах включает в себя сополимер бутилакрилат/метилметакрилат и сополимер стирол/акрилат. В качестве загустителей использовали простой эфир целлюлозы и бентонит, в качестве стабилизаторов четвертичные аммониевые соединения. Органическое связующее использовалось в форме примерно 50%-ной водной дисперсии акрилатного сополимера. В качестве силикатных наполнителей прибегали к полевым пшатам, в качестве кальцитных наполнителей к карбонатам кальция. В качестве легкого наполнителя использовались вспененные перлиты. Жидкое стекло было представлено содержащимся в водной системе (0,22 вес. %) литиевым жидким стеклом. В качестве волокон использовались целлюлозные и стеклянные волокна в форме штапельных или нарезаемых из пленки волокон. Как к гидрофобизирующему средству прибегали к имеющимся в торговой сети воскам и силиконам. Величина pH штукатурных масс была около 11. Вес рецептурных компонентов в примерах 1-8 пересчитывается (за исключением компонента «вода») соответственно на сухую массу этих компонентов. Т.е. все доли воды, которые обычно присутствуют в готовых к употреблению компонентах, приписываются компоненту «вода».
Пример 1 описывает предпочтительную соответствующую изобретению штукатурную массу. Объемная концентрация пигмента составляет около 86%. Плотность штукатурной массы составляет примерно 1,4 г/см3.
Пример 2 относится к штукатурной массе, которая была приготовлена без легкого связующего. Речь идет о примере для сравнения. Вследствие исключения легкого наполнителя плотность штукатурной массы составляет около 1,9 г/см3. Объемная концентрация пигмента составляет около 77%.
Пример 3 относится к штукатурной массе, которая содержит мало гидрофобизирующего средства. Плотность штукатурной массы составляет примерно около 1.4 г/см3. Объемная концентрация пигмента составляет около 88%. Хотя содержание гидрофобизирующего средства было уменьшено, свойства штукатурной массы являются удовлетворительными.
В примере 4 использовалось много гидрофобизирующего средства. Оказалось, что это может повысить устойчивость к погодным условиям. Объемная концентрация пигмента составляет примерно 84%, при этом плотность составляет примерно 1,4 г/см3.
В примере 5 силикатные наполнители почти полностью заменялись кальцитными наполнителями. Оказалось, что за счет силикатного наполнителя могут достигаться лучшие результаты в отношении интенсивного цвета, яркости цветового тона и устойчивости цветового тона, а также устойчивости к погодным условиям. Объемная концентрация пигмента составляет около 86%, при этом плотность составляет примерно 1,4 г/см3.
В примере 6 вводилось лишь немного жидкого стекла. Все равно этого количества достаточно, чтобы обеспечить хорошее связующее действие и большую величину pH штукатурной массы. Объемная концентрация пигмента составляет около 85%, при этом плотность составляет примерно 1,4 г/см3.
В примере 7 вводилось особенно много жидкого стекла. Объемная концентрация пигмента составляет около 86%, при этом плотность составляет около 1,4 г/см3.
В примере 8 удельно тяжелое зерно из предшествующих примеров заменялось легким зерном. Объемная концентрация пигмента составляет около 89%, при этом плотность составляет приблизительно 1,1 г/см3.
В случае штукатурки со структурой штукатурки с начесом 2 мм при применении соответствующих изобретению примерных рецептур отмечали расход штукатурной массы в пересчете на площадь в диапазоне от 1,8 кг/м2 до 2,3 кг/м2. Для известной из уровня техники приготовленной с готовностью для употребления стандартной штукатурки со структурой штукатурки с начесом 2 мм штукатурной массы обычно требуется от 3,2 кг/м2 до 3,4 кг/м2. Кроме того, для штукатурки со структурой штукатурки с начесом 1 мм при применении соответствующих изобретению примерных рецептур определен расход штукатурной массы в перечете на площадь в диапазоне от 1,2 кг/м2 до 1,5 кг/м2. В случае штукатурки со структурой штукатурки с начесом 3 мм расход соответствующей изобретению штукатурной массы в пересчете на площадь находился в диапазоне от 2,6 кг/м2 до 2,9 кг/м2, а при структуре штукатурки с начесом 4 мм расход в пересчете на площадь в диапазоне от 3,3 до 3,9 кг/м2.
Раскрытые в вышеприведенном описании и пунктах формулы изобретения признаки изобретения могут быть существенными для осуществления изобретения в его разных формах исполнения как по отдельности, так и в любой комбинации.
1. Силикатная штукатурная масса, содержащая
а1) по меньшей мере один силикатный наполнитель, причём силикатный наполнитель имеет насыпную плотность выше или равную 2,0 кг/л, и средний размер частиц D50 не более 250 мкм,
b) по меньшей мере один легкий наполнитель, причём лёгкий наполнитель имеет насыпную плотность ниже или равную 1,0 кг/л, и средний размер частиц D50 не более 250 мкм,
c) кремниевый золь,
d) по меньшей мере одно жидкое стекло,
e) зернистый материал, причём размер зерна зернистого материала, определенный ситовым анализом согласно DIN 66165, составляет по меньшей мере 300 мкм,
f) по меньшей мере одно органическое связующее, включающее по меньшей мере один диспергированный или способный диспергироваться полимер, образованный из мономеров одного вида или из разных мономеров, причём по меньшей мере один из мономеров выбран из группы, состоящей из винилацетата, винилхлорида, винилпропионата, этилена, акрилонитрила, сложного эфира метакриловой кислоты, сложного эфира акриловой кислоты, бутадиена, стирола, версатата и сложного эфира малеиновой кислоты,
и/или по меньшей мере одно органосиликатное гибридное связующее,
g) добавки и
h) воду,
причем штукатурная масса имеет величину pH по меньшей мере 9,5, в частности по меньшей мере 10,5.
2. Штукатурная масса по п. 1, дополнительно содержащая
a2) по меньшей мере один кальцитный наполнитель, причём кальцитный наполнитель имеет насыпную плотность выше или равную 2,0 кг/л, и средний размер частиц D50 от 10 до 100 мкм,
- по меньшей мере одно гидрофобизирующее средство,
- волокна, в частности стеклянные и/или целлюлозные волокна, и/или
- по меньшей мере одно красящее вещество и/или по меньшей мер, один пигмент.
3. Штукатурная масса по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один силикатный наполнитель, который имеет насыпную плотность больше или равную 2,0 кг/л, и не содержит кальцитного наполнителя с насыпной плотностью выше или равной 2,0 кг/л, в частности вообще не содержит кальцитного наполнителя.
4. Штукатурная масса по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что по меньшей мере один силикатный наполнитель и/или легкий наполнитель имеет средний размер D50 частиц в диапазоне от 20 мкм до 200 мкм, и/или тем, что по меньшей мере один кальцитный наполнитель имеет средний размер D50 частиц в диапазоне от 20 мкм до 50 мкм.
5. Штукатурная масса по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что добавками являются загустители, стабилизаторы, смачивающие и диспергирующие средства, пленкообразователи, антипенные средства или любые их смеси.
6. Штукатурная масса по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что размер зерна зернистого материала находится в диапазоне от 320 мкм до 5 мм, предпочтительно в диапазоне от 350 мкм до 4 мм, определенный ситовым анализом согласно DIN 66165, и/или тем, что плотность зернистого материала меньше 1 кг/л, преимущественно меньше или равна 0,8 кг/л, и в частности предпочтительно меньше или равна 0,7 кг/л.
7. Штукатурная масса по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что жидкое стекло выбрано из литиевого, калиевого и натриевого жидкого стекла или любой их смеси, в частности литиевого жидкого стекла.
8. Штукатурная масса по любому из предшествующих пп. 2-7, отличающаяся тем, что пигментами являются диоксид титана или сульфид цинка или их смесь.
9. Штукатурная масса по любому из предшествующих пп. 2-7, отличающаяся тем, что органическое связующее является по меньшей мере одним диспергированным или диспергируемым в воде полимером, образованным из мономеров одного вида или разных мономеров, причем по меньшей мере один из мономеров является сложным эфиром акриловой кислоты, винилацетатом, винилхлоридом, винилпропионатом, версататом, акрилонитрилом или сложным эфиром метакриловой кислоты и причем полимер является преимущественно устойчивым к гидролизу при величине pH 10 или выше, преимущественно при величине pH 11 или выше, и/или причем по меньшей мере одно органосиликатное гибридное связующее является органосиликатным/акрилатным гибридным связующим.
10. Штукатурная масса по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что легкие наполнители выбраны из группы, состоящей из пемзы, вспученного перлита, вспененного стекла, полых стеклянных шариков, гидратов силиката кальция и частиц из вспененного полистирола (EPS) или любых их смесей.
11. Штукатурная масса по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что, в пересчете на общую массу силикатной штукатурной массы, количество в сухом состоянии
- жидкого стекла находится в диапазоне от 0,1 до 5 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 0,15 до 4 мас.% и особенно предпочтительно в диапазоне от 0,2 до 3,5 мас.% и/или
- легкого наполнителя находится в диапазоне от 0,2 до 20 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 0,5 до 15 мас.% и особенно предпочтительно в диапазоне от 1 до 10 мас.% и/или
- силикатного наполнителя находится в диапазоне от 0,1 до 20 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 0,5 до 17 мас.% и особенно предпочтительно в диапазоне от 0,5 до 16 мас.% и/или
- зернистого материала находится в диапазоне от 15 до 70 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 18 до 60 мас.% и особенно предпочтительно в диапазоне от 20 до 55 мас.% и/или
- органического связующего находится в диапазоне от 1 до 10 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 1,5 до 8 мас.% и особенно предпочтительно от 2 до 7 мас.% и/или
- кремниевого золя находится в диапазоне от 0,2 до 5 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 0,4 до 4 мас.% и особенно предпочтительно в диапазоне от 0,6 до 2 мас.% и/или
- кальцитного наполнителя находится в диапазоне от 0,1 до 35 мас.%, предпочтительно в диапазоне 0,1 до 6 мас.%, причем штукатурная масса преимущественно не содержит ни одного кальцитного наполнителя.
12. Штукатурная масса по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что, в пересчете на общую массу силикатной штукатурной массы, количество в сухом состоянии
- жидкого стекла находится в диапазоне от 0,2 до 3,5 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 0,5 до 1,5 мас.% и/или
- легкого наполнителя находится в диапазоне от 1 до 10 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 2 до 7 мас.% и/или
- силикатного наполнителя находится в диапазоне от 8 до 20 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 10 до 17 мас.% и/или
- зернистого материала находится в диапазоне от 30 до 60 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 40 до 55 мас.% и/или
- органического связующего находится в диапазоне от 2 до 10 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 3 до 7 мас.% и/или
- кремниевого золя находится в диапазоне от 0,4 до 3 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 0,6 до 2 мас.% и/или
- кальцитного наполнителя находится в диапазоне от 0,1 до 35 мас.%, предпочтительно в диапазоне 0,1 до 6 мас.%, причем штукатурная масса преимущественно не содержит ни одного кальцитного наполнителя.
13. Штукатурная масса по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что вода в ней содержится в диапазоне от 10 до 60 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 15 до 45 мас.% и особенно предпочтительно в диапазоне от 20 до 37 мас.% в пересчете на общую массу силикатной штукатурной массы.
14. Штукатурная масса по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что массовая доля силикатного наполнителя больше, чем массовая доля кальцитного наполнителя, или тем, что штукатурная масса содержит силикатный наполнитель и не содержит никакого кальцитного наполнителя.
15. Легкая штукатурка, включающая в себя или образованная из силикатной штукатурной массы по любому из предшествующих пунктов, при этом легкая штукатурка имеет насыпную плотность меньше или равную 1,75 г/см3, преимущественно меньше или равную 1,6 г/см3 и особенно предпочтительно меньше или равную 1,5 г/см3.
16. Легкая штукатурка по п. 15, отличающаяся тем, что объемная концентрация пигмента (PVK) больше или равна 80%, в частности больше или равна 82% и особенно предпочтительно больше или равна 84%.
17. Применение штукатурной массы по любому из пп. 1–14 для получения легких штукатурок по п. 15 или 16.
18. Применение по п. 17, отличающееся тем, что штукатурная масса наносится на внутреннюю стену или фасад, преимущественно на теплоизоляционный материал, в частности WDVS-подоснову (наружная теплоизоляционная композиционная система), причем теплоизоляционным материалом являются преимущественно вспененные теплоизоляционные плиты и/или органические или неорганические волокна.
