устойчивые вспененные уплотняющие и герметизирующие составы и способы их применения

Формула изобретения

1. Вспененный состав, пригодный для хранения в аэрозольном контейнере, находящемся под давлением и снабженном присоединенным к нему клапаном, для выделения находящихся в указанном контейнере компонентов состава в виде пены, отличающийся тем, что состав включает: а) водную эмульсию, содержащую пленкообразующий полимер; б) жидкий пропеллент; в) твердый воскообразный стабилизатор пены; г) жидкое липофильное поверхностно-активное вещество, имеющее показатель гидрофильно-липофильного баланса от около 3 до около 14.

2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что пленкообразующий полимер является винилацетат/этиленовым сополимером и стирол/акриловым сополимером.

3. Состав по п. 1, отличающийся тем, что жидкий пропеллент содержит сжиженный газовый компонент, выбранный из группы, включающей низший (С₁-С₆)алкан и (C₁-С₆) низший алкен.

4. Состав по п. 3, отличающийся тем, что низший (C₁-С₆) алкан включает пропан, изобутан и н-бутан.

5. Состав по п. 1, отличающийся тем, что жидкий пропеллент является низшим (C₁-С₆) алканом и дополнительно включает диметиловый эфир при объемном соотношении диметиловый эфир: низший (C₁-С₆) алкан около 1: 1-5.

6. Состав по п. 5, отличающийся тем, что диметиловый эфир присутствует при объемном соотношении диметиловый эфир: низший (C₁-С₆) алкан около 1: 2.

7. Состав по п. 1, отличающийся тем, что жидкое липофильное поверхностно-активное вещество имеет показатель гидрофильно-липофильного баланса около 4-10.

8. Состав по п. 7, отличающийся тем, что жидкое липофильное поверхностно-активное вещество содержит компонент, выбранный из группы, состоящей из эфиров жирных спиртов и этоксилированных касторовых масел.

9. Состав по п. 8, отличающийся тем, что эфир жирного спирта включает этоксилированный (2) олеиловый эфир.

10. Состав по п. 1, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены содержит компонент, выбранный из группы, состоящей из жирных спиртов, жирных кислот и диоловых эфиров указанных жирных кислот.

11. Состав по п. 10, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает стеариловый спирт.

12. Состав по п. 10, отличающийся тем, что указанный твердый воскообразный стабилизатор пены включает цетиловый спирт.

13. Состав по п. 10, отличающийся тем, что указанный твердый воскообразный стабилизатор пены включает миристиловый спирт.

14. Состав по п. 10, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает стеариновую кислоту.

15. Состав по п. 10, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает цетиновую кислоту.

16. Состав по п. 10, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает алкиленгликолевый эфир указанных жирных кислот.

17. Состав по п. 16, отличающийся тем, что алкиленгликолевый эфир содержит компонент, выбранный из группы, включающей этиленгликоль дистеарат, пропиленгликоль моностеарат и этиленгликоль моностеарат.

18. Вспененный уплотняющий или изолирующий состав, пригодный для хранения в аэрозольном контейнере, находящемся под давлением и приспособленном для высвобождения вспененной массы в виде шаров или валиков указанного уплотняющего или изолирующего состава, отличающийся тем, что состав включает в себя: a) водную эмульсию, содержащую пленкообразующий полимер; b) твердый воскообразный стабилизатор пены; c) жидкое, липофильное поверхностно-активное вещество, имеющее показатель гидрофильно-липофильного баланса от около 3 до около 14; d) жидкий пропеллент, содержащий диметиловый эфир (ДМЕ) и летучий жидкий углеводород, при этом объемное соотношение указанного ДМЕ: летучий жидкий углеводород около 1: 1-5.

19. Состав по п. 18, отличающийся тем, что пленкообразующий полимер включает стирол/акриловый сополимер и винилацетат/этиленовый сополимер в массовом соотношении стирол/акриловый сополимер: винилацетат/этиленовый сополимер около 0,5-0,6.

20. Состав по п. 18, отличающийся тем, что пропеллент присутствует в количестве около 2-10 мас. %.

21. Состав по п. 20, отличающийся тем, что пропеллент присутствует в количестве около 4-6 мас. %.

22. Состав по п. 18, отличающийся тем, что стабилизатор пены содержит компонент, выбранный из группы, состоящей из жирных спиртов, жирных кислот и диоловых эфиров указанных жирных кислот.

23. Состав по п. 18, отличающийся тем, что жидкое липофильное поверхностно-активное вещество включает компонент, выбранный из группы, включающей эфиры жирного спирта и этоксилированного касторового масла.

24. Вспененный уплотняющий или изолирующий состав для хранения под давлением внутри емкости, при этом указанная емкость приспособлена для высвобождения вспененной массы в виде шаров или валиков указанного уплотняющего или изолирующего состава, отличающийся тем, что указанный состав включает в себя: a) водную эмульсию, содержащую пленкообразующий полимер; b) твердый воскообразный стабилизатор; c) жидкое липофильное поверхностно-активное вещество и d) жидкий пропеллент, причем указанный состав после высвобождения пены из указанной емкости имеет объемное расширение в течение 18-24 ч после выделения от около 0,4 и выше.

25. Состав по п. 24, отличающийся тем, что он имеет объемное расширение около 0,6 и более.

26. Состав по п. 25, отличающийся тем, что он имеет объемное расширение около 1,0 и более.

27. Состав по п. 24, отличающийся тем, что твердый стабилизатор пены содержит компонент, выбранный из группы, состоящей из жирных спиртов, жирных кислот и диоловых эфиров указанных жирных кислот.

28. Состав по п. 24, отличающийся тем, что жидкое липофильное поверхностно-активное вещество включает компонент, выбранный из группы, включающей эфиры жирного спирта и этоксилированного касторового масла.

29. Способ заполнения швов, трещин или пустот, существующих между соседними строительными конструкциями, включающий обработку указанных швов, трещин и пустот достаточным для заполнения количеством вспененного состава, включающего: a) водную эмульсию, содержащую пленкообразующий полимер; b) жидкий пропеллент; c) твердый воскообразный стабилизатор и d) жидкое липофильное поверхностно-активное вещество, имеющее показатель гидрофильно-липофильного баланса от около 3 до около 14.

30. Способ по п. 29, отличающийся тем, что пленкообразующий полимер представляет собой винилацетат/этиленовый сополимер и стирол/акриловый сополимер.

31. Способ по п. 29, отличающийся тем, что жидкий пропеллент содержит сжиженный газовый компонент, выбранный из группы, включающей низший (С₁-С₆) алкан и (C₁-С₆) низший алкен.

32. Способ по п. 31, отличающийся тем, что низший (C₁-С₆) алкан включает пропан, изобутан и н-бутан.

33. Способ по п. 31, отличающийся тем, что указанный жидкий пропеллент является низшим (C₁-С₆) алканом и дополнительно содержит диметиловый эфир при объемном соотношении диметиловый эфир : низший (C₁-С₆) алкан около 1: 1-5.

34. Способ по п. 33, отличающийся тем, что указанный диметиловый эфир присутствует при объемном соотношении диметиловый эфир : низший (C₁-С₆) алкан около 1: 2.

35. Способ по п. 29, отличающийся тем, что жидкое липофильное поверхностно-активное вещество имеет показатель гидрофильно-липофильного баланса около 4-10.

36. Способ по п. 35, отличающийся тем, что жидкое липофильное поверхностно-активное вещество содержит компонент, выбранный из группы, состоящей из эфиров жирных спиртов и этоксилированных касторовых масел.

37. Способ по п. 36, отличающийся тем, что эфир жирного спирта включает этоксилированный (2) олеиловый эфир.

38. Способ по п. 29, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены содержит компонент, выбранный из группы, состоящей из жирных спиртов, жирных кислот и диоловых эфиров указанных жирных кислот.

39. Способ по п. 38, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает стеариловый спирт.

40. Способ по п. 38, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает цетиловый спирт.

41. Способ по п. 38, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает миристиловый спирт.

42. Способ по п. 38, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает стеариновую кислоту.

43. Способ по п. 38, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает цетиновую кислоту.

44. Способ по п. 38, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает алкиленгликолевый эфир указанных жирных кислот.

45. Способ по п. 44, отличающийся тем, что алкиленгликовый эфир содержит компонент, выбранный из группы, включающей этиленгликоль дистеарат, пропиленгликоль моностеарат и этиленгликоль моностеарат.

46. Способ обеспечения изолирующего слоя между структурными единицами, включающий нанесение слоя вспененного состава на одну из примыкающих структурных образований, указанного вспененного состава, содержащего: a) водную эмульсию, содержащую пленкообразующий полимер; b) жидкий пропеллент; c) твердый воскообразный стабилизатор пены и d) жидкое, липофильное поверхностно-активное вещество, имеющее показатель гидрофильно-липофильного баланса от около 3 до около 14.

47. Способ по п. 46, отличающийся тем, что пленкообразующий полимер представляет собой стирол/акриловый сополимер и винилацетат/этиленовый сополимер.

48. Способ по п. 46, отличающийся тем, что жидкий пропеллент содержит сжиженный газовый компонент, выбранный из группы, включающей низший (C₁-С₆) алкан и (C₁-C₆) низший алкен.

49. Способ по п. 48, отличающийся тем, что низший (C₁-С₆) алкан включает пропан, изобутан и н-бутан.

50. Способ по п. 48, отличающийся тем, что указанный жидкий пропеллент является низшим (C₁-С₆) алканом и дополнительно содержит диметиловый эфир при объемном соотношении диметиловый эфир : низший (C₁-С₆) алкан около 1: 1-5.

51. Способ по п. 50, отличающийся тем, что диметиловый эфир присутствует при объемном отношении диметиловый эфир : низший (C₁-С₆) алкан около 1: 2.

52. Способ по п. 48, отличающийся тем, что жидкое липофильное поверхностно-активное вещество имеет показатель гидрофильно-липофильного баланса около 4-10.

53. Способ по п. 52, отличающийся тем, что жидкое липофильное поверхностно-активное вещество содержит компонент, выбранный из группы, состоящей из эфиров жирных спиртов и этоксилированного касторового масла.

54. Способ по п. 53, отличающийся тем, что эфир жирного спирта включает этоксилированный (2) олеиловый эфир.

55. Способ по п. 46, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены содержит компонент, выбранный из группы, состоящей из жирных спиртов, жирных кислот и диоловых эфиров указанных жирных кислот.

56. Способ по п. 55, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает стеариловый спирт.

57. Способ по п. 55, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает цетиловый спирт.

58. Способ по п. 55, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает миристиловый спирт.

59. Способ по п. 55, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает стеариновую кислоту.

60. Способ по п. 55, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает цетиновую кислоту.

61. Способ по п. 55, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает алкиленгликолевый эфир указанных жирных кислот.

62. Способ по п. 61, отличающийся тем, что алкиленгликолевый эфир содержит компонент, выбранный из группы, включающей этиленгликоль дистеарат, пропиленгликоль моностеарат и этиленгликоль моностеарат.

63. Способ изготовления искусственных ландшафтов, пригодных в качестве структурной опоры или основы для ремесленных изделий и хобби, путем нанесения массы вспененного состава, который включает в себя: а) водную эмульсию, содержащую пленкообразующий полимер; в) жидкий пропеллент; c) твердый воскообразный стабилизатор и d) жидкое липофильное поверхностно-активное вещество, имеющее показатель гидрофильно-липофильного баланса от около 3 до около 14.

64. Способ по п. 63, отличающийся тем, что пленкообразующий полимер представляет собой винилацетат/этиловый сополимер и стирол/акриловый сополимер.

65. Способ по п. 63, отличающийся тем, что пропеллент содержит сжиженный газовый компонент, выбранный из группы, включающей низший (C₁-С₆) алкан и (C₁-С₆) низший алкен.

66. Способ по п. 65, отличающийся тем, что низший (C₁-C₆) алкан включает пропан, изобутан и н-бутан.

67. Способ по п. 63, отличающийся тем, что жидкий пропеллент является низшим (C₁-С₆) алканом и дополнительно содержит диметиловый эфир при объемном соотношении диметиловый эфир: низший (C₁-C₆) алкан около 1: 1-5.

68. Способ по п. 67, отличающийся тем, что диметиловый эфир присутствует при объемном соотношении диметиловый эфир: низший (C₁-С₆) алкан около 1: 2.

69. Способ по п. 63, отличающийся тем, что жидкое липофильное поверхностно-активное вещество имеет показатель гидрофильно-липофильного баланса около 4-10.

70. Способ по п. 69, отличающийся тем, что жидкое липофильное поверхностно-активное вещество содержит компонент, выбранный из группы, состоящей из эфиров жирных спиртов и этоксилированного касторового масла.

71. Способ по п. 70, отличающийся тем, что эфир жирного спирта включает этоксилированный (2) олеиловый эфир.

72. Способ по п. 63, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены содержит компонент, выбранный из группы, состоящей из жирных спиртов, жирных кислот и диоловых эфиров указанных жирных кислот.

73. Способ по п. 72, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает стеариловый спирт.

74. Способ по п. 72, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает цетиловый спирт.

75. Способ по п. 72, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает миристиловый спирт.

76. Способ по п. 72, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает стеариновую кислоту.

77. Способ по п. 72, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает цетиновую кислоту.

78. Способ по п. 72, отличающийся тем, что твердый воскообразный стабилизатор пены включает алкиленгликолевый эфир указанных жирных кислот.

79. Способ по п. 78, отличающийся тем, что алкиленгликолевый эфир содержит компонент, выбранный из группы, включающей этиленгликоль дистеарат, пропиленгликоль моностеарат и этиленгликоль моностеарат.

Приоритет по пунктам:

19.09.1996 - по пп. 1-16, 18-28, 30-44, 47-61, 55-61 и 64-72;

29.05.1997 - по пп. 29, 46 и 63.

Описание изобретения к патенту

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к вспененным составам, которые при высвобождении их в виде пены из аэрозольного или другого подобного баллона, образуют устойчивый вспененный продукт, пригодный для использования в качестве уплотняющего, герметизирующего или изолирующего материала.

Уровень техники

Уплотняющие, изолирующие и герметизирующие составы используют для уплотнения швов и других пустот, а также для укрепления рам, плиток, панелей, драней, сухой штукатурки и других строительных конструкций. Применение таких составов в виде пены из баллонов, находящихся под давлением, или похожих упаковок является весьма желательным благодаря легкости употребления их в любых условиях. Необходимость в простой очистке от них обуславливает требование, чтобы эти вспененные продукты отмывались с помощью простой воды и мыльного раствора.

В документе WO 91/14724 раскрыты различные композиции, в том числе усовершенствованные вспененные полимеры с закрытыми порами, полученные с использованием галоидоуглеродного пенообразователя в сочетании с эффективным количеством смолы для образования газового барьера, равномерно распределенной в непрерывной полимерной фазе.

Кроме того, в документе WO 93/19116 раскрыт способ изготовления зерненого стиролового полимера, который содержит: (а) полистирол и/или стироловый сополимер, который включает в себя по меньшей мере 50 вес. % стирола, введенного при помощи полимеризации; (b) 0,001-0,2 вес. %, относительно (а), органического соединения и (с) 2-10 вес. %, относительно (а), алифатического С3-С7 углеводорода и/или диоксида углерода в качестве пенообразователя.

Наконец, в документе WO 96/12759 раскрыт способ приготовления жесткого, полученного окислением углеводорода пенополиуретана, изготовленного путем ввода в реакцию полиизоцианата с композицией предшественника полиуретана и содержащего агент совмещения с полиоланатом, который включает в себя радикал совмещения в соответствии с формулой: -(С_nН_2n+1).

Нанесение таких композиций в виде пены из резервуаров под давлением является крайне желательным, в первую очередь благодаря легкости применения. Требование легкости чистки связано с необходимостью отмывки таких вспененных продуктов при помощи простых мыльных водных растворов.

Некоторые из имеющихся в наличии (известных) вспененных композиций не являются стабильными и дают чрезмерную усадку при нанесении на структуру. Совершено очевидно, что такие материалы не обеспечивают полную уплотняющую или изолирующую эффективность. Более того, некоторые другие вспененные материалы имеют тенденцию к провисанию или стеканию в виде капель после нанесения, что также ведет к нарушению (сплошности).

В связи с указанным задачей настоящего изобретения является создание вспененной уплотняющей, изолирующей или герметизирующей композиции, которая не дает существенной усадки после ее нанесения. Другой задачей настоящего изобретения является создание композиции, которая после вспенивания легко может быть смыта при помощи мыльной воды.

Некоторые из доступных вспененных составов являются неустойчивыми и сильно усыхают после применения их в виде пены, наносимой на соответствующую конструкцию. Таким образом совершенно очевидно, что они не могут быть использованы для уплотнения и изоляции во всех случаях. Более того, другие вспененные продукты имеют тенденцию к оседанию или стеканию после использования, что также является нежелательным.

Таким образом, задачей изобретения является создание вспененного уплотняющего, изолирующего или герметизирующего состава, который не усыхает существенно после применения. Другой задачей изобретения является создание вспененного состава, который после выделения в виде пены может быть легко удален с помощью воды и мыла.

Сущность изобретения

Эти и другие задачи решаются с помощью вспененных составов в соответствии с настоящим изобретением. Составы по изобретению могут применяться, например, для получения вспененных уплотняющих и замазывающих латексных составов, латексной вспененной штукатурки, включая как наружную, так и внутреннюю отделку стен, покрытий потолков и крыш и латексных вспененных клеев. Составы могут быть помещены в аэрозольные баллоны, находящиеся под давлением для нанесения вспененных уплотнителей на поверхность, или они могут быть помещены внутрь находящихся под давлением объемных емкостей, снабженных гибким рукавом или распылителем, которые присоединены таким образом, чтобы строители и другие пользователи могли быть снабжены большими количествами состава, готового к употреблению.

В отличие от вспененных полиуретановых уплотнителей составы в соответствии с настоящим изобретением, могут легко смываться водой. Применяемые в настоящее время полиуретаны не смываются, а только со временем стираются. Также, в противоположность к продуктам на основе полиуретанов, эти составы будут более устойчивыми, поскольку полиуретаны имеют тенденцию к неконтролируемому расширению. Кроме того пена в соответствии с изобретением является более "обрабатываемой" и при этом обеспечивает более гладкую поверхность по сравнению с уретанами.

Составы в соответствии с настоящим изобретением содержат водную латексную эмульсию пленкообразующего полимера. Латексная эмульсия является диспергируемой в воде и может соответственно быть смыта с рук пользователя с помощью мыла и воды.

Составы в соответствии с изобретением дополнительно содержат твердый (например, при комнатной температуре) стабилизатор пены. Стабилизатор пены представляет собой воскообразный материал, выбранный из группы, включающей жирные спирты, жирные кислоты и диольные эфиры жирных кислот.

Вместе с твердым стабилизатором пены используют жидкое поверхностно-активное вещество. Несмотря на то, что может быть использовано большое количество различных типов жидких поверхностно-активных веществ, наиболее эффективными в экспериментах, проводимых до сих пор, пригодными оказываются жидкие не ионные поверхностно-активные вещества, имеющие значение HLB (гидрофильно-липофильный баланс) около 3-14, предпочтительно около 4-10.

Может быть использовано большое количество сжижаемых газообразных пропеллентов в составе. Однако предпочтительно использовать комбинацию диметилового эфира (ДМЕ) и летучего жидкого углеводорода, при этом жидкий углеводород присутствует в большем количестве по объему, чем ДМЕ.

В состав могут быть также добавлены подходящие наполнители для предотвращения усадки и придания желаемой пигментации.

Краткое описание фигур

На фиг. 1 схематически представлено использование вспененных составов по изобретению в качестве уплотнителя для заполнения щелей, существующих между соседними границами стенных панелей строения.

На фиг. 2 схематически представлено использование составов для изоляции строительных конструкций.

На фиг. 3 схематически представлено использование составов по изобретению для высококачественной обработки стен путем покрытия их слоем состава.

На фиг. 4 схематически представлен искусственный ландшафт, составленный из быстро - вспененных составов, представленный здесь в качестве опоры, на которой крепятся цветы.

На фиг. 5 схематически представлена модель железной дороги, окруженной искусственным ландшафтом, изготовленным с помощью вспененных составов по изобретению.

Детальное описание изобретения

Составы в соответствии с изобретением помещают перед вспениванием в аэрозольные баллоны или емкости, имеющие большие объемы, которые после загрузки их составами, доводятся до необходимого давления, позволяющего выдавливать струю пенной массы в виде шаров или в виде валика из емкости. Такие емкости или контейнеры хорошо известны из уровня техники, и таким образом не требуется их описывать. Достаточно только констатировать, что такие контейнеры должны быть достаточно загружены, что означает, что при избирательном открывании контейнера будет осуществляться выброс находящихся под давлением компонентов, загруженных в него, а затем после получения необходимой пены, контейнеры закрывают. Один из таких пригодных аэрозольных контейнеров, который может быть применен, чтобы осуществить использование вспененного уплотняющего продукта в соответствии с изобретением, описан в патенте US 3705669.

Составы в соответствии с изобретением содержат пленкообразующий полимер, присутствующий в виде эмульсии. Пленкообразующий полимер может быть определен как полимер, который является диспергируемым в воде, когда он находится в виде эмульсии, и сам по себе полимер либо является диспергируемым, либо растворимым в пропелленте, как будет оговорено в дальнейшем. Под пленкообразованием подразумевают здесь то, что полимер после испарения пропеллента должен остаться в виде слипшейся пены. Обычно термопластичные полимеры являются тем классом полимеров, который пригоден в качестве пленкообразующих полимеров. Можно отметить, что к таким, например, полимерам относятся полимеры, полученные из этиленненасыщенных соединений, таких как стирол и/или акриловая кислота, и их низших алкиловых эфиров, наряду с другими виниловыми соединениями, такими как винилацетат, винилбутират и т. д. Примерный список, пригодных пленкообразующих полимеров, приведен в патенте US 4381066.

Предпочтительными являются латексные эмульсии, содержащие акриловую кислоту, низшие алкилакрилаты, стирол, винилацетат и/или этиленсодержащие полимеры. Одним из предпочтительных сочетаний является сочетание стирол/акрилового сополимера с винилацетат/этиленовым сополимером. Температуры стеклования полимерных компонентов могут варьироваться в широком пределе от около -40^oС до около 110^oС, в зависимости от степени твердости, необходимой для пены.

Компоненты пропеллента могут быть выбраны из широкого круга известных пропеллентов, таких как C₁-C₆ алканов и C₁-C₆ алкенов. Поэтому могут быть использованы такие летучие жидкие углеводороды, как пропан, н-бутан, изобутан, гексан, н-пентан, 2-метилбутан, 1-пентен, бутен, 2-метил-2-бутен, циклобутан, циклопентан и циклогексан. Менее приемлемы галогенированные углеводороды, такие как винилхлорид, метилхлорид, метилбромид, дихлордифторметан, 1,1,1,2-тетрафторэтан и 1,1-дифторэтан и тому подобные, они могут применяться, тем не менее некоторые из них не пригодны из-за загрязнения окружающей среды. Подробный список жидких пропеллентов приведен в патенте US 4381066.

В дополнение к летучим жидким углеводородным компонентам, описанным выше, пропеллент предпочтительно содержит диметиловый эфир (ДМЕ). Количество ДМЕ в пропелленте контролируется таким образом, чтобы летучий жидкий углеводород присутствовал в большем объемном количестве, чем ДМЕ. Например, летучий жидкий углеводород должен присутствовать в количестве (по объему) от 1-5: 1, предпочтительно 2: 1, летучий жидкий углеводород: ДМЕ соответственно.

Пропеллент добавляют к вспениваемому составу в количестве 2-10 мас. % в расчете на общую массу состава. Предпочтительно, пропеллент присутствует в количестве около 4-6 мас. %.

Было найдено, что использование ДМЕ в пропелленте увеличивает скорость высушивания образующейся пены.

Твердый воскообразный стабилизатор пены также присутствует в пенообразующем составе. Стабилизатор пены выбирают из группы, включающей жирные спирты, жирные кислоты и диольные эфиры этих жирных кислот, так же, как и алкиленгликолевые моно- и диэфиры. Под понятием "жирный" подразумевают здесь алкильные цепи от около 14 до около 24 атомов углерода В качестве примера можно привести следующие соединения:

жирные спирты

стеариловый спирт CH₃(CH₂)₁₇OH

цетиловый спирт CH₃(CH₂)₁₅OH

миристиловый спирт СН₃(СН₂)₁₃ОН

жирные кислоты

стеариновая кислота CH₃(CH₂)₁₆COOH

цетиновая кислота CH₃(CH₂)₁₄СООН

миристиновая кислота СН₃(СН₂)₁₂СООН

(предварительные результаты, приведенные здесь показывают, что пена опадает через около 2-5 мин)

эфиры

этиленгликоль дистеарат

этиленгликольмоностеарат

пропиленгликоль моностеарат

В дополнение к нормальному твердому стабилизатору пены добавляют жидкое липофильное поверхностно-активное вещество для функционирования в качестве поверхности раздела жидкость/масло. Может быть использовано большое количество поверхностно-активных веществ. Предпочтительными являются жидкие не ионные поверхностно-активные вещества со значением HLB около 3-14, предпочтительно 4-10. Из этого класса можно выделить не ионные жидкие эфиры жирных спиртов и полиэтиленгликоль (PEG) касторовое масло. Предварительные данные показывают, что эффективны этоксилированные эфиры жирных спиртов, такие как этоксилированный (2) олеиловый эфир (Brij 93-доступный в фирме ICI, HLB= 4,9). Полиэтиленгликолевые эфиры касторового масла также показали эффективность в предварительных опытах.

Один из продуктов, содержащий твердый воскообразный стабилизатор пены и поверхностно-активное вещество, коммерчески доступен под торговым названием Incroquat CR от фирмы Croda. Этот поверхностно-активный продукт представляет собой смесь цетилового спирта, PEG-40 касторового масла и четвертичной аммониевой соли катионного поверхностно-активного вещества, стеароилалконий хлорида. Стеароилалконий хлорид, как сообщают, содержится в количестве около 15%. Предполагается, что эффективный компонент этого продукта с точки зрения увеличения устойчивости пены, представляет собой цетиловый спирт (присутствующий в диспергированном состоянии в коммерчески доступном продукте и действующий как твердый стабилизатор пены) и PEG-40 касторовое масло, действующее как эмульсифицирующий агент.

Жидкое поверхностно-активное вещество и воскообразный твердый стабилизатор пены присутствуют в количестве около 1-5: 5-1 частей по массе с соотношением (1: 2), что является предпочтительным.

В дополнение к перечисленным компонентам вспененные составы могут также содержать диспергатор/растворитель, такой как изопропанол для диспергирования поверхностно-активного вещества и твердого воска во время смешивания. Изопропанол также добавляют с целью высушивания пены, он также действует как сток теплового потока, когда твердое поверхностно-активное вещество плавят и смешивают в процессе приготовления вспененного состава.

Другие компоненты, включая наполнители, такие как оксид кремния, асбест, мел, диоксид титана, оксид цинка, силоксаны, различные пигменты, карбонат кальция и т. д. могут быть также необязательно добавлены. Этиленгликоль и другие антифризы могут быть добавлены в композицию. Могут быть также добавлены в композицию огнеустойчивые соединения, как это обычно делается. К ним относятся оксиды сурьмы, бромированные и хлорированные парафины, Аl(ОН)₃ и огнестойкие ароматические соединения. Все эти соединения названы здесь широко как "наполнители".

В дополнение составы могут включать необходимые водоотталкивающие соединения. В этой связи масса коммерчески доступных соединений может быть пригодной и использоваться в составах. Примерные водоотталкивающие соединения включают силоксаны, воски, катионные водоотталкивающие соединения. Предварительные результаты показывают, что катионные водоотталкивающие соединения обеспечивают усиленное водоотталкивание, не вызывая излишней усадки вспенненых составов. Конкретно катионные амины, такие как четвертичные аммониевые соли, являются предпочтительными. Один из таких продуктов доступен под торговым наименованием Mackernium SDC-85 от фирмы McIntyre Group Ltd, University Park, Illinois. Этим продуктом является стеароилалконий хлорид в виде хлопьев.

Если используют железные контейнеры для хранения составов, то может быть желательным добавить небольшое количество ингибитора коррозии. Они также являются доступными из многих коммерческих источников. Примером таких ингибиторов коррозии является ингибитор коррозии, коммерчески доступный в фирме Raybo Chemical Co. , под торговым названием "Raybo 60 No Rust".

Противомикробные агенты, такие как фунгициды, противоводорослевые препараты, противогнилостные препараты и так далее, также могут быть добавлены в смеси. Один из таких фунгицидов продают под названием "Polyphase AF1" и он коммерчески доступен в фирме "Troy Chemical".

Примеры композиций включают следующие компоненты (компоненты a, b, c, d и е - все добавляют до 100%):

а) пленкообразующая о/в полимерная эмульсия - 60-97 мас. % от массы пенообразующего состава до добавления пропеллента;

b) воскообразный твердый стабилизатор пены - 1-10 мас. % от массы пенообразующего состава до добавления пропеллента;

с) поверхностно-активное вещество - 1-10 мас. % от массы пенообразующего состава до добавления пропеллента;

d) дисперсант/растворитель - 1-10 мас. % от массы пенообразующего состава до добавления пропеллента;

е) наполнители - 0-40 мас. % от массы пенообразующего состава до добавления пропеллента;

f) водоотталкивающие вещества - 0-5 мас. % от массы пенообразующего состава до добавления пропеллента;

g) ингибиторы коррозии - 0-5 мас. % от массы пенообразующего состава до добавления пропеллента;

h) противомикробные агенты - 0-5 мас. % от массы пенообразующего состава до добавления пропеллента,

(a)(b)(c)(d)(f)(g) и (h) добавляют до 100%;

пропеллент - 2-10 мас. % от массы состава, включающего пропеллент.

Обычно воскообразный твердый стабилизатор пены расплавляют и смешивают с дисперсантом/растворителем и поверхностно-активным веществом. Затем эту смесь добавляют в соответствующую полимерную эмульсию(и). Если желательно, затем добавляют наполнитель. Смесь помещают в подходящую емкость и добавляют пропеллент в количестве около 2-10 мас. %. Оптимальное давление в емкости составляет около 10 psig (71 кПА )при комнатной температуре.

Примеры

Следующие выбранные опыты были проведены, чтобы определить, образуют ли стабильную пену испытываемые возможные составы.

Приготовление выбранных составов.

Воскообразный твердый стабилизатор пены расплавляют и смешивают с изопропиловым спиртом. К образовавшейся смеси затем добавляют поверхностно-активное вещество и соответствующий полимерный латекс(ы). Около 340 г полученной эмульсии помещают затем в аэрозольный баллон вместе с жидкой смесью пропеллентов, включающей жидкий углеводородный пропеллент "А-70" (то есть пропан, изопропан и н-бутан) и диметиловый эфир (ДМЕ). Общее количество пропеллента составило около 4-6 мас. % от общей массы эмульсии и пропеллента. "А-70" присутствовал в количестве 2: 1 по объему "А-70": ДМЕ соответственно.

Тест на расширение.

Отобранные составы были распылены из баллона в форме пеноподобных шаров. Был определен начальный вес каждого шара и его вес через 18-24 часов. Расширение (или сжатие) было измерено в соответствии с формулой



Увеличение объема порядка около 0,4 и выше считали приемлемым. Наиболее желательными являются значения расширения от 0,6 до 1,0 и выше. В некоторых случаях проводили субъективную оценку устойчивости пены, обозначенную как Р (тест пройден) или F (тест не пройден). Результаты этих тестов приведены в таблице 1.

Сравнительные опыты

Были испытаны следующие комбинации поверхностно-активных веществ и воскообразных твердых стабилизаторов. Используемые смеси (за исключением смесей для воскообразных твердых стабилизаторов) были такими, как указано выше, если нет других замечаний. Результаты приведены в таблице 2.

Основываясь на данных, доступных в настоящее время, предпочтительными для использования составами являются следующие:

MacKernium SDC-85 - 0,7%

Brij 93 - 1,8%

Воскообразный твердый стабилизатор пены - 3,6%

Изопропиловый спирт - 4,0%

Этиленгликоль - 2,0%

Raybo 60 No Rust - 1,25%

Полимер

а) стирол/акриловый сополимер; твердые вещества= 48,5%, Т_g= 103^oС.

Lucidene 370, доступный в Morton International

Содержание твердых веществ 21,01%

б) поливинилацетат/этиленовый сополимер; твердые вeщecтвa= 72%, T_g= 0^oC,

Airflex 720 В, доступный в Air Products

Содержание твердых веществ 31,19%

Вода до 100%

К этим эмульсиям добавляют, как описано выше, пропеллент (предпочтительно 2: 1 по объему A-70: ДME соответственно), в количестве около 4,95 мас. % от массы всех компонентов (включая пропеллент).

Так как заявитель не ограничен какой-либо специальной теорией процесса, кажется возможным, что жидкое поверхностно-активное вещество эмульсифицирует летучий жидкий углеводородный пропеллентный компонент. Воскообразный твердый стабилизатор пены стабилизирует латексную пену за счет кристаллизации вокруг эмульсифицированных масляных капель при экструзии.

Пенообразующие составы согласно изобретению могут быть использованы, чтобы заполнить стыки, трещины, соединения, промежутки или другие пространства в, или между зданием или несущими элементами конструкции. Например, на фиг. 1, вспененный состав 100 применяют, чтобы заделать трещины 20, которые существуют между примыкающей стеной 22 структуры здания. Пенообразующий состав 100 подают к трещине из аэрозольного баллона 102 под давлением.

Подобным образом пенообразующие составы могут использоваться, чтобы обеспечить изоляцию в строительной промышленности. Как показано на фиг. 2, состав применяют во вспененной форме между стеной и конструкционными элементами 222,224. В данном случае пенообразующий состав подают через сопло с широким выходным отверстием, обозначенным 226, из увеличенной герметичной емкости 230, находящейся под давлением, которая может быть удобно расположена на спине рабочего. Таким образом, пены согласно настоящему изобретению могут применять для обеспечения тепловой изоляции, звуковой изоляции или в качестве гидроизолирующего слоя.

Составы по данному изобретению могут быть применены с помощью подходящих инструментов в соответствии с требованиями обрабатываемой поверхности. Как показано на фиг. 3, вспененный состав 100 по изобретению используют как материал для наложения заплаты, чтобы заполнить впадины или отверстия в поверхности стены 320. Пользователь просто наносит массу или ком состава 100 в заполняемую впадину и разглаживает состав инструментом 322. После разглаживания вспененного состава обеспечивается гладкая поверхность.

Как показано на фиг. 4, пенообразующий состав может быть также использован, чтобы обеспечить создание искусственного ландшафта 404, для различных целей, таких как хобби и ремесленничество.

В данном случае вспененный состав наносят и формируют в необходимую искусственную почву (ландшафт) 404, что обеспечивает место закрепления, или средство для поддержки множества цветов 402. Хотя искусственная почва(ландшафт) 404 показывается здесь в сочетании с цветами и для обеспечения поддержки цветов 402, вспененные составы могут быть использованы, чтобы обеспечить подобные почвы (ландшафты) или фон для композиций с множеством других применений для ремесленничества или предметов хобби.

На фиг. 5 показан фон сцены 502, сформированный из вспененного состава по данному изобретению, который используется, чтобы изготовить запланированную, искусственную топографическую модель железной дороги.

Латексные полимерные вспененные составы по данному изобретению имеют естественный спрос на рынке товаров для ремесленничества, благодаря удобству и безопасности вспененных материалов на водной основе. Рынок игрушек для этой технологии вспененных материалов привлекателен по тем же самым причинам. Технология вспененных латексных полимеров имеет применение в производстве автомобилей и индустриального оборудования, для получения изолирующих уплотняющих прокладок или клеевых материалов. Другие промышленные применения могут включать использование открыто-ячеистых вспененных материалов для обработки сточных вод, устройств для фильтрации, анионо/катионообменных смол, и сред для роста микроорганизмов. Медицинские применения могли бы включать исследование открыто-ячеистых пенообразующих материалов для выращивания тканей или биомедицинских имплантантов и стабилизации биологических макромолекул, таких как белки, целлюлозы и полисахариды в пенообразующих продуктах.

Вспененные материалы согласно настоящему изобретению могут быть использованы в качестве материалов для инкапсулирования или покрытия оболочкой токсичных и других опасных материалов. Например, асбестсодержащие элементы зданий, такие как стены, крыши и пол, могут быть просто покрыты пенообразующими составами. После сушки покрытые таким образом элементы конструкций проявили бы пониженное выделение в воздух загрязнений. Возможно вспененные материалы могли бы даже быть использованы для изоляции радиоактивных материалов инкапсулированием.

Как было предварительно отмечено, латексные вспененные составы по данному изобретению могут быть использованы в качестве пеносодержащих изолирующих уплотнителей, текстурированных потолков, безусадочных уплотнителей, текстурируемых материалов для заплат, штукатурных отделочных материалов, белого клея, конструкционных клеевых материалов, шпаклевок и очищающих средств для рук. Имеется несметное число других потенциальных возможностей для использования этих составов. Следующие применения приведены как возможные:

1. Применение для заполнения трещин.

2. Компонент пленки для древесных плит/продуктов, вытесняющих грязь.

3. Компонент герметика для заделки выбоин в дорожном покрытии.

4. Компонент вспененных репеллентов от насекомых.

5. Компонент в огнеупорных и противодымных продуктах.

6. Изолирующий уплотнитель труб.

7. Замазка для маляров.

8. Компонент в материале для вспененных прокладок.

9. Компонент в звукопоглотителе.

10. Компонент в клеевом жидком строительном растворе.

11. Компонент, временно наносимый на поверхность с целью ее выравнивания.

12. Компонент пены для выравнивания, заполнения пустот и адгезивов.

13. Компонент в заменителе для белых клеев.

14. Компонент в уплотняющих замазках насосных систем

15. Компонент в гидроизолирующем слое.

Многие из этих составов пригодны для применения в качестве уплотнителей, хорошо подходящих для рынка, связанного с производством жилья. Другие материалы, такие как материал для заплат и ремонта, лучше подходят для удобного "не требующего распылителя" аэрозольного баллона.

В отличие от конкурирующих пенополиуретановых материалов составы, вспенивающиеся немедленно, не содержат изоцианатов, которые раздражающе действуют на кожу и дыхательные пути. (Однажды попав под их воздействие, при контакте с изоцианатами могут наступить нарушения дыхания). Составы немедленного вспенивания не будут постоянно прилипать к коже и могут быть легко удалены мытьем в воде. Полиуретан требует опасного легко воспламеняемого растворителя для его удаления.

Составы по данному изобретению легко контролировать в процессе применения. Они удобны в работе, пластичны и могут быть использованы повторно, что исключает образование отходов полиуретановых пенообразующих материалов. Более того, вспененные составы могут быть окрашены любыми красками. Краски на масляной основе (включая фактически все распыляемые краски) растворяют полиуретановые пенообразные материалы. Немедленно вспенивающиеся составы не требуют окрашивания при наружном использовании, так как они являются устойчивыми к ультрафиолетовому излучению. Они остаются белыми, не приобретают окраску и не разлагаются как полиуретановые пенообразующие материалы. Составы не проявляют гидравлического эффекта, вызывающего сморщивание или разрушение структуры.