Modifikované polymerové tmely nově v prodejním programu SCHÖNOX
Účelem článku je vyzdvihnout nejdůležitější vlastnosti tmelů na bázi MS-polymerů, které lze využít ve stavební praxi jako zdravotně a ekologicky šetrnou, leč plnohodnotnou alternativu k tmelům na bázi polyuretanů nebo silikonů. Mimo vlastností, které mají vliv na lepší zpracovatelnost, je při formulaci těchto tmelů kladen důraz zejména na faktory, které mají podstatný vliv na životnost výsledných výrobků.
Co je MS-polymer?
MS-polymer byl vyvinut již ve druhé polovině 70. let japonskou společností KANEKA CORPORATION. MS-polymer je podle původní definice společnosti KANEKA polyether s ukončujícími funkčními silylovými skupinami2. Původní receptura a užití - výchozí surovina pro nízkomodulové tmely - byla v následujících letech inovována tak, že vyhovovala i stále náročnějším požadavkům kladeným na lepidla a tekuté tmely.
Vznikly tak nové materiály, které jsou různými výrobci označovány jako MS-POLYMERY nebo SYLYL POLYMERY, jejichž složení je poměrně různorodé a zahrnuje vesměs polymery umožňující vynikající řešení pro široké spektrum aplikací.
MS a SYLYL polymery jsou základním, výchozím komponentem pro výrobu jednotlivých výrobků. Finální výrobci je pak v kombinaci s různými příměsemi a přísadami (moučky, katalyzátory, barevné pigmenty) modelují pro výrobky, které považují za své know-how. Poměrně široká paleta výrobků od nejrůznějších výrobců má však jedno společné: speciální, dobře vyladěné vlastnosti, které určují a zaručují vysokou výslednou kvalitu.
Od roku 1995 zaujímá prodej těchto tmelů první místo na trhu. Po velkém rozmachu v Japonsku si oblibu v polovině 80. let získaly i v Evropě, boom je zaznamenán na trzích v USA a Asii. V dalším textu se pro tyto výrobky přidržíme pouze původního názvu od firmy KANEKA- MS-polymery resp. MS-tmely.
Obr. 1 Celotělová výtlačná pistole pro balení 600 ml
Jaké jsou vlastnosti MS-tmelů?
Příznivé vlastnosti lze charakterizovat pomocí dvou hledisek: základní a technologické. Dosud poznané a ověřené základní vlastnosti jsou zejména:
- dobrá přilnavost k nejrůznějším podkladům a to i bez použití penetrace
- dlouhodobá stabilita technologických vlastností
- bezporuchové překrytí nátěry
Technologické vlastnosti jsou pak:
- snadná zpracovatelnost bez závislosti na charakteru prostředí
- aplikace bez škodlivého vlivu na životní prostředí
- aplikace bez nepříjemného zápachu
- aplikace bez vzniku bublin
- možnost zpracování při nízkých teplotách
- rychlost vytvrzování
- odolnost proti UV záření
Zatímco základní vlastnosti jsou samozřejmostí, pak odlišnost jednotlivých výrobků spočívá právě v modifikacích, které více či méně splňují vlastnosti technologické.
Snadné zpracování
Pro aplikaci na stavbách se používají ruční nebo tlakové pistole, jejichž velikost závisí na druhu použitého balení. Zavedené a nejčastěji používané jsou pevné plastové tuby (kartuše) o objemu 310 ml nebo mono 600 ml (salám, střívko apod.). Na vlastní pracovní proces by nemělo mít vliv okolní prostředí, především klimatické podmínky. Na rozdíl od silikonových tmelů však MS-polymery vykazují minimální závislost na povětrnostních podmínkách i pro fázi provádění, ať už se jedná o teplotní extrémy nebo vlhkostní nestálost.
Vliv na životní prostředí
O nutnosti ochrany životního prostředí bylo, je a bude napsáno mnoho článků. Je však potěšitelné, že i výrobci stavebních hmot a především stavební chemie stojí v čele úsilí o zdravotně a ekologicky šetrnou výrobu a výrobky aplikované ve stavebnictví. K rozhodujícím argumentům při prodeji patří zejména zdůraznění nepřítomnosti škodlivých chemikálií, např. rozpouštědel.
I když je podíl volných izokyanátů v PU-tmelech nízký, pak u MS-polymerů je nulový. Tmely na bázi MS-polymerů nikdy neobsahují ani izokyanáty ani oxiny a rozpouštědla. Tento aspekt ocení zejména specialisté na práci s tmely nebo řemeslníci, kteří v hojné míře tmely používají (podlaháři, obkladači, instalatéři, sklenáři, pokrývači nebo truhláři) a mohou být tedy vystaveni sice malým, leč dlouhodobě (roky až desítky let) působícím koncentracím škodlivin. V případě tmelů na bázi MS polymerů totiž takové nebezpečí nehrozí a odpadá také povinnost označit výrobek značkou, která upozorňuje na možné nebezpečí a škodlivost pro zdraví nebo životní prostředí. Chemicky - z pohledu kyselosti - absolutně neutrální MS-tmely na rozdíl od silikonů nevykazují ani nepříjemný štiplavý zápach od aminů nebo acetátů, na nějž mohou být mnozí velice citliví.
Bez vzniku bublin
Velkou nevýhodou u PU tmelů je výskyt plynových komor zejména při vysokých teplotách při zpracování nebo při vysoké vlhkosti. I když inovované a nově modifikované výrobky postupně eliminují jejich tvoření prostřednictvím jiného vytvrzovacího mechanizmu, v praxi je tento problém stále patrný. Bubliny mají samozřejmě nejen negativní vliv na vlastní elasticitu, ale zejména na přilnavost k podkladu.
Při vytvrzování MS-polymerů jsou generovány silanoly a metanol. Tyto produkty (díky elektricky polárním molekulám za normální teploty kapalné látky) nemohou z fyzikálního hlediska vytvářet „bubliny“. Silanol je navíc použit pro výslednou fázi vytvrzování, protože napomáhá vytvoření stabilní pružné struktury materiálu.
Aplikace při nízkých teplotách
Na stavbách lze málokdy zabezpečit ideální klimatické podmínky. Současný trend stavění nedovoluje tzv. zimní přestávky, nedovoluje ani separování řemesel nebo časové prodlevy. Zvláště na fasádách si nelze dovolit argumentovat nevhodnými podmínkami, jestliže denní nájem lešení jde do desítek tisíc korun. V těchto případech, přesněji řečeno viskosita, je důležité si uvědomit vlastní hustotu používaného tmele. Je-li vlastní viskozita tmele vysoká, pak vytlačování z tuby za nízkých teplot je velice obtížné. U některých tmelů nastává problém již při poklesu teploty pod +10 °C.
MS-tmely bodují právě v těchto případech, kdy těží z nízké viskozity MS-polymeru. Ten vykazuje mnohem menší citlivost na klimatické změny nežli PU tmel. Řemeslníci tento rozdíl ocení tím, že vytlačování hmoty z obalu (extruze) je stejně snadné při teplotách od +5 °C do +40 °C. Těsnicí práce lze tedy snadno a zejména kvalitně provádět i při teplotách blížících se +5 °C a to i za mlhy, tedy v blízkosti rosného bodu.
Rychlost vytvrzování
Požadavky na rychlost jsou velice subjektivní záležitostí. Někomu vyhovuje, jestliže tmel má pozvolnou fázi vytvrzování, kdy lze provést dodatečné korekce vyplněné spáry nebo očištění okolí spáry, někdo (zejména stavebníci a investoři) upřednostňuje rychlé vytvrzení, které garantuje okamžitý náběh požadovaných vlastností. MS-tmely mají dobu vytvrzování akceptovatelnou oběma skupinami. Rychlost se pohybuje i při nízkých teplotách 2 mm/den, při vysokých teplotách až 3 mm/den. Současně dochází k zanedbatelným objemovým ztrátám menším než 2 %. Jedná se tedy o ideální proces, pokud jej negativně neovlivní prudké odpaření vody ve struktuře materiálu při tvorbě příčných vazeb.
Odolnost proti UV záření
Dlouhodobá stabilita těsnícího systému není důležitá pouze pro řemeslníka, ale především pro investora nebo uživatele stavby. Projektant má rovněž zájem na tom, aby jím navržený tmel odpovídal navrženým požadavkům např. na snížení energetických ztrát, zabránění zatékání dešťové vody nebo tvorby nežádoucích tepelných mostů.
UV záření specificky působí na každý stavební materiál. K dekompozici (rozkladu) struktury tmelu dochází právě v místech styčných uzlů síťové struktury. U MS-polymerů drží síť pohromadě také díky silným siloxanovým vazbám Si-O (v minerálu křemeni tyto vazby odpovídají mj. za jeho vysokou tvrdost), které vynikají mimořádnou odolností proti UV záření. Z tohoto pohledu jsou silikonové a MS-tmely (které tyto vazby obsahují) považovány za UV stabilní.
Přídržnost k podkladům
K základním funkcím tmele patří výplň a utěsnění spár proti vnikající vodě, větru, teplotě. Pro naplnění tohoto požadavku musí mít tmel i potřebnou adhezi k okolnímu podkladu. Níže uvedené tzv. adhezní spektrum znázorňuje různou úroveň adheze PU-tmele, silikonového tmele a MS-tmele bez použití penetrace. Jediná uvažovaná úprava povrchu je odmaštění a očištění acetonem nebo alkoholem.
Způsob odtření tmele od substrátu při tlakové mechanické zkoušce
Kovy - všeobecně vysoká přilnavost MS-polymerů k oceli, hliníku, mosazi, antikoru nebo cínu. Potíže s přilnavostí mají PU-tmely, jestliže není použita penetrace.
Anorganické materiály - MS-polymery dobře drží na břidlici, žule, pálených taškách nebo keramických dlaždicích. Pro pórovité materiály jako je malta, kámen, beton apod. je doporučeno použít penetrace
Plasty - MS-polymery drží na větším spektru plastických hmot používaných ve stavebnictví nežli PU tmely nebo silikony. Ideální uplatnění najdou MS-polymery při aplikacích na tvrdé PVC, které se používá na výrobu plastových oken a dveří, stejně tak jako při tmelení styků okenních rámů se stěnami.
 Obr. 2 Zkouška přídržnosti MS-polymerového lepidla pro dřevěné krytiny - vlastní zkouška síly odtrhu |
 Obr. 3 Zkouška přídržnosti MS-polymerového lepidla pro dřevěné krytiny - vzorky pro trhací zkoušku |
Dřevo - MS-polymery vykazují dobrou přilnavost k nejrůznějším druhům dřeva. Při tmelení dřevěných substrátů je důležitý fakt, že nevznikají (pro PU tmely) charakteristické bublinky, které vznikají v důsledku vlhkosti dřeva (ustálená vlhkost suchého dřeva je ca 10 -20 % hmotn.).
Obr. 4 Test chemické odolnosti
Závěr
Možnosti použití MS-polymerů jsou dány jejich zřetelnou chemickou strukturou a mechanizmem vytvrzení. Tyto materiály jsou ve srovnání s "klasickými" tmely zdravotně a ekologicky šetrnější jak při výrobě, tak při aplikaci a používání. Není to ale jediná přednost. Vykazují také lepší rheologické vlastnosti při zpracování, optimální časy vytvrzování, lepší přídržnost a delší trvanlivost. Lze jimi tmelit a spojovat více podkladů - včetně plastů - než jinými materiály.
Zbývá snad doplnit, že je škoda, když tato důležitá fáze při provádění stavebního díla - fáze tmelení - je stále podceňována. Pro všestrannou a správnou aplikaci tmelů nejsou odpovídající podmínky a řemeslníci mají často tendenci tmelení ošidit. Bohužel, chybné provedení, nesplnění základních podmínek pro přípravu podkladu a v neposlední řadě špatná volba vhodného tmele jsou jevy, na jejichž odstranění je třeba společně zapracovat.
2 Ether (dříve také sirný ether) je původní triviální název pro organickou sloučeninu H–CH2–CH2–O–CH2– CH2–H, jejíž systematický název je diethylether. Polyether je pak struktura, v níž se několikanásobně opakuje charakteristická „etherová“ sekvence atomů, uzavřená z obou konců hydroxylovou skupinou HO-(-CH2–CH2–O-)n–CH2– CH2–OH, kde n je stupeň polymerace. MS polymer je pak místo atomů vodíku ukončen tzv. sylylovými skupinami, jejichž základním představitelem je radikál trimethylsilyl (CH3)3–Si–; výsledný MS polyether má tedy strukturní vzorec (CH3)3–Si–O-(-CH2–CH2–O-)n–CH2– CH2–O–Si–(CH3)3. Od doby, kdy společnost KANEKA přišla s materiálem, který nazvala MS polymer, vyvinula řada pracoviš. po celém světě nejrůznější jeho modifikace a deriváty. Především v silylové skupině jsou nahrazovány methylové radikály obecně jakýmikoliv uhlovodíkovými radikály, které jsou kvůli vyšší stabilitě vázány na atom křemíku přes kyslík - pro tyto modifikace koncové silylové skupiny se vžil obecný název sylyl. Příkladem může být trimethoxysilylová skupina (CH3–O–)3–Si–O-(-CH2–CH2–O-)n–CH2– CH2–O–Si–(CH3O)3. Různé sylylové skupiny mohou být vázány nejen jako ukončovací, ale také jako postranní skupiny na různé řetězce - vedle zmíněných polyetherových řetězců také na siloxanové polymerní řetězce známé u silikonů.
