Композиция для покрытий спортивных площадок

 

Использование: устройство упругих наливных покрытий спортивных площадок. Сущность изобретения: композиция содержит , мае. ч: бутэдиенпипериленовый каучук с мол. м. 1200-32000 100; глицерин 2-4; полиизоцианэт 16-24; катализатор уретанообразования 0,01-1,0; резиновая крошка 100-150: оксид кальция 5-15; мел 40-50. прртивостаритель 0,5-3,0; модифицирующая добавка полибутилметакрилат 0,5-2,0 и пластификатор 10-20. Пластификатор представляет собой композицию состава, %: дибутилфенилфосфат 64-84; дифенилбутилфосфат 9-19; трибутилфосфат 5,5- 14,5; трифенилфосфат 1,0-1,5 и диокисд винилциклогексена 0.5-1,0. Пластификатор указанного состава имеет следующие характеристики; температура вспышки 168- 174° С, кислотное число 0,10-0,17 мг КОН/г продукта, плотность при 20° С 1,05- 1,07 г/см , кинематическая вязкость при 20° С 5,2-6,5 сСт, показатель преломления 1,4595. Условная прочность покрытий при растяжении составляет 1,4-1,5 МПа при деформации 53-58 мм. Эластичность по отскоку составляет 36-39 %. После старения при 120° С в течение 168 ч условная прочность составляет 1,1-1,3 МПа при деформации 49-55 мм. Преимуществом нового покрытия является повышение его качества, а также возможность более высокого наполнения его резиновой крошкой. 2 табл. « е

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4896012/05 (22) 25.12.90 (46) 30.05.93. Бюл. М 20 (71» Волгоградский политехнический институт (72) В.В.Лукьяничев и В.П.Медведев

P3) Волгоградский политехнический институт (56) Авто ккое свидетельство СССР

М t514754, «л. С 09 О 3/72, 1987.

Авторское свидетельство СССР

ЬВ 1447805, «л. С 04 8 41/62, 1987.

Авторское свидетельство СССР

34 1229214, кл. С 09 О 3/72, 1984, (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ СПОРТИВНЫХ ПЛОЩАДОК (577 Использование: устройство упругих наливных покрытий спортивных площадок.

Сущность изобретения: композиция содержит, мас; ч . бутадиенпипериленовый каучук с мол. м; 1200-32000 100; глицерин 2-4; полииэоциэнат 16-24; катализатор уретано.образования 0,01-1,0; резиновая крошка

N}9-150; оксид кальция 5 — 15; мел 40-50. .щютивостаритель 0,5-3,0; модифицируюИзобретение относится к покрытиям из . композиций на основе жидких каучуков и может быть использовано для устройства упругих наливных покрытий спортивных снвщадо«.

Целью изобретения является повышеwe деформационно-прочностных показателей по«рытия.

Согласно изобретению, в качестве низ«омолекулярного бутадиенпипериленового

«аучука используется каучук СКПД-Н (ТУ 38163242-82) радикальной сополимеризации, Ж„, 1819277 АЗ (я)ю С 09 0 115/00// С 09 0 115/00, 109:00, 133:10) щая добавка полибутилметакрилат 0,5-2,0 и пластификатор 10-20. Пластификатор представляет собой композицию состава.

$: дибутилфенилфосфат 64-84; дифенилбутилфосфат 9-19; трибутилфосфат 5,514,5; трифенилфосфат 1,0-1,5 и диокисд винилциклогексена 0,5-1,0. Пластификатор указанного состава имеет следующие характеристики; температура вспышки 168174 С, кислотное число О, f0 — 0,17 мг КОН/г продукта плотность при 20 С 1,051,07 г/см, кинематическая вязкость при

20 С 5,2-6,5 сСт, показатель преломления

1,4595. Условная прочность покрытий при растяжении составляет 1,4-1,5 МПа при деформации 53-58 мм. Эластичность по отско- 3 ку составляет 36-39 ф . После старения при

120 С в течение 168 ч условная прочность составляет 1,1-1,3 МПа при деформации

49-55 мм. Преимуществом нового покрытия является повышение его качества, а также возможность более высокого наполнения его резиновой крошкой. 2 табл. бутадиена с пипериленом в массе. Инициатор полимеризации — гидропероксид изопропилбензола. Среднечисленная мол. масса 1200-3200, среднемассовая Мм

4800-6000, содержание гидроксильных групп 0,75-1,1 $, соотношение бутадиена и пиперилена 50: 50. Вязкость каучука 2,0-2,5

Па с при 500 С. В качестве катализатора уретанообразования используются диметилбензиламин (ТУ 84-585 — 75), дибутилдилауринат олова (ТУ 6-02-818 — 78), однако могут использоваться и другие катализаторы, в частности, третичные амины и метал1819277 лорганические соединения, применяемые в производстве полиуретэнов.

В качестве полиизоцианата в составе композиции для покрытий используются полиметиленполифенилизоцианаты; ПИЦ Б (ТУ 6 — 03-375-75) или ПИЦ Д (ТУ 113 — 03603-86), Могут быть использованы другие марки полииэоцианатов на основе 4, 4 -дифенилметандиизоцаната.

В качестве противостарителя применяются энтиксиданты класса замещенных фенолов: агидол 1 (2,6-ди-трет-бутил-4-ме- тилфенол), НГ 2246 (2, 2 -метиленбис (4-метил-6-третбутилфенол); эфиры фосфористой кислоты — фениламид 1-адамантилпирокатехинфосфористой кислоты. Могут быть использованы другие типы противостарителей, применяемые для стабилизации полидиенурета нов.

В качестве полибутилметакрилатэ используется линейный атмосферный полимер н-бутилметакрилата, полученный радикальной полимеризацией в массе с применением в качестве инициатора перекиси бенэоила. Характеристическая вязкость в метилэтилкетоне 0,66-0,74 дл/г.

В композиции для покрытия используют крошку по ТУ 38. 108015-87 "Резина дробленая для спортивных дорожек". Также в композиции может быть использована и другая резиновая крошка с размером частиц 0,5-6 мм, полученная измельчением вулканизованных резиновых отходов. в частности, шинной резины на основе каучуков общего назначения.

Согласно изобретению в композиции для покрытий используются комплексный пластификатор состава, мас. $: дибутилфенилфосфат 64-84 дифенилбутилфосфат 9-19 трибутилфосфат 5,5-14,5 трифенилфосфэт 1,0-1,5 диоксид винилциклогексенэ 0 5-1,0.

Комплексный пластификатор готовится путем механического смешения исходных компонентов, которое проводят в лабораторном смесителе якорного типа при скорости вращения якоря 125 об/мин в течение

15-20 мин при температуре 35-40 С. Полученный комплексный пластификатор по внешнему виду представляет собой однородную легкоподвижную жидкость голубого цвета со следующими характеристиками: — температура вспышка, С 168-174 — кислотное число, мг K0H/(0.10-0,17 — плотность при 20 С, г/см 1,05-1,07 — кинемэтическая вязкость при 20 С, сСт 5,2-6 5. — показатель преломления 1,4595.

Улучшение условной прочности и деформации покрытия при растяжении обес- . печивается благодаря использованию в составе пластификатора синергической смеси элкиларилфосфатов и эциклического экпоксида, а также наличию в составе покрытия бутилметарилактного полимера.

Эффект повышения деформационнопрочностных показателей покрытия прояв10 ляется за счет снижения краевого угла смачивания и межфаэного натяжения в граничных слоях эластомер-нэполнитель, уменьшения свободной энергии системы при увеличении общей поверхности разде15 ла, Указанные изменения топологической структуры композиционного материала обусловливают усиление адаорбционно-химического взаимодействия между эластомерной матрицей и поверхностью

20 наполнителя, Наличие в пластификаторе диэпоксидэ — диоксида винилциклогексена способствует образованию в процессе отверждения триизоциануратных узлов сшивания. Кроме. того, возможна химическая

25 реакция диэпоксидэ с иэоцианэтными группами структурирующего агента с образованием оксазолидоновых групп. Наличие в отвержденном материале связей с различной плотностью энергии когезии, э также

30 структур типа вэаимовроникающих сеток, обусловленных введением в состав покрытия полибутилметакрилэта, способствуют микрогетерегенности системы и обеспечивают положительный эффект.

В состав покрытия могут быть введены и другие целевые добавки, например, пиг. менты; которые не оказывают существенного влияния на обеспечение положительного эффекта, но могут применятьая для улучше40 ния эс етического вида покрытия, Композицию готовят следующим образом.

П р и и е р 1. В сиеситель помещают

100 г каучука,5 г оксида кальция, 50 г мела, "5 2 г глицерина, 0,01 r дибутилдилауринэта олова, 3 г фениламида 1-адэмантилпирокатехинфосфристой кислоты, 100 г резиновой крошки, 0,5 г полибутилметакрилата с (д ) - 0,66 дл/r и 10 r плэстификатора.

50 Смешение компонентов проводят в течение

10 мин. Затем добавляют 16 r полиизоцианата марки Б и вновь перемешивают э течеwe 10 мин, Полученную смесь заливают в форму высотой 12 мм м выдерживают при

55 температуре 18-25 С в течение 20-25 суток до.гюлного отверждения.

Композиция по примерам 2 — 12 готовят аналогичным образом.

Состав и свойства покрытий приведены втабл. 1 и 2.

1819277

15

30

40

50

Растекаемость композиций определяется по следующей методике. Цилиндрическая форма диаметром 30 мм и глубиной 36 мм, снабженная плунжером, заполняется свежеприготовленной смесью, После заполнения формы, заключенная в ней композиция выталкивается плунжером из формы и свободно растекается по плоскости формы, занимая определенную площадь. За показатель растекаемости принимается отношение площади контакта композиции, свободно растекавшейся в течение 5 минут . после выталкивания из формы, к первоначальной площади, Вязкость композиций определяется методом ротационной вискозиметрии на вис. козиметре PB-8.

Условную прочность и деформацию при растяжении определяют на разрывной машине РТ-25ОМ-2 при скорости движения нижнего зажима 100 ммl мин. Образцы в виде двухсторонних лопаток с длиной рабочего участка 25 мм и шириной 20 мм вырубают штанцевым ножом на вырубном прессе. Условную прочность рассчитывают по известной формуле. Деформация измеряется автоматически по расстоянию в момент разрыва между нижним и верхним . зажимами, За результат испытания прини. мается среднее арифметическое при измерении показателей шести образцов.

Старение образцов проводят в термостате в среде воздуха при температуре

120 С в течение 168 ч.

Эластичность по отскоку определяют на упругометре конструкции Шаба, В качестве испытуемых образцов используют цилиндры высотой 10 мм и диаметром 16 мм, вырубаемые на специальной машине, Пробки приклеивают на площадку упругометра резиновым клеем.

При содержании в составе покрытия пластификатора.менее 10 мас. ч. не доститавтся эффект повышения деформационнопрочностных показателей. При введении свыше 20 мас. ч. пластификатора наблюдается снижение условной прочности и деформации, а также теплостойкости покрытия.

Количество оксида кальция оказывает влияние на монолитность покрытия. При содержании укаэанного компонента менее 5 мзс. ч. снижаются деформационно-прочностные показатели покрытия вследствие пористой структуры образца. Увеличение концентрации оксида кальция свыше 15 мж. ч. приводит к понижению деформации и эластичности покрытия.

Увеличение содержания мела выше 50 мас. ч, вызывает уменьшение деформации покрытия при растяжении. С уменьшением концентрации мела менее 40 мас. ч, снижается условная прочность покрытия.

Использование глицерина в составе покрытия менее 2 мас. ч. нецелесообразно изза снижения физико-механических показателей. С увеличением содержания глицерина более 4 мас. ч. нарушается монолитность образцов вследствие вспенивания.

Уменьшение концентрации полииэоцианата менее 16 мас. ч, вызывает снижение деформационно-прочностных показателей покрытия, повышение его содержания более 24 мас. ч, приводит к появлению пористости образца.

Количество катализатора уретанообразования обосновывается сохранением необходимой жизнеспособности композиции для покрытия, При содержании катализатора свыше 1.0 мас. ч. композиция характеризуется малым временем гелеобразования и низкой растекаемостью. При концентрации катализатора менее 0,01 мас. ч, значительно снижается скорость отверждения покрытия.

Использование менее 0,5 мас, ч. противостарения приводит к понижению стойкости покрытия к термоокислительному старению, а при введении более.3,0 мас. ч. наблюдается снижение физико-механических показателей.

При содержании в составе покрытия менее 100 мас. ч. резиновой крошки наблюдается снижение условной прочности, деформации и эластичности по отскоку. С увеличением содержания эластичного наполнителя более 150 мас. ч, деформационно-прочностные показатели покрытия снижаются.

Уменьшение концентрации полибутилметакрилата вызывается снижение физикомеханических свойств покрытия, При увеличении содержания полибутилметакрилата наблюдается ухудшение как растекаемости покрытия, так и его деформационно-прочностных показателей, Как следует из представленных в табл.

1 и 2 данных, предлагаемые покрытия отличаются более высокой условной прочностью и деформацией при растяжении, С увеличением содержания в известной композиции резиновой крошки с 50 до 100 мас, ч. наблюдается резкое ухудшение растекаемости и снижение деформационно-прочностных показателей.

У предлагаемых покрытий существенно более высокая концентрация резиновой крошки (до 150 мас. ч.) не вызывает существенного ухудшения растекаемости, а деформационно-прочностные свойства остаются на высоком уровне. По эластичности и стой8

1819277 дибутилфенилфосфат - 64-84; дифенилбутилфосфат — 9-19; три бутилфосфатв 5,5-14,5; трифенилфосфат -- 1,0-1,5;

5 диоксид винилциклогексена— 0,5-1,0, модифицирующую добавку — полибутилметакрилат, а также оксид кальция, мел и противостаритель, при следующем соот10 ношении ингредиентов композиции. мас. ч: бутадиенпипериленовый каучук с мол, м. 1200-3200— глицерин —. полиизоцианат—

15 катализатор уретанообраэования— 0,01-1.0; резиновая крошка — 100-150; оксид кальция — 5-15; мел— 40-50;

20 противостаритель — . 0.5-3,0; пластификатор указанного состава— полибутилметакрилат—

100;

2-4:

16-24;

10-20;

0;5-2;О.

Таблица!

Рецептура композиций

Состав, нас.ч:, по примеру

Компонент

6 7

12 базовый объект по ТУ

РСФСР

461-3311-90 по ает.св

1Р 1229214

Низкомолекулярный диенпипериленовый мук СКДП-H бутакау"

100 - - 100 100 100 100

Сополимер бутадиена с пипериленон с

ИИ ю 1200-3200

100 100

Сополинер бутадиена с пиперилонон с

ИИ 500-1200

4 3

l0 " - 5 5 10

50 - " 50 50 45

3 7 . 5 2 2 3

20 30 29 16 16 20

5 .15

50 40

16 24

20

Оксид кальция

Глицерин

Полиизоцианат

Катализатор уретанообразования) 1,0 1,0

05 0>l 05

0,01

0,01

15 -. 10

0,005 0,01

015 диметилбензиламин дибутнлдилауринат олова

0 ° Ol O,!

O7 - - 40

1,0

Протнвостаритель:

0,7

1,0 0,5 ангидол I

ИГ-2246

2,0

1)0

3,0 кости к термоокислительному старению предлагаемая композиция не уступает известной.

Преимуществом предлагаемого покрытия является повышение его качества, а также возможность более высокого наполнения его резиновой крошкой. Увеличение содержания резиновой крошки, получаемой иэ отходов переработки резины, позволяет снизить стоимость покрытий эа счет снижения нормы расхода композиции.

Формула изобретения

КОмпОзиция для покрытий спортивных площадок на Основе бутадиенпипериленового каучука с мол. м. 1200-3200, включающая глицерин, полиизоцианат, катализатор уретанообразования и резиновую крошку, отличающаяся тем, что, с целью повышения деформационнопрочностных показателей покрытия из данной композиции, она дополнительно содержит пластификатор состава, мас. ;

100 100 100 !00 . !00 100 100 100

15 15 3 20 15 10

40 40 40 50 60 30

4 4 5 1 2

24 24 20 14 16 24

5 6 7 8 9 10 II 12 контрольнме

18192 T7

Проролжение табл. 1 до>етоиент

Состав, нас.ч., по примеру

3 4 базовый объект по ТУ

РСФСР

461 3311 90 по авт.св

1Г 1229214

Феннламин 1-адаиаитилпирокатехинфосфористой кмслотм

0,25 2 ° 0

0 ° 5

18 18 20 20

3,0

20 10 5 25

150 100 75 175 100 150

Пластнфнкатор.

Резиновая кромка

Полибутмлиетакрилат

Пигиент

10 15

150 150

75 50 50 100 100 125 25

2,0 2,0 0 ° 5 2,0 2>5 0,3

0,5 1,5

0,5 1,0

10

П р и н е ч а н и я: 1, По принеран используетса ппастнфикатор следуозего состава:

0 l,6,10 - дибутилфенилфосфат - 64; дифенилбутилСюсфат - 19, трибутилсюсфат - 14,5, трифенмлфосфат - 1,5; дноксид винилциклогексана - 1,01

1F 2,5, д бу илфсеафосфа - 84, дифенилбутнлфосфат - 9, трибут пфосфат - 5,5, трифенилфосфат - 1,0, диоксмд еинмлциклогексена - 0,51 к 3,4 - дибутилфенилфосфат - 70, дифенилбутилфосфат - 16, трибутилфосфат - 12, трнфенмлфосфат - 1,25, диоксид винилциклогексена - 0,75; и 7,8 - дибутилфенмлфосфат - 88, дифенилбутилфосфат - 7, трибутилфосфат - 4, трифенилфосфат - 0,75, диоксид вмнилциклогексена - 0,25>

4 9,11 - дибутилфенмлфосфат - 60, дифенипбутилфосфат - 20, трибутилфосфат 16,5, трифенилфосфат - 2, диоксид винилциклогексена - 1 ° 5.

2. По принеран используется полибутилнетакрилат со спедуозей характеристи11ой вязкостью в нетилзтилкегоне: I: 1,2,3 - О, 66 дл/г, IC 4 - 0,70 дл/г, 4 5,6 - 0,74 дл/r, П 7,10 - 0,62 д/г, I; 8,9 - 0 ° 78 0È .

3. В составах 1, 2, 5, Ь, 10 используется полиизоцианат марки 6, в остальных примерах и мз композициях - полнизоцианат марки П. еестннх

Т а б л н ц а 2

Свойства покрмтий

Показатель

Состав по приме ру

10 11 12

8 9

3 базов>с> объект по ТУ

РСФСР

461 33-11-50 по а.с.

L 1225214 контрольнме

8,7 9.7 9,3 7,0

9,7.. 5.2 10 ° 1 10,4 11,0 11 ° 3 10,7 9,8 10,5 2,9 10,3

Раста еле>к>оть

Дмианичвскал вязкость, Плс

48 48

1,4 1 ° 0

22 53

38 34

38 26

0,9 0,6

45 40

32 30

59 8

1,2 0 ° 7

49 47

30 34

16

1,4

56

2Ь 19

1,4 1,4

53 57

37 36

24

1,5

58

13 29

0,7 0,5

35 50

36 24

23 17 l,4 1 ° 5

58 55

36 36

1 2

47

Условная прочность, I0la

Деформация, нн

Ъластмчность по отскоку,8

После стврвмня прм 120 С

° течение 168 ч

0,5 0,6

23 48.12 05 04

51 28 48

0,7 0,4

04 04

8 36

26 28

1,1 1,3

52 50

34 32

1,31,,2 . 1,2

55 49 52

34 35 34

0>9

Услов1>ал пеочность > IIII

Деформация, »»

Эластичность по отскоку,2

33 32 20 24 33 30 26

П р н и е ч а и >I Динамическая вязкость определяется при отсутствии в состава композиции резиновой кромки.

Образец покрмтмя, соответствуюний составу 7, инеет пористую структуру

Составитель H. Лузина

Техред М. Моргентал Корректор С. Патрушева

Редактор

Заказ 1949 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101