Многослойный материал и способ его нанесения

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к кровельным и гидроизоляционным материалам, и может быть использовано для защиты зданий и сооружений от влаги, преимущественно для плоских кровель, устраиваемых методом наплавления. Изобретение обеспечивает повышенную трещиностойкость и долговечность за счет получения многослойного материала, включающего верхний слой полимера и битумно-полимерной композиции, который дополнительно содержит нижний слой в виде полиэтиленовой пленки толщиной 0,02 - 0,03 мм или полипропиленовой пленки толщиной 0,02 - 0,0,35 мм, а битумно-полимерная композиция состоит из следующих компонентов, мас.%: битум 60 - 68; полимерная добавка 5 - 7; резиновая крошка 10 - 15; дробленое кордное волокно 1 - 5; инденкумароновая смола 1 - 4; канифоль 1 - 3; наполнитель - остальное, и расположена между слоем полимера и полиэтиленовой или полипропиленовой пленкой. При этом способ нанесения многослойного материала заключается в размотке, прогреве и последующей прикатке битумно-полимерного слоя одновременно с нижним при 250 - 350^oC и последующей прикатке битумного полимерного слоя. 2 с и 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к кровельным и гидроизоляционным материалам, и может быть использовано для защиты зданий и сооружений от влаги, преимущественно для плоских кровель, устраиваемых методом наплавления.

Известен кровельный и гидроизоляционный материал с наплавляемым слоем, состоящий из резино-битумной основы, нанесенной на него наплавляемой битумной мастикой и гидроизоляционного слоя с антиадгезионными свойствами, который удаляется перед укладкой. [1] К недостаткам этого материала относится то, что направляемый слой состоит из битумной мастики, которая по своим свойствам не обеспечивает трещиностойкость материала в кровельном покрытии, что связано с хрупкостью битума, разрушающегося особенно при низких температурах, когда происходит деформация основания с раскрытием стыков кровельных панелей в узлах сопряжений.

Кроме того, процесс укладки требует предварительного удаления нижнего антиадгезионного слоя, что создает определенные трудности при производстве работ, особенно в зимнее время, и в местах, где этот слой остается на материале ухудшается приклейка материала к основанию.

Известен кровельный и гидроизоляционный материал "Изолин", состоящий из резино-битумной основы с нанесенным на основу мастичным резино-битумным слоем и антиадгезивом. [2] К недостаткам этого материала относится усадка резино-битумной основы под воздействием высокой температуры, как результат каландрового эффекта, заключающегося в растяжении материала при прохождении через валки каландра. Кроме того, в процессе укладки указанного материала методом расплавления нижнего слоя вследствие достаточно высокой его теплостойкости (100^oC) требуется высокая температура нагрева. Последнее приводит к тому, что прогревается и верхняя резино-битумная основа, что вызывает уменьшение ее прочности, неправомерную усадку и создает напряженные участки в полотне материала. При воздействии больших усилий, возникающих в строительных конструкциях, особенно при низких температурах и переходах через 0^oC, в указанных напряженных участках полотна материала появляются трещины, снижающие гидроизоляционные свойства покрытия.

Известен также многослойный кровельный и гидроизоляционный материал "Филизол". [3] Он состоит из стеклоосновы, пропитанной и покрытой с двух сторон битумно-полимерным вяжущим. Поверхности "Филизола" имеют посыпку: верхняя крупнозернистую минеральную, нижняя мелкую песочную. В композицию вяжущего вводятся полимерные добавки. Укладка ведется без мастик путем оплавления нижнего слоя полотна пламени горелки с последующей его прикаткой.

Недостатком этого материала является то, что мелкая песочная посыпка в процессе производства материала (прикатка) глубоко внедряется в нижний слой материала, повышая его теплостойкость. В результате удлиняется процесс его прогрева, что вызывает деструкцию полимерной составляющей вяжущего как нижнего, так и верхнего слоев. Это в свою очередь снижает эластичность битумно-полимерного слоя и ухудшает его трещиностойкость, что приводит к возникновению сквозных отверстий в кровельном ковре при деформации основания крыши.

Наиболее близким, выбранным в качестве прототипа для многослойного материала по технической сущности является многослойный материал, применяемый для гидроизоляции и ремонта кровель. Этот материал включает защитный слой из полимера, основной слой вулканизованную резиновую смесь и битумно-полимерный слой, состоящий из битума, эластомеров, пластификатора и наполнителя. Последний слой является приклеивающим.[4] Этот материал имеет ряд существенных недостатков.

При его изготовлении используют растворители уайт-спирт или гексан. Частично оставаясь в приклеивающем слое они приводят к образованию газовых пузырей и в ходе эксплуатации кровельного покрытия, как следствие, к ухудшению прочностных и деформативных свойств материала в таких дефектных местах, что снижает его способность выдерживать деформации при работе над трещиной в основании ковра. При низких температурах для повышения адгезии приклеивающего слоя к поверхности используют растворители или подогревают слой горелки.

Дополнительное использование растворителей, как и в первом случае, увеличивает возможность образования трещин в кровельном покрытии.

При укладке материала методом оплавления битумно-полимерного слоя с помощью горелки происходит деструкция нетермостойкого изопренового каучука и ухудшение эластичности и трещиностойкости слоя, защитный слой (полимерная пленка из полиолефина) не может достаточно надежно выполнять свои функции, т.к. из-за малой толщины она неустойчива к проколам и порезам.

Наиболее близким, выбранным в качестве прототипа к способу нанесения, по технической сущности является способ направления материала, применяемый для устройства кровли методом направления за счет расплавления нижнего слоя мастики, нанесенного на полотно кровельного материала.[5] Недостатком данного материала является то, что осуществляется разогрев непосредственно нижнего слоя битумной мастики, что влечет за собой окисление битумной составляющей мастики, увеличению хрупкости последней и снижение трещиностойкости.

Таким образом общим недостатком всех указанных материалов является их низкая трещиностойкость, что в процессе эксплуатации приводит к образованию вздутий, расслоению материала, влечет за собой снижение адгезионной прочности и водонепроницаемости покрытия в целом и, как следствие, приводит к снижению долговечности.

Следовательно, основной проблемой в области создания кровельных и гидроизоляционных материалов и их нанесении является улучшение качества (трещиностойкость) и повышение долговечности.

В основу изобретения положена задача создать многослойный материал повышенной трещиностойкости, что позволяет сделать его долговечным.

Это достигается тем, что многослойный материал, включающий верхний слой полимера и слой битумно-полимерной композиции, дополнительно содержит полиэтиленовую или полипропиленовую пленку, а битумно-полимерная композиция состоит из следующих компонентов, мас.

Битум 60 68 Полимерная добавка 5 7 Резиновая крошка 10 15 Дробленое кордное волокно 1 5 Инденкумаронова смола 1 4 Канифоль 1 3
Наполнитель Остальное,
и расположена между полимером и полиэтиленовой пленкой, или полипропиленовой пленкой, полиэтиленовая пленка имеет толщину 0,02 0,03 мм, а полипропиленовая 0,02 0,035 мм. Способ нанесения многослойного материала заключается в размотке, прогреве и последующей прикатке битумно-полимерного слоя одновременно с нижним при 250 350^oC.

Слой полимера изготовлен на основе поливинилхлорида (ПВХ, ТУ 17 - 21-58-93), или полиизобитулена (ПИБ), или бутилкаучука (БК, ТУ 21-5744710-507-90), а полиэтиленовая или полипропиленовая пленка совмещает при нанесении функции антиадгезива и пластификатора. Полимерный слой имеет толщину 0,6 2,0 мм, битумнополимерный 2,0 2,5 мм, а нижний слой 0,02 0,035.

Полимерный слой на основе полиизобутилена имеет следующий состав, мас.

Полиизобутилен (П 118 или П 200) 26
Полиэтилен высокого давления 15
Полиэтилен низкого давления 15
Битум строительный 43
Антисептик 1,
его получают в резиносмесителе, куда подается полиизобутилен и весь полиэтилен, затем битум в три приема и антисептик. Масса перемешивается при 130 160^oC в течение 35 45 мин. Полученная смесь вальцуется в течение 20 мин и каландруется в пленку толщиной 0,6 1,0 мм.

Битумно-полимерную композицию (средний слой) готовят в смесителе периодического действия по указанной выше рецептуре (см.табл. 1), куда подается битум с температурой 200 220^oC и резиновая крошка, девулканизация последней производится при 180 20^oC в течение 30 40 мин. Затем вводят все остальные ингредиенты и смесь перемешивают при 140 - 160^oC в течение 60 мин.

В качестве антиадгезива (нижний слой) используют готовую полиэтиленовую пленку толщиной 0,02 0,03 мм (ГОСТ 10354-82) или полипропиленовую пленку толщиной 0,02 0,035 мм (ТУ-6-49-0203534-73-91).

Технология получения многослойного материала заключается в приготовлении битумно-полимерного слоя, шприцевания его толщиной 2,0 2,5 мм на полимерный слой с одновременным нанесением на другую сторону полиэтиленовой или полипропиленовой пленкой с последующей прокаткой на каландре и намоткой в рулоны.

Состав предлагаемого многослойного материала приведен в табл.2.

Способ нанесения многослойного материала осуществляют следующим образом.

На кровлю подают рулон материала, производят его раскатку с одновременным прогревом нижнего и среднего слоя пламенем газовой горелки или термоэлементами при 250 350^oC с последующей прикаткой.

При температуре ниже 250^oC не происходит разогрев, необходимый для приклейки, а при температуре выше 350^oC происходит деструкция битумно-полимерной композиции.

Испытания многослойного материала проводят на адгезионную прочность, стойкость к циклическому тепловому удару и на деформативную прочность при моделировании работы материалов над стыком в кровле.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое решение отличается от известных как по конструкции материала, так и по способу его нанесения.

Полимерный слой, являясь основным, несущим нагрузку, одновременно выполняет защитные функции, а битумно-полимерная приклеивающая композиция имеет отличие в составе как по полимерной составляющей (бутилкаучук, резиновая крошка), так и по пластифицирующей добавке. Последний является инденкумароновая смола и канифоль (см.табл.1). Дополнительным пластификатором становится и низкомолекулярный полиэтилен, образующийся в процессе оплавления битумно-полимерного слоя вместе с полиэтиленовой пленкой при нанесении многослойного материала при устройстве кровли.

Свойства предлагаемого многослойного материала и способ его нанесения в сравнении с прототипом даны в табл.3.

Из данных таблицы следует, что предлагаемый многослойный материал при предлдагаемом способе его нанесения по трещиностойкости и долговечности (адгезионная прочность, стойкость к циклическому тепловому удару, разрушающие нагрузки) значительно превосходят известные.

Таким образом, изобретение обладает новизной и позволяет повысить трещиностойкость и долговечность.

Формула изобретения

1. Многослойный материал, включающий слой полиэтиленовой или полипропиленовой пленки, слой битумно-полимерной композиции и слой полимерной композиции, отличающийся тем, что слой битумно-полимерной композиции размещен на полиэтиленовой или полипропиленовой пленке и выполнен следующего состава, мас.

Битум 60 68
Бутилкаучук 5 7
Резиновая крошка 10-15
Дробленое кордное волокно 1 5
Инденкумароновая смола 1 4
Канифоль 1 3
Наполнитель Остальное
а полимерная композиция выполнена на основе поливинилхлорида, или полиизобутилена, или бутилкаучука и размещена на слое битумно-полимерной композиции.

2. Материал по п.1, отличающийся тем, что полиэтиленовая пленка имеет толщину 0,02 0,03 мм, а полипропиленовая 0,02 0,035 мм.

3. Способ нанесения многослойного материала, включающий раскатку рулона, прогрев битумно-полимерного слоя и прикатку, отличающийся тем, что раскатку многослойного материала осуществляют полиэтиленовой или полипропиленовой пленкой вниз, а прогреву подвергают слой пленки и битумно-полимерной композиции, содержащей следующие компоненты, мас.

Битум 60 68
Бутилкаучук 5 7
Резиновая крошка 10 15
Дробленое кордное волокно 1 5
Инденкумароновая смола 1 4
Канифоль 1 3
Наполнитель Остальное
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что прогрев осуществляют при 250 - 350^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2