Битумно-каучуковая мастика

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве кровельных материалов, для защиты металлических, бетонных и других оснований, а также для герметизации швов в дорожном строительстве. Сущность: мастика содержит мас.%: битум нефтяной 59,0-80,5; бромбутил каучук или бутадиеновый каучук, или бутилкаучук, или низкомолекулярный полиэтилен 6,0-15,0; рапсовое масло или фракция α-олефинов С₂₀-С₂₆, или отход производства тримеров и тетрамеров пропилена 8,0-15,0; сера 0,5-1,0; доломитовый порошок или порошок окатышей горно-обогатительных комбинатов 5,0-10,0. Технический результат: повышение качественных характеристик мастики. 2 табл.

 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве кровельных материалов, для защиты металлических, бетонных и других оснований, а также для герметизации швов в дорожном строительстве.

Известна композиция (авт. св. СССР №834049, кл. С 08 L 95/00, опубл. 1981), включающая битум, бутилкаучук, пластификатор и наполнитель. Недостатком композиции является то, что совокупность невысокой прочности и слишком большого удлинения приводит к отрыву композиции из швов покрытий автомобильных дорог. Кроме того, композиция отличается недостаточной морозостойкостью.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является битумно-каучуковая мастика (авт. свид. СССР №1715757, кл. С 04 В 26/26, С 08 L 95/00, опубл. 1992, прототип), включающая битум, бутадиенметилстирольный каучук, канифоль, наполнитель - известь-пушонку, растворитель - толуол и поливинил-н-бутиловый эфир, серу и тиурам при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битум	17,5-22,5
Бутадиенметилстирольный каучук	7,5-9,5
Канифоль	0,5-2,5
Известь-пушонка	15-20
Поливинил-н-бутиловый эфир	0,5-2,5
Сера	0,25-0,5
Тиурам	0,25-0,5
Толуол	Остальное

Известная композиция мастики обладает сравнительно низкими значениями водостойкости, теплостойкости и адгезии к бетонной поверхности.

Задачей изобретения является создание битумно-каучуковой мастики, обладающей более высокими значениями теплостойкости, водостойкости и адгезии к бетонной поверхности.

Поставленная задача решается созданием битумно-каучуковой мастики, включающей битум нефтяной, каучук, наполнитель, растворитель и серу, отличающейся тем, что содержит в качестве наполнителя доломитовый порошок или порошок окатышей горно-обогатительных комбинатов, в качестве растворителя и дополнительно пластификатора - рапсовое масло или фракцию α-олефинов C₂₀-С₂₆, или отход производства тримеров и тетрамеров пропилена, представляющий собой смесь изомеров олигомеров пропилена С₁₅, в качестве каучука - бромбутил каучук или бутадиеновый каучук, или бутилкаучук, или низкомолекулярный полиэтилен при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битум нефтяной	59,0-80,5
Бромбутил каучук или бутадиеновый
каучук, или бутилкаучук, или
низкомолекулярный полиэтилен	6,0-15,0
Рапсовое масло или фракция α-олефинов
C20-С26, или отход производства тримеров
и тетрамеров пропилена	8,0-15,0
Сера	0,5-1,0
Доломитовый порошок или порошок
окатышей горно-обогатительных комбинатов	5,0-10,0

В качестве битума нефтяного применяют битумы изоляционные по ГОСТ 9812-74, или строительные по ГОСТ 6617-76, или кровельные по ГОСТ 9548-74.

Фракция α-олефинов С₂₀-С₂₆ побочный продукт при производстве альфа-олефинов C₈-C₁₀, С₁₀-С₁₂, C₁₂-C₁₈ термокаталитической олигомеризацией этилена, соответствует ТУ 2411-068-05766801-97: температура вспышки - 171°С, самовоспламенения - 250°С.

Масло рапсовое по ГОСТ 8988-77 вырабатывается путем прессования и экстракции семян рапса.

Отход производства тримеров и тетрамеров пропилена - продукт ОАО «Нижнекамскнефтехим» представляет собой смесь изомеров олигомеров пропилена С₁₅.

Бромбутил каучук по ТУ 2294-096-05766801-2000 - продукт ОАО «Нижнекамскнефтехим».

В качестве бутилкаучука применяют бутилкаучук марки БК-2045Т или марки БК-1530 по ГОСТ 2199-78.

Бутадиеновый каучук марки СКБ получают анионной полимеризацией бутадиена, инициированной металлическим натрием. Указанный каучук (продукт Казанского завода синтетического каучука) имеет нерегулярное строение. Содержание 1,4-звеньев в среднем составляет 34%, 1,2-звеньев - 66%. Молекулярный вес достигает 200 тыс. а. е. Температура стеклования составляет - (50°С).

Низкомолекулярный полиэтилен (побочный продукт, отделяемый при сепарации возвратного этилена при высоком давлении 20-60 МПа) - воскообразное, полупрозрачное, гидрофобное вещество белого цвета, обладающее высокой адгезией к различным материалам. Продукт состоит из смеси насыщенных углеводородов, преимущественно нормального строения (температура плавления - 90°С, температура каплепадения 80°С, температура вспышки в открытом тигле - 263°С, молекулярная масса - 1500, температура начала кипения - 330°С.

В качестве серы применяют элементную товарную серу по ГОСТ 126-76.

Применяемый порошок окатышей - побочный продукт в технологическом процессе производства восстановленного горячебрикетированного железа (продукт Лебединского горно-обогатительного комбината. Белгородская область, г. Губкин). Гранулометрический состав окатышей следующий: остаток на сите 0,14 мм - не более 2 мас.%. Состав окатышей, мас.%: FeO - 1,53; Fe₃O₄ (FeO F₂O₃) - 4,90; F₂О₃ - 90,53; SiO₂ - 3,30; CaO - 0,11; S - 0,007; Р - 0,006. Остальные 1,117% составляют (по мере убывания): Al₂О₃, MgO, K₂O, Na₂O, T_iO₂.

Доломитовый порошок и порошок окатышей горно-обогатительных комбинатов имеют следующий зерновой состав, мас.%:

0,315 мм	не менее 100
0,07 мм	не менее 90

Последовательность приготовления мастик следующая: один из вышеперечисленных каучуков в расчетном количестве вводили в один из перечисленных растворителей, оставляли на сутки для набухания, затем перемешивали при 90-100°С до полной однородности. Полученный раствор в расчетном количестве вводили в битум, нагретый до 80°С, перемешивая до однородности, затем туда при той же температуре добавляли серу при перемешивании и на заключительной стадии добавляли расчетное количество порошка доломита или окатышей и перемешивали при 90°С до полной однородности. Составы и свойства приготовленных образцов мастик приведены в табл.1 и 2, соответственно.

Таблица 1 Составы приготовленных мастик
№№ образца	Состав, % мас.
Битум	Бром-бутил каучук	Низкомолекулярный полиэтилен	Бутилкаучук	Бутадиеновый каучук	Фракция α-олефинов	Рапсовое масло	Отход пр-ва тримеров и тетрамеров пропилена	Доломитовый порошок	Порошок окатышей	Сера
1	59,0	15,0	-			15,0			10,0		1,0
2	65,2	-	12,0	-	-	-	13,0			9,0	0,8
3	70,0	-	-	10,0	-	-	-	11	8,0		1,0
4	74,0				8,0	10,0	-	-	-	7,4	0,6
5	80,5	6,0	-	-			7,0		5,5		0,5
6	75,5				6,0			8,0		10,0	0,5
7	66,0		15,0			12,0			6,0		1,0
8	67,0			11,0				15,0		5,0	1,0

Таблица 2 Свойства мастик
Свойства мастик	№№ образцов
	1	2	3	4	5	6	7	8	прототип
Теплостойкость, °С, ГОСТ 2678-81	100	120	110	105	100	110	120	120	80-90
Гибкость слоя мастики при температуре, °С, ГОСТ 10296-79:
на стержне диаметром 10 мм	-25	-20	-15	-20	-25	-15	-25	-20	-(10-25)
на стержне диаметром 20 мм	-35	-35	-30	-35	-35	-30	-30	-30	-(10-35)
водопоглощение в воде за 24 часа при 20°С, г/м2, ГОСТ 2678-81	3	4	5	3	6	4	3	6	10-14
Адгезия к бетонной поверхности, кг с/см2 ГОСТ 2678-81	2,7	3,0	3,0	2,5	2,6	3,0	2,5	3,0	1,2-2,0
Водонепроницаемость под гидростатическим давлением, кг с/см2	2,8	3,0	3,0	2,9	3,0	2,9	3,0	2,8	1,5-2,5

Битумно-каучуковая мастика для гидроизоляции и герметизации, включающая битум нефтяной, каучук, наполнитель, растворитель и серу, отличающаяся тем, что содержит в качестве наполнителя доломитовый порошок или порошок окатышей горно-обогатительных комбинатов, в качестве растворителя и дополнительно пластификатора рапсовое масло или фракцию α-олефинов С₂₀-С₂₆, или отход производства тримеров и тетрамеров пропилена, представляющий собой смесь изомеров олигомеров пропилена С₁₅, в качестве каучука бромбутил каучук, или бутадиеновый каучук, или бутилкаучук, или низкомолекулярный полиэтилен при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битум нефтяной	59,0-80,5
Бромбутил каучук, или бутадиеновый
каучук, или бутилкаучук, или
низкомолекулярный полиэтилен	6,0-15,0
Рапсовое масло, или фракция α-олефинов
С20-С26, или отход производства тримеров
и тетрамеров пропилена	8,0-15,0
Сера	0,5-1,0
Доломитовый порошок или порошок
окатышей горно-обогатительных комбинатов	5,0-10,0