Гидроизоляционная мастика

Использование: изобретение относится к области производства полимерных строительных гидроизоляционных материалов, применяемых в производстве и ремонте кровли, герметиков и ремонтных материалов, используемых для гидроизоляционной защиты бетонных, кирпичных и т.п. надземных и подземных сооружений, а также антикоррозийной защиты металлических конструкций и трубопроводов. Гидроизоляционная мастика содержит, мас.%: битумно-полимерный компонент HL 38,0-40,5; ксилол 23,0-24,3; минеральный наполнитель 30,3-32,3; диоктилфталат - остальное. Технический результат: создание мастики с повышенными физико-механическими свойствами (адгезия к металлу, бетону, водопоглощение, прочность), стойкой в большом диапазоне эксплуатируемых температур, а также низкая себестоимость ее изготовления. 2 табл.

 

Изобретение относится к области производства полимерных строительных гидроизоляционных материалов, применяемых в производстве и ремонте кровли, герметиков и ремонтных материалов, используемых для гидроизоляционной защиты бетонных, кирпичных и т.п. надземных и подземных сооружений, а также антикоррозийной защиты металлических конструкций и трубопроводов.

Известна изоляционная битумно-полимерная мастика для противокоррозийных защитных покрытий подземных трубопроводов, включающая смесь битумов, термоэласто-пласт, пластификатор - индустриальное масло, наполнитель - резиновую крошку и модификатор (RU, пат. 2241897, F 16 L 58/12, C 08 L 95/00).

Использованное индустриальное масло в качестве пластификатора при эксплуатации мастики окисляется под действием температурного и атмосферного воздействия и усыхает, происходит старение, изменение пластичности и физико-механических свойств, возникают внутренние напряжения и нарушение внутренних связей, что, в конце концов, приводит к деформациям и коррозии трубопроводов, особенно в условиях температурных перепадов. Кроме того, данная мастика обладает недостаточной адгезией к металлу.

Известна гидроизоляционная композиция, содержащая битум, резиновую крошку, волокнистый наполнитель, отходы полиэтилена, пластификатор, выбранный из группы, включающей дибутилфталат, диоктилфталат, трифенилфосфат и серу (RU, пат. 2026323, C 08 L 95/00). Данная композиция обеспечивает достаточную надежность защиты бетонных материалов в условиях значительных перепадов температур. Однако существенным недостатком данной композиции являются недостаточно высокие физико-химические свойства (низкое значение гибкости, эластичности), а также сложность получения необходимых эксплуатационных свойств. Добавка резины к битуму улучшает эксплуатационные свойства, особенно морозостойкость, но значительно ухудшает вязкотекучие свойства (при технологических температурах 180-200°С) из-за плохой совместимости резины с битумом. Поэтому для получения однородного состава композиции с улучшенным комплексом свойств особое внимание уделяется как измельчению резины, так и применению различных добавок, например серы, улучшающих совместимость битума и резиновой крошки, то есть технология приготовления композиции предусматривает большое количество компонентов, что значительно усложняет технологический процесс, а следовательно, повышает стоимость процесса производства композиции.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является битумно-полимерная композиция, содержащая битум, полимер, отходы индустриальных масел в качестве пластификатора и минеральный наполнитель - мел (RU, пат. 2184751, C 08 L 95/00, 9/00, С 08 К 3/10).

Недостатком данной композиции являются ее низкие адгезионные свойства.

Техническим результатом заявляемого технического решения является создание мастики с повышенными физико-механическими свойствами (адгезия к металлу, бетону, водопоглощение, прочность) и стойкой в большом диапазоне эксплуатируемых температур, а также низкая себестоимость ее изготовления.

Технический результат достигается тем, что гидроизоляционная мастика включает битум, полимер, пластификатор, мелкодисперсный минеральный наполнитель с фракциями 0,08-0,15 мм, при этом битум и полимер представлены в виде отдельного самостоятельного битумно-полимерного компонента HL, изготовленного на основе битума и термопластичных полимеров, в качестве пластификатора содержит диоктилфталат и дополнительно содержит растворитель - ксилол при следующем содержании компонентов, мас.%:

Битумно-полимерный компонент HL	38,0-40,5
Ксилол	23,0-24,3
Минеральный наполнитель	30,3-32,3
Диоктилфталат	остальное

Основу заявляемой мастики составляет битумно-полимерный компонент HL на основе битума и термопластичных материалов. Это вязкая жидкость с плотностью 0,96-1,2 г/л.

При заявленном количественном соотношении компонентов мастики в процессе соответствующего технологического процесса приготовления происходит образование структуры композиции с синергетическим эффектом.

Так, битумно-полимерный компонент в составе композиции работает с пластификатором диоктилфталатом как пластифицирующее связующее с выстраиванием новых молекулярных и межмолекулярных связей. При этом в заявленном количестве пластификатора функция его проявляется в наибольшей активности, усиливая адгезионные и диффузионные свойства. В соединении с мелкодисперсным минеральным наполнителем происходит ускоренное проникновение связей в наполнитель, без нарушения при этом структуры наполнителя, с выстраиванием новой структуры композиции с повышенными физико-механическими свойствами (адгезия к металлу и бетону, прочность и водопоглощение) и стойкой к агрессивным средам и температурным перепадам. Используемый ксилол разжижает композицию до необходимой консистенции с исключением свертываемости. Кроме того, в зависимости от количественного состава пластификатора возможно получение нескольких составов мастики с различным спектром действия. Так, для ремонта кровель необходимо большее количество пластификатора, поскольку происходит проникновение мастики в кровлю за счет химического взаимодействия мастики с битумной составляющей кровли. Для окраски же поверхностей из других материалов требуется меньшее количество пластификатора, поскольку мастика хорошо адгезирует в поверхностный слой окрашиваемой поверхности.

Для приготовления мастики используют:

- Битумно-полимерный компонент HL фирмы изготовителя HALIK. Ltd, Израиль.

- Минеральный наполнитель - песок, мраморная пудра, мел и другие наполнители мелкодисперсного состава с фракциями от 0,15 до 0,08 мм по соответствующий нормативным документам.

- Пластификатор - диоктилфталат по ГОСТ 8728-88.

- Ксилол нефтяной по ГОСТ 9410-72.

- Пигменты по ГОСТ 4579-79.

Мастику готовят следующим образом.

I. Мастика HL-1-MK для ремонта мягких кровель и устройства новых.

Пример 1.

Мастику готовят в помещении при температуре от -10°С до +40°С. Битумно-полимерный компонент HL заливают в работающий миксер, засыпают колер в количестве, необходимом для получения желаемого цвета. Затем засыпают минеральный наполнитель - мел. После засыпки последней порции наполнителя миксер работает 30 мин, после чего добавляют диоктилфталат и перемешивают массу в течение 30 мин, добавляют ксилол и перемешивают еще 15 мин. При этом для получения готового продукта 1300 кг количество компонентов берут при содержании их мас.%:

Битумно-полимерный компонент HL	38,0
Ксилол	23,0
Минеральный наполнитель	30,3
Диоктилфталат	остальное

Получена мастика в виде вязкой сметанообразной массы с цветом используемого пигмента и следующими физико-механическими свойствами:

- Условная прочность, МПа, при толщине пленки 0,5-0,8 мм - 2,16-2,98

- Относительное удлинение при разрыве, %, - не менее 375

- Адгезия, МПа:

к бетону	0,38
к металлу	0,4
к рубероиду	1,3

- Водопоглощение (24 часа), мас.% - 0,38

- Температура размягчения, °С - 87

- Теплостойкость (удлинение), %

+30°С	2,7
+40°С	7,5
+50°С	разрушение

Ремонт мягких кровель и устройство новых с применением описанного выше состава мастики.

При ремонте кровель заделывают все поврежденные участки кровли, после чего очищают всю поверхность крыши от грязи и пыли и наносят гидроизоляционный ковер из мастики в два слоя. Первый слой пропитывает материал, на который он наносится, заполняя все поры и микротрещины, полимеризуется в нем в течение 2-4 часов в зависимости от температуры окружающей среды. Затем наносится второй слой, образующий бесшовное монолитное покрытие толщиной от 0,5 до 0,8 мм любой цветовой гаммы в виде пластичной полиэтиленовой пленки, не пропускающей влагу при прямом давлении до 7 атм, а при обратном 1 атм. При отрицательных температурах мастика не требует подогрева. Адгезия мастики к поверхности кровли происходит за счет химического соединения ее с битумной составляющей кровельного материала (рубероид, рубемаст, стекломаст и т.д.). При адгезии активная газовая составляющая мастики проникает внутрь кровельного материала, вступает в химическое взаимодействие с битумом, образуя сополимерную битумную композицию, восстанавливающую пластичные и упругие свойства битума, то есть старые кровли восстанавливают качество входящего в их состав битума и тем самым продляют срок службы кровли. В случае устройства новой кровли бетонную поверхность крыши покрывают одним из кровельных материалов (рубемаст, стекломаст и т.п.), на него наносят гидроизоляционный слой по технологии, аналогичной при ремонте кровель.

В обоих случаях получено покрытие с высокими физико-механическими свойствами, работающее в диапазоне температур от +40°С до -40°С.

II. Мастика HL-1-ЖБ для гидроизоляции бетона, металла, шифера, кирпича.

Пример 2.

Мастику готовят по примеру 1 с содержанием компонентов, мас.%:

Битумно-полимерный компонент HL	39,0
Ксилол	23,4
Минеральный наполнитель	31,3
Диоктилфталат	остальное

В качестве минерального наполнителя используют мраморную пудру. Мастика, приготовленная по примеру 2, используется для гидроизоляции фундаментов, бетонных и кирпичных стен, бассейнов, резервуаров, подвалов, отстойников, фонтанов, различных спортивных сооружений, а также антикоррозийной защиты металлоконструкций и трубопроводов.

Гидроизоляция производится окраской мастики на два слоя любой цветовой гаммы, не требующей защитных стенок и предварительных огрунтовок. Первый слой адгезирует в нанесенную поверхность, заполняя все поры и микротрещины, полимеризуется в нем (отвердевает) в течение от 2-х до 4-х часов в зависимости от температуры окружающей среды, затем наносится второй слой, образуя единое монолитное покрытие толщиной от 0,5 до 0,8 мм. После полимеризации (отвердевания) 2-го слоя можно производить работы по засыпке фундаментов.

Применение мастики в данном виде гидроизоляции уменьшает трудозатраты, обеспечивает хорошую эксплуатацию, защищает конструкции зданий и сооружений от химической коррозии бетона и других материалов в агрессивных средах, повышает марку бетона по водонепроницаемости при прямом давлении воды с W2 до W16, уменьшает трение на вертикальных поверхностях при вспучивании грунтов. Окраска поверхностей производится кистью, валиком или безвоздушным распылением (метод Эрлес).

При гидроизоляции металлоконструкций и металлических трубопроводов мастика HL-1-ЖБ является новым эффективным модификатором ржавчины, т.к. образует ионную связь с оксидами и гипероксидами железа, и за счет нитрильных групп имеет место ион-дипольное взаимодействие с металлом. При окраске металлоконструкций, по сравнению с химостойкими лаками, защищает металл от ржавчины в течение 53-х лет, а при покраске трубопроводов выполняет роль усиленной антикоррозийной гидроизоляции. Защищает конструкции от воздействия химических соединений, кислот, солей и т.п. Является отличным антикоррозийным гидроизоляционным материалом, хорошо адгезирующим с металлической поверхностью и любыми другими, на которые наносится. Работает как монолитное покрытие без стыков и швов в диапазоне температур от +40 до -40°С, образующаяся на металлической поверхности и поверхности трубопровода пленка не пропускает влагу при прямом давлении до 7 атм, а при обратном 1 атм. Мастика, нанесенная на трубопровод и металлические конструкции, при проведении климатических испытаний показала, что стойкость ее к воздействию температуры и влажности соответствует не менее 10 лет по декоративным свойствам и не менее 53 лет по долговечности. Не отслаивается при температуре трубопроводов до +140°С. Выдерживает воздействие блуждающих токов до 2 кВт.

Окраска производится на 2 слоя кистью, валиком или безвоздушным распылителем (метод Эрлес) и не требует тщательной очистки поверхности от ржавчины. Первый слой адгезирует в нанесенную поверхность, заполняя все микропоры, полимеризуется в нем в течение от 2-х до 4-х часов в зависимости от температуры окружающей среды (при t +18°С через 2 часа, а при t -40°С через 4 часа, затем наносится второй слой, образуя монолитное покрытие толщиной от 0,5 до 0,8 мм. Окрасочная мастика выпускается любой цветовой гаммы по желанию потребителя.

III. Мастика HL-1-Б для обеспыливания (окраски) и гидроизоляции бетонных полов.

Пример 3.

Мастику готовят по примеру 1 с содержанием компонентов, мас.%:

Битумно-полимерный компонент HL	40,35
Ксилол	24,2
Минеральный наполнитель	32,3
Диоктилфталат	остальное,

а в качестве минерального наполнителя используют песок.

Окрашиваемую поверхность бетонных полов тщательно подготавливают, очистив ее от пыли и грязи, после чего производят окраску в два слоя. Первый слой наносится на подготовленную поверхность кистью, валиком или безвоздушным распылением (метод Эрлес) и выдерживается от 2-х до 4-х часов, заполняя все поры и микротрещины, полимеризуется (отвердевает) в зависимости от температуры окружающей среды, образуя тонкую пленку. После полимеризации 1-го слоя наносится второй фактурный слой, образуя паропроницаемую монолитную пленку толщиной от 0,5 до 0,8 мм любой цветовой гаммы.

IV. Мастика HL-1-Ф для окраски фасадов зданий и внутренних помещений.

Пример 4.

Мастику готовят по примеру 1 с содержанием компонентов, мас.%:

Битумно-полимерный компонент HL	40,5
Ксилол	24,3
Минеральный наполнитель	30,4
Диоктилфталат	остальное,

а в качестве минерального наполнителя используют мраморную пудру.

Мастика HL-1-Ф, приготовленная по примеру 4, является хорошим окрасочным материалом и используется в качестве декоративного покрытия для всех видов фасадов кирпичных и бетонных, оштукатуренных, металлических, деревянных, шиферных и т.д., хорошо адгезирует с любой поверхностью, включая ДВП, ДСП, сухую штукатурку и т.д.

Любую окрашиваемую поверхность фасада необходимо тщательно подготовить под окраску, после чего производят окраску в два слоя. Первый слой наносится на подготовленную поверхность кистью, валиком или безвоздушным распылением (метод Эрлес) и выдерживается от 2-х до 4-х часов, заполняя все поры и микротрещины, полимеризуется (отвердевает) в зависимости от температуры окружающей среды, образуя тонкую пленку. После полимеризации 1-го слоя наносится второй фактурный слой, образуя паропроницаемую монолитную пленку толщиной от 0,5 до 0,8 мм любой цветовой гаммы.

В связи с повышенной адгезией материала HL-1-Ф к различным материалам, применяемым при отделке фасадов, и при хорошей подготовке поверхности под окраску, исключается отслаивание и вспучивание покрытия HL-1-Ф, а при дальнейшей эксплуатации не требуется новая покраска в течение 8-10 лет по декоративным свойствам, а по защитным - не менее 53-40 лет. При загрязнении фасада поверхность легко промывается водой.

Фасадное покрытие HL-1-Ф обладает превосходными водоотталкивающими свойствами, устойчиво к ультрафиолетовому излучению, неблагоприятному воздействию окружающей среды и загрязнению. Благодаря легкости в использовании, низкому расходу и небольшой усадке фасадная краска HL-1-Ф экономична, обладает хорошим гидроизоляционным, антикоррозийным и антигрибковым свойствами.

В таблице 1 приведены составы мастики, в таблице 2 - ее показатели.

Заявленная мастика, обладающая широким спектром действия, была использована в условиях резко континентального климата в г.Хабаровске для получения гидроизоляционных, антикоррозийных покрытий различных объектов. Так, с 2003 г. по 2005 г. было выполнено большое количество работ по ремонту кровель, окраске фасадов зданий, трубопроводов, проведены ремонтные работы очистных железобетонных аэротенков, трубопроводов горячей и холодной воды, а также окраска внутренних поверхностей подвальных помещений зданий и сооружений. Во всех случаях использования мастики получены гидроизоляционные покрытия, стойкие в условиях резкого перепада дневных и ночных температур и большой влажности, характерных для данного региона, что предполагает ее широкое промышленное применение в различных отраслях народного хозяйства.

Гидроизоляционная мастика включающая битум, полимер, пластификатор, мелкодисперсный минеральный наполнитель с фракциями 0,08-0,15 мм, отличающаяся тем, что содержит битум и полимер, представленный в виде отдельного самостоятельного битумно-полимерного компонента HL, изготовленного на основе битума и термопластичных полимеров, в качестве пластификатора содержит диоктилфталат и дополнительно содержит растворитель - ксилол - при следующем содержании компонентов, мас.%:

Битумно-полимерный компонент HL	38,0-40,5
Ксилол	23,0-24,3
Минеральный наполнитель	30,3-32,3
Диоктилфталат	Остальное