Гидроизоляционная и герметизирующе-клеящая композиция
Владельцы патента RU 2478113:
Чубина Анна Анатольевна (RU)
Чубин Валерий Николаевич (RU)
Смирных Александр Александрович (RU)
Изобретение относится к химической технологии, в частности к технологии переработки полимеров и композитов, и касается гидроизоляционной и герметизирующе-клеящей композиции. Композиция включает в себя следующее соотношение компонентов, мас.%: каучуки синтетические неспецифицированные марок СКД-структурированные отходы производства 17,0-20,0; каучуки синтетические неспецифицированные марок СКС-отходы производства 23,0-25,0; битум БНК-90/30 18,0-20,5; смола алкилфенольная-октофор-N 2,0-1,5; мел 20,0-12,0; каолин 5,0-3,0; отходы индустриальных масел 15,0-18,0. Изобретение обеспечивает повышение качества гидроизоляционной и герметизирующе-клеящей композиции, за счет улучшения ее физико-механических показателей и снижения ее водопоглощения. 1 табл., 4 пр.
Изобретение относится к химической технологии, в частности к технологии переработки полимеров и композитов, и может быть использовано для производства гидроизоляционных и герметизирующе-клеящих покрытий и для изоляции стыков, швов, примыканий, приклейки рулонных кровельных материалов и гидроизоляции фундаментов и трубопроводов.
Известна мастика, предназначенная для герметизации и гидроизоляции [Авторское свидетельство СССР №1766937, кл. С09K 3/10, 1992], включающая бутилкаучук, минеральное масло и наполнитель в следующих соотношениях, мас.%:
| отходы производства бутилкаучука, | |
| с вязкостью по Муни 35-45 | 8,0-12,0 |
| минеральное масло | 10,5-22,0 |
| Наполнитель | 61,0-79,0 |
Недостатки этой мастики - относительно низкая теплостойкость и пониженные адгезионные свойства.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является композиция [Патент РФ №2406743, кл. С09D 109/06, 2010], включающая, мас.%:
| каучуки синтетические неспецифицированные | |
| (отходы производства) марок СКС | 31,5-34,0 |
| битум 90/30 | 17,6-26,0 |
| минеральный наполнитель - мел | 17,0-29,0 |
| отходы индустриальных масел | 10,0-23,0 |
| октофор-N | 1,5-3,0 |
Технология получения гидроизоляционной и герметизирующе-клеящей композиции включает в себя предварительную обработку полимера с частью минерального наполнителя (мела) и битума на вальцах, прогретых до 40-60°С в течение 5-10 мин и дальнейшую гомогенизацию смеси в клеемешалках или др. аппаратах роторного типа с введением остатка ингредиентов. Причем добавление пластификатора (отходов индустриальных масел) необходимо осуществлять периодически, порциями, чтобы избежать замасливания роторов в мешалке и резкого снижения эффективности перемешивания. Время приготовления композиции - 50±10 минут.
Недостатками известной композиции являются недостаточно высокие физико-механические показатели и относительно высокое водопоглощение.
Техническая задача изобретения - повышение качества гидроизоляционной и герметизирующе-клеящей композиции, за счет улучшения ее физико-механических показателей и снижения ее водопоглощения.
Техническая задача изобретения достигается тем, что в гидроизоляционной и герметизирующе-клеящей композиции, включающей каучуки синтетические неспецифицированные - отходы производства марок СКС, битум, отходы индустриальных масел, минеральный наполнитель - мел и модифицирующую добавку, новым является то, что в нее дополнительно в качестве полимера вносят каучуки синтетические неспецифицированные СКД - структурированные отходы производства, а в качестве минерального наполнителя - смесь мела и каолина, взятых в соотношении 1:4, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Каучуки синтетические неспецифицированные | |
| марок СКД - структурированные | |
| отходы производства | 17,0-20,0 |
| Каучуки синтетические неспецифицированные | |
| марок СКС - отходы производства | 23,0-25,0 |
| Битум БНК - 90/30 | 18,0-20,5 |
| Смола алкилфеноламинная - октофор N | 2,0-1,5 |
| Мел | 20,0-12,0 |
| Каолин | 5,0-3,0 |
| Отходы индустриальных масел | 15,0-18,0 |
Перечисленные вещества имеют полное техническое название и характеризуются следующими стандартами:
| Каучуки синтетические неспецифицированные марок СКС - синтетические бутадиен-стирольные каучуки неспецифицированные - отходы производства бутадиен-стирольных каучуков марок СКС, с вязкостью по Муни 35,0 - 75,0 | |
| ТУ 38.309-03-033-90 | |
| Каучуки синтетические бутадиеновые неспецифицированные (структурированные отходы производства) марок СКД с вязкостью по Муни 32,0 - 77,0 | - |
| Битумы нефтяные кровельные марки БНК-90/30 с температурой размягчения по КИШ 90°С | ГОСТ 9548-74 |
| Мел - карбонат кальция - мел природный обогащенный, представляющий собой порошкообразный продукт преимущественно белого цвета Каолин (каолиновые глины) химического | ГОСТ 12085-88 и ТУ - 21-01-143 66 |
| состава: Si03 46-48%; Аl203+Тi02 - 36-39%; Fе2О3 - | - |
| 0,5-0,9% (основные компоненты, мас.%) | |
| Отходы индустриальных масел - отработанные и не подлежащие регенерации индустриальные масла в товарном виде, соответствующие ГОСТ 20799-88 | - |
| Октофор-N - феноламинная смола продукт взаимодействия аминных соединений и алкил-фенола | ТУ 38 УССР 201415-83 |
Технический результат изобретения заключается в повышении качества гидроизоляционной и герметизирующе-клеящей композиции за счет повышения ее физико-механических показателей и снижения ее водопоглощения.
Гидроизоляционную и герметизирующее-клеящую композицию готовят следующим образом:
Полимерную составляющую часть гидроизоляционной и герметизирующее-клеящей композиции предварительно обрабатывают на вальцах, прогретых до 45,0-65,0°С в течение 3,0-5,0 мин, добавляют 1/2 часть минерального наполнителя от общей его дозировки в составе гидроизоляционной и герметизирующей композиции, в качестве которого используют смесь мела и каолина, взятых в соотношении 1:4, и 1/2 часть битума от общей его дозировки в составе гидроизоляционной и герметизирующей композиции и продолжают вальцевание до полной гомогенизации смеси, затем смесь снимают с вальцев и дальнейшую ее гомогенизацию осуществляют в аппаратах роторного типа с введением всех остальных частей ингредиентов по рецептуре гидроизоляционной и герметизирующей композиции. Причем добавление отходов индустриальных масел необходимо осуществлять периодически, порциями по 1/10 части от его общего количества, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Каучуки синтетические неспецифицированные марок СКД (структурированные отходы производства) | 17,0-20,0 |
| Каучуки синтетические неспецифицированные марок СКС (отходы производства) | 23,0-25,0 |
| Битум БНК - 90/30 | 18,0-20,5 |
| Октофор-N | 2,0-1,5 |
| Мел | 20,0-12,0 |
| Каолин | 5,0-3,0 |
| Отходы индустриальных масел | 15,0-18,0 |
Время приготовления композиции - 60,0±5,0 минут.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1 (прототип).
На предварительно прогретые до температуры 62,0°С вальцы загружают каучуки синтетические неспецифицированные марок СКС (отходы производства) в количестве 3,15 кг (31,5 мас.%), вальцуют в течение 8,0 мин, добавляют мел в количестве 2,85 кг (28,5 мас.%) и битум в количестве 2,50 кг (25,0 мас.%), продолжают вальцевание до полной гомогенизации смеси. Затем смесь снимают с вальцев и сразу же помещают в смеситель роторного типа (например, клеемешалку). В смесителе в композицию вводят оставшиеся части мела, битума и остальные компоненты согласно рецептуре композиции: октофор-N в количестве 0,25 кг (2,5 мас.%), отходы индустриальных масел в количестве 1,25 кг (12,5 мас.%), причем отходы индустриальных масел добавляют порциями по 0,15 кг. Процесс смешения прекращают после получения гомогенной массы гидроизоляционной и герметизирующее-клеящей композиции. Общее время смешения композиции составляет 60,0 мин.
Полученную композицию анализируют, данные анализа представлены в таблице 1.
Пример 2.
На предварительно прогретые до температуры 62,0°С вальцы загружают каучуки синтетические неспецифицированные марок СКД (структурированные отходы производства) в количестве 1,70 кг (17,0 мас.%) и каучуки синтетические неспецифицированные марок СКС (отходы производства) в количестве 2,30 кг (23,0 мас.%), вальцуют в течение 8,0 мин, добавляют 1/2 часть минерального наполнителя от общей его дозировки в составе гидроизоляционной и герметизирующей композиции в количестве 1,25 кг, в качестве которого используют смесь (в соотношении 1:4) мела и каолина (мел в количестве 1,0 кг (20,0 мас.%), каолин в количестве 0,25 кг (5,0 мас.%)) и 1/2 часть битума от общей его дозировки в составе гидроизоляционной и герметизирующей композиции в количестве 0,90 кг (9,0 мас.%), продолжают вальцевание до полной гомогенизации смеси, затем смесь снимают с вальцев и сразу же помещают в смеситель роторного типа (например, клеемешалку). В смесителе роторного типа в композицию вводят оставшиеся по рецептуре гидроизоляционной и герметизирующей композиции части минерального наполнителя (смеси мела и каолина в соотношении 1:4) и битума, и остальные компоненты согласно рецептуре композиции: октофор-N в количестве 0,20 кг (2,0 мас.%), отходы индустриальных масел в количестве 1,50 кг (15,0 мас.%), причем отходы индустриальных масел добавляют порциями по 0,15 кг. Процесс смешения прекращают после получения гомогенной массы гидроизоляционной и герметизирующее-клеящей композиции. Общее время смешения композиции составляет 60,0 мин.
Полученную композицию анализируют, данные анализа представлены в таблице 1.
Пример 3.
Гидроизоляционную и герметизирующее-клеящую композицию готовят аналогично примеру 2, но при соотношении ингредиентов - каучуки синтетические неспецифицированные марок СКД (структурированные отходы производства) в количестве 1,70 кг (17,0 мас.%), каучуки синтетические неспецифицированные марок СКС (отходы производства) в количестве 2,50 кг (25,0 мас.%), битум в количестве 1,80 кг (18,0 мас.%), октофор-N в количестве 0,20 кг (2,0 мас.%), минеральный наполнитель (смесь мела и каолина соотношении 1:4) в количестве 2,0 кг (мел в количестве 1,6 кг (16,0 мас.%), каолин в количестве 0,4 кг (4,0 мас.%)) и отходы индустриальных масел в количестве 1,80 кг (18,0 мас.%). Общее время смешения композиции составляет 62,0 мин.
Полученную композицию анализируют, данные анализа представлены в таблице 1.
Пример 4.
Гидроизоляционную и герметизирующее-клеящую композицию готовят аналогично примеру 2, но при соотношении ингредиентов - каучуки синтетические неспецифицированные марок СКД (структурированные отходы производства) в количестве 2,0 кг (20,0 мас.%), каучуки синтетические неспецифицированные марок СКС (отходы производства) в количестве 2,30 кг (23,0 мас.%), битум в количестве 2,05 кг (20,5 мас.%), октофор-N в количестве 0,15 кг (1,5 мас.%), минеральный наполнитель (смесь мела и каолина соотношении 1:4) в количестве 1,7 кг (мел в количестве 1,4 кг (14,0 мас.%), каолин в количестве 0,35 кг (3,5 мас.%)) и отходы индустриальных масел в количестве 1,80 кг (18,0 мас.%). Общее время смешения составляет 56,0 мин.
Полученную композицию анализируют, данные анализа представлены в таблице 1.
Как видно из табл.1, предложены составы гидроизоляционных и герметизирующе-клеящих композиций, имеющих улучшенные физико-механические свойства и пониженное водопоглощение по сравнению с прототипом, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
| Каучуки синтетические неспецифицированные марок СКД (структурированные отходы производства) | 17,0-20,0 |
| Каучуки синтетические неспецифицированные марок СКС (отходы производства) | 23,0-25,0 |
| Битум БНК - 90/30 | 18,0-20,5 |
| Октофор-N | 2,0-1,5 |
| Мел | 20,0-12,0 |
| Каолин | 5,0-3,0 |
| Отходы индустриальных масел | 15,0-18,0 |
При использовании в композиции каучуков синтетических неспецифицированных марок СКД и СКС (отходов производства) в количестве большем, чем 20,0 мас.% и 25,0 мас.%, соответственно, получаемые гидроизоляционные и герметизирующе-клеящие композиции имеют относительно высокое водопоглощение, повышенную эффективную вязкость материала. Содержание в композиции отходов производства соответствующих каучуков, меньшем чем 17,0 мас.% и 23,0 мас.%, соответственно, обуславливает пониженные эксплуатационно-технологические свойства материала, что является неприемлемым. В случае увеличения содержания в рецептуре битума выше 20,5 мас.%, наблюдается относительно высокая эффективная вязкость материала при низких температурах, увеличивается водопоглощение. При пониженном содержании битума - менее 18,0 мас.% - эффективная вязкость материала снижается незначительно, что приводит к дополнительным энергетическим затратам при получении и применении композиций. Увеличение содержания в рецептуре композиции минерального наполнителя (смесь мела и каолина 1:4) 20,0 мас.% относительно предлагаемого наибольшего его количества ведет к значительному повышению эффективной вязкости материала, снижается перерабатываемость и эксплуатационные свойства композиции, в свою очередь, пониженное содержание минерального наполнителя (смесь мела и каолина 1:4) 12,0 мас.% в рецептуре приводит к увеличению текучести композиции. Передозировка отходов индустриальных масел (более 18,0 мас.%) приводит к значительному снижению эффективной вязкости системы, материал течет по поверхности в условиях эксплуатации, склеивающие способности композиции понижены. При заниженном содержании отходов индустриальных масел (менее 15,0 мас.%) в композиции наблюдается высокая жесткость композиции, пониженная адгезия, что с точки зрения эксплуатационно-технологических свойств, предъявляемых к данным материалам, неприемлемо. Большое содержание в композиции смолы октофор-N (более 2,0 мас.%) приводит к увеличению эффективной вязкости материала в условиях эксплуатации, росту водопоглощающих свойств, заниженное содержание в композиции октофора-N (менее 1,5 мас.%) ухудшает физико-механические характеристики материала.
Предлагаемые гидроизоляционные и герметизирующе-клеящие композиции могут быть использованы в качестве гидроизоляционных и герметизирующе-клеящих покрытий, которые позволяют улучшить их адгезионные свойства, расширить температурный интервал работоспособности и снизить водопоглощение, что в совокупности позволяет повысить качество получаемых покрытий, предлагаемые материалы позволяют снизить их себестоимость за счет использования в рецептуре отходов производства каучуков и отработанных, не подлежащих регенерации индустриальных масел.
| Таблица 1 | ||||
| Свойство | Данные по примерам | |||
| 1 (прототип) | 2 | 3 | 4 | |
| Эффективная вязкость | ||||
| t=20°С, Dr=11,1 с-1, τ=15,0 сек, µэф ·10-4. Па·с | 28,82 | 26,90 | 25,74 | 27,41 |
| t=80°C, Dr=11,1 с-1, τ=15,0 сек, µэф ·10-4. Па·с | 12,43 | 9,68 | 9,12 | 10,27 |
| t=150°C, Dr=11,1 с-1, τ=15,0 ceк, µэф ·10-4. Па·с | 9,56 | 5,83 | 5,38 | 5,07 |
| Характер разрушения | Адгезионный | Когезионный | ||
| Предел прочности при разрыве fp, МПа | 0,03 | 0,04 | 0,03 | 0,03 |
| Относительное удлинение при максимальной нагрузке εp, % | 37,32 | 40,60 | 45,23 | 42,14 |
| Водопоглощение (24 ч), мас.% | 0,31 | 0,19 | 0,20 | 0,19 |
| Водонепроницаемость, 1,0 кПа | Выдерживает | Выдерживает | ||
| Склеивающие способности | Разрыв по пергамину | Разрыв по пергамину |
Гидроизоляционная и герметизирующе-клеящая композиция, включающая каучуки синтетические неспецифицированные - отходы производства марок СКС, битум, отходы индустриальных масел, минеральный наполнитель - мел и модифицирующую добавку, отличающаяся тем, что в нее дополнительно в качестве полимера вносят каучуки синтетические неспецифицированные СКД - структурированные отходы производства, а в качестве минерального наполнителя - смесь мела и каолина, взятых в соотношении 1:4, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Каучуки синтетические неспецифицированные | |
| марок СКД - структурированные | |
| отходы производства | 17,0-20,0 |
| Каучуки синтетические неспецифицированные | |
| марок СКС - отходы производства | 23,0-25,0 |
| Битум БНК - 90/30 | 18,0-20,5 |
| Смола алкилфеноламинная-октофор N | 2,0-1,5 |
| Мел | 20,0-12,0 |
| Каолин | 5,0-3,0 |
| Отходы индустриальных масел | 15,0-18,0 |
