Композиция для отделочных и строительных работ

Изобретение относится к области отделочных и строительных материалов, а именно к составам шпатлевочных покрытий строительных силикатных и деревянных поверхностей, заделки щелей, трещин, и углублений в них, и может быть использовано для отделочных работ при наружной и внутренней финишной обработке интерьеров помещений, для изготовления объемных изображений при оформлении стендов, выставок, для лепки и формования всевозможных поделок и т.д. Композиция для отделочных и строительных работ содержит отходы бумажного производства, карбоксилметилцеллюлозу, пластификатор, воду и целевые добавки. В качестве пластификатора она содержит стирол-акриловую эмульсию, в качестве загустителя известь, а в качестве целевых добавок жидкое стекло и перекись водорода. Композиция для отделочных и строительных работ является экологически чистым материалом, обладает высокими теплоизоляционными, эластичными, адгезионными, противогрибковыми и противопожарными свойствами, дешева в изготовлении и безвредна при утилизации. 1 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к области отделочных и строительных материалов, а именно к составам шпатлевочных покрытий строительных силикатных и деревянных поверхностей, заделки щелей, трещин, и углублений в них, и может быть использовано для отделочных работ при наружной и внутренней финишной обработке интерьеров помещений, для изготовления объемных изображений при оформлении стендов, выставок, для лепки и формования всевозможных поделок и т.д.

Известна композиция для отделочных работ (патент РФ на изобретение №2107670 от 28.05.1996), применяемая для заделки щелей, трещин, углублений на деревянных, бетонных и оштукатуренных поверхностях, для ремонта деревянных изделий, для лепки и формирования всевозможных поделок, оформлении интерьеров в помещениях, ремонте деревянной мебели.

Данная композиция содержит полиакриламид в качестве связующего, мел в качестве наполнителя, отходы бумажного производства, целевые добавки в виде тетрабората натрия и оксида цинка при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Полиакриламид	1,5-3,0
Мел	15-30
Оксид цинка	1,0-2,0
Отходы бумажного производства	10,0-15,0
Тетраборат натрия	0.5-1,0
Вода	Остальное

Недостатком приведенной композиции является недостаточное содержание отходов бумажного производства (целлюлозы), в связи с чем происходит слабое армирование композиции, что приводит к снижению ее прочностных характеристик.

Известна композиция для отделочных работ (патент РФ на изобретение №2187526 от 04.12.2002), предназначенная для финишной обработки строительных поверхностей, содержащая отходы бумажного производства, в качестве вяжущего - полиакриламид, в качестве наполнителя - мел, в качестве поверхностно-активного вещества - олеиновая кислота и/или полиоксиэтиленовый эфир алкилфенола, и целевые добавки в виде оксида цинка, тетрабората натрия и шлака известкового при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Полиакриламид	1,5-3,0
Мел	12-20
Оксид цинка	1,0-1,5
Отходы бумажного производства	10-15
Тетраборат натрия	0,5-1,0
Шлак известковый самораспадающийся
от выплавки феррованадия	3-10
Олеиновая кислота и/или
полиоксиэтиленовый эфир алкилфенола	0,5-2,5
Вода	Остальное

Количественное содержание оксида цинка и тетрабората натрия в двух приведенных выше известных композициях вредно при работе с данным материалом и его нельзя использовать после утилизации.

Присутствие мела снижает адгезию и влагостойкость, полиакриламид не обеспечивает достаточной эластичности ввиду его малого содержания в составе.

Известен материал декоративного облицовочного покрытия и способ его изготовления (патент РФ на изобретение №2330923 от 27.07.2006), содержащий целлюлозу, карбоксилметилцеллюлозу, пластификатор, загуститель и целевые добавки при следующем соотношении компонентов, в мас. %:

Карбоксилметилцеллюлоза	15-25
Целлюлоза	5-75
Вискозная или полиэфирная нить	5-75
ПАВ: загуститель и пластификатор	2-8

Приведенная выше композиция (жидкие обои) относится к декоративным настенным и потолочным покрытиям только для внутренней отделки помещений.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является волокнистая композиция, относящаяся к строительным материалам, используемая в декоративно-прикладном искусстве, мебельном производстве, при внутренней и наружной отделке силикатных и деревянных поверхностей помещений (заявка на изобретение РФ №2002126365 от 02.10.2002).

Данная композиция содержит отходы целлюлозно-бумажного производства и связующее в виде карбоксиметилцеллюлозы в следующем соотношении компонентов, мас. %:

- Отходы целлюлозно-бумажного производства	70-80
- Карбоксилметилцеллюлоза	20-30

В состав данной композиции входят вяжущие вещества типа гипса, алебастра, цемента. Также в состав композиции входят пластификаторы, например олифа.

Кроме того, в состав известной композиции входят целевые антисептические, противогрибковые, противопожарные добавки.

Однако композиция, приготовленная на основе приведенного состава, является скоропортящейся ввиду содержания в ней большого количества отходов бумажного производства и малого содержания воды, в связи с чем целевые добавки плохо перемешиваются и растворяются, что приводит к быстрому распространению грибка плесени.

Клеящие вещества, также не полностью перемешиваются и растворяются, что при эксплуатации композиции приводит к значительному снижению адгезионных свойств.

В целом данная композиция обладает повышенной рыхлостью и низкой прочностью, в связи с чем она слабо поддается формовке и быстро приходит в негодность из-за разрушения клеевых свойств и разрушения целлюлозных волокон грибком.

Кроме того, в состав композиции входят поверхностно-активные вещества, отходы органического производства, а также отходы, растворимые в синтетических быстро испаряемых веществах, например, в ацетоне, что снижает ее экологические свойства.

Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение ассортимента экологически чистых композиций, применяемых для отделочных и строительных работ, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками.

Поставленная задача решается тем, что композиция для отделочных и строительных работ, содержащая отходы бумажного производства, карбоксилметилцеллюлозу, пластификатор, воду и целевые добавки, согласно предлагаемому изобретению, в качестве пластификатора содержит стирол-акриловую эмульсию, в качестве вяжущего вещества известь, а в качестве целевых добавок жидкое стекло и перекись водорода при следующем соотношении компонентов, в мас. %:

Отходы бумажного производства	25-40
Карбоксилметилцеллюлоза	2,8-5,0
Стирол-акриловая эмульсия	15-40
Известь	5-15
Жидкое стекло	1-3
Перекись водорода	0,3-1
Вода	Остальное

Жидкое стекло в данном составе повышает адгезионные свойства композиции и придает ей при работе более эластичные свойства, а при высыхании способствует повышению прочностных свойств. В то же время жидкое стекло работает как консервант, является противогрибковой и противогорючей добавкой. Перекись водорода противодействует возникновению грибковых и плесневых образований в композиции.

Предлагаемую композицию готовят следующим образом.

Целлюлозу (отходы бумажного производства с содержанием целлюлозы не менее 60%) загружают в гидроразбиватель объемом 180 литров и заливают холодной водой в соотношении, примерно, 50:50, при этом бумага хорошо перемешивается и разбухает. Далее добавляют стирол-акриловую эмульсию и затем вводят карбоксилметилцеллюлозу и перемешивают. Затем вводят жидкое стекло и перекись водорода, далее добавляют известь. Перемешивание осуществляют в течение 4 часов и получают однородную вспененную массу, которую раскладывают в емкости и отправляют на реализацию.

Сочетание предлагаемых компонентов, а также их количественный состав по предлагаемому изобретению подобран экспериментальным путем.

Проведенные эксперименты показали, что выход количественного состава за предлагаемые пределы приводит к следующим негативным результатам:

1. Отходы бумажного производства должны содержать не менее 60% целлюлозы. При меньшем содержании целлюлозы конечный продукт не обладает приемлемыми показателями пластичности и стабильности из-за повышенного содержания примесей в отходах. Уменьшение содержания целлюлозы увеличивает пластичность композиции, но уменьшает прочность, что при высыхании приводит к снижению теплоизоляции.

Увеличение содержания целлюлозы не позволяет достигнуть однородного перемешивания, в связи с чем возникает ее рыхлость, что приводит к снижению пластичности и прочности массы.

2. Уменьшение содержания карбоксилметилцеллюлозы снижает пластичность композиции, а ее увеличение приводит к снижению влагостойкости.

3. Уменьшение содержания стирол-акриловой эмульсии приводит к снижению влагостойкости, адгезии и пластичности, а ее увеличение способствует продолжительному высыханию.

4. При уменьшении содержания извести в композиции масса становится более рыхлой, снижаются ее свойства адгезии и стойкости к возгоранию.

При увеличении содержания извести снижается пластичность массы и ухудшается адгезия.

5. Уменьшение содержания жидкого стекла в композиции снижает пластичность массы при работе, что приводит к снижению прочности покрытия при эксплуатации. Кроме того, уменьшение содержания жидкого стекла снижает противогрибковые и противопожарные свойства.

Увеличение содержания жидкого стекла приводит к снижению эластичности, что ведет к растрескиванию нанесенного покрытия и ухудшению качества покрытия.

6. Уменьшение содержания перекиси водорода способствует возникновению грибковых и плесневых образований, а увеличение количества перекиси водорода ускоряет взаимодействие между компонентами массы, что приводит к разрушению пластифицирующих и клеящих компонентов, снижая тем самым срок хранения массы в готовом виде.

Применение извести в качестве вяжущего придает композиции повышенные теплоизоляционные свойства, ее присутствие дает меньший процент усыхания и обеспечивает хорошие адгезионные свойства с сохранением пластичности массы. Нижеследующие примеры поясняют предлагаемое изобретение.

Пример 1.

Отходы бумажного производства с содержанием целлюлозы 60% (в пересчете на целлюлозу 40 мас. %) загружали в гидроразбиватель объемом 180 литров и заливали холодной водой (35,2%), при этом бумага хорошо перемешивалась и разбухала. Далее добавляли стирол-акриловую эмульсию (15 мас. %) и затем вводили карбоксилметилцеллюлозу (2,8 мас. %) и перемешивали. Затем вводили жидкое стекло (1 мас. %) и перекись водорода (1 мас. %), далее добавляли известь (5 мас. %). Перемешивание осуществляли в течение 4 часов и получили однородную вспененную массу.

Пример 2.

Проводили аналогично примеру 1 при следующем соотношении компонентов, в мас. %:

Отходы бумажного производства с содержанием целлюлозы 60%

(в пересчете на целлюлозу)	25
Карбоксилметилцеллюлоза	5,0
Стирол-акриловая эмульсия	40
Известь	15
Жидкое стекло	3
Перекись водорода	0,3
Вода	11,7

Полученные образцы материала испытывали на огнестойкость (по времени выдерживания на открытом огне), высыхание, адгезию (визуально по прилипанию к стеклянной поверхности), водостойкость (погружением образца материала в воду до полного погружения), на прочность (визуально под действием на образец 1×1 см веса 100 кг), эластичность и теплоизоляцию.

Эластичность проверяли при помощи изготовления опытного образца, нанесенного на гибкий материал (фанеру). Материал высушивали и фанеру изгибали дугой. Образцы выдерживали изгиб полосы до 30 мм, не отслаиваясь от фанеры, и при возврате в исходное положение не теряли прочности. Без серьезных разрушений выдерживали 50 циклов изгибаний. Теплоизоляционные свойства оценивали опытным путем при помощи металлического сосуда, на который был нанесен 10 мм слой предлагаемого материала. В сосуд заливали горячую воду, герметизировали горлышко сосуда теплоизоляционным материалом и помещали в холодильную камеру на сутки. Температура воды перед холодильной камерой 91°С, температура в камере - 18°С и после выемки сосуда из холодильной камеры температура воды в сосуде составляла 24°С, что свидетельствует о высоких теплоизоляционных свойствах предлагаемого материала.

Данные испытаний сведены в таблицу.

В качестве целлюлозы используют отходы бумажного производства с содержанием целлюлозы не менее 60%; карбоксилметилцеллюлоза может быть использована, например, по ТУ2231-034-07507908-2001; стирол-акриловая эмульсия, например, по ТУ 6-02-002009912-81-04; известь - по ГОСТ 9179-77; жидкое стекло - по ГОСТ 13078-81; перекись водорода - по ГОСТ 177-88.

Получаемая композиция для отделочных и строительных работ является экологически чистым материалом, обладает высокими теплоизоляционными, эластичными, адгезионными, противогрибковыми и противопожарными свойствами, дешева в изготовлении и безвредна при утилизации. Данный материал можно использовать вторично при создании других строительно-формовочных материалов, а также он легко разлагается в почве, образуя обычный перегной.

Композиция для отделочных и строительных работ, содержащая отходы бумажного производства, карбоксилметилцеллюлозу, пластификатор, воду и целевые добавки, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора содержит стирол-акриловую эмульсию, в качестве загустителя известь, а в качестве целевых добавок жидкое стекло и перекись водорода при следующем соотношении компонентов, мас.%

Отходы бумажного производства	25-40
Карбоксилметилцеллюлоза	2,8-5,0
Стирол-акриловая эмульсия	15-40
Известь	5-15
Жидкое стекло	1-3
Перекись водорода	0,3-1
Вода	Остальное