Каучуко битумная мастика применение


Способ изготовления битумно-каучуковой мастики

Изобретение относится к технологии производства строительных материалов и может быть использовано при изготовлении битумно-полимерных гидроизоляционных мастик. Технический результат - улучшение свойств мастики. Сущность изобретения: смешивают каучук, битум, антиоксидант, модифицирующую добавку - салициловую кислоту и наполнитель. В качестве каучука используют хлоропреновый каучук, этиленпропиленовый каучук, хлоркаучук и 1,2-полибутадиен. Дополнительно вводят вулканизирующий агент и синтетическую смолу. Перед смешиванием с битумом хлоропреновый каучук, этиленпропиленовый каучук, хлоркаучук, 1,2-полибутадиен диспергируют в органическом растворителе с антиоксидантом и перемешивают в течение 15-20 мин, затем в полученную смесь вводят остальные компоненты и перемешивают 30-60 мин. Весь процесс ведут при температуре 20-60oС, причем указанные компоненты берут в определенном соотношении. 4 з.п.ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к технологии производства строительных материалов и может быть использовано при изготовлении битумно-полимерных гидроизоляционных мастик.

Известен способ получения битумно-полимерной мастики, включающий подачу в турбосмеситель низкомарочного битума, введение в него при постоянном перемешивании полимерной добавки, дивинилстирольного термоэластопласта ДСТ-30, тонкодисперсного наполнителя и перемешивание их, в качестве тонкодисперсного наполнителя используют фосфогипс-полугидрат - отход производства фосфорной кислоты, часть которого вводят в битум в соотношении битум : наполнитель 1: 0,028, затем в полученную смесь порциями в течение 5 - 10 мин вводят полимерную добавку до получения смеси в соотношении компонентов битум : добавка : наполнитель 1: 0,058-0,11: 0,028, смесь перемешивают в течение 40 - 60 мин, после чего добавляют оставшееся количество наполнителя и осуществляют окончательное перемешивание до получения композиции, содержащей, мас.%: битум 72 - 85, ДСТ-30 5 - 8, фосфополугидрат сульфата кальция 10 - 20. /Патент RU N 2016019, C 08 L 95/00, 1994 г./. Недостатком известного способа является низкое качество битумно-полимерной мастики. Известен способ получения битумно-каучуковой композиции путем смешения в смесителе битума, бутилкаучука, пластификатора и наполнителя, в состав композиции дополнительно вводят фенолформальдегидную или нефтеполимерную смолу с температурой размягчения не ниже 85oC, диоксид кремния и антисептик, при этом первоначально осуществляют при 100 - 120oC смешение бутилкаучука, смолы и диоксида кремния до получения однородной массы, затем в полученную массу вводят разогретый до 170 - 190oC битум с температурой размягчения 50oC, при этом введение наполнителя осуществляют или до введения битума, или двумя равными порциями, одну из которых вводят на стадии смешения бутилкаучука с добавками, другую вместе с битумом при следующем составе композиции, мас.%: битум 50-64, пластификатор 5-8, бутилкаучук 8-15, синтетическая смола 2-4, минеральный наполнитель 15-22, диоксид кремния 2-3, антисептик 0,5-1,0. /Патент RU N 2016018, C 08 L 95/00, 1994 г./. Недостатком указанного способа являются сложность и длительность всего технологического процесса, который требует значительных энергозатрат. Наиболее близким является способ изготовления битумно-качуковой композиции путем смешивания битума, каучука, антиоксиданта, пластификатора, модифицирующей добавки и наполнителя. В разогретый битум вначале вводят ароматизированный пластификатор и антиоксидант. Затем вводят каучук и смешивают при температуре на 20 - 25oC ниже максимальной температуры, соответствующей началу окисления насыщенного каучука или деструкции непредельных каучуков. А затем вводят оставшиеся модифицирующие добавки и наполнитель. /Авторское свидетельство СССР N 1331871, C 08 L 95/00, 1987/. Недостатком данного способа являются нестабильность технологических и эксплуатационных свойств /вязкость, прочность, сцепление с бетоном и др./ при хранении и применении битумно-каучуковой композиции, низкие физико-механические и адгезионные свойства, а также повышенные энергозатраты при изготовлении /необходимость нагрева смеси до температуры 145 - 200oC/. Техническим результатом предлагаемого способа является повышение физико-механических и адгезионных показателей предлагаемого состава мастики, обеспечение стабильности технологических и эксплуатационных свойств и значительное снижение энергозатрат /приготовление смеси проводится при температуре 20 - 50oC без подвода тепла со стороны/. Для достижения указанного технического результата в способе изготовления битумно-каучуковой мастики путем смешивания каучука, битума, антиоксиданта, модифицирующей добавки и наполнителя, согласно изобретению в качестве каучука используют хлоропреновый каучук, этиленпропиленовый каучук, хлоркаучук, низкомолекулярный 1,2-полибутадиен и дополнительно вводят вулканизирующий агент и синтетическую смолу, причем перед смешиванием с битумом хлоропреновый каучук, этиленпропиленовый каучук, хлоркаучук, 1,2-полибутадиен диспергируют в органическом растворителе с антиоксидантом и перемешивают в течение 15 - 30 мин, затем в полученную смесь вводят остальные указанные компоненты и перемешивают 30 - 60 мин, причем весь процесс ведут при температуре 20 - 50oC, а вышеуказанные компоненты берут в следующем соотношении, мас.%: битум - 3,0 - 25,0 хлоропреновый каучук - 2,0 - 10,0 этиленпропиленовый каучук - 0,2 - 2,0 1,2-полибутадиен - 0,01 - 0,5 хлоркаучук - 0,5 - 3,0 синтетическая смола - 3,0 - 10,0 антиоксидант - 0,1 - 0,5 вулканизирующий агент - 0,1 - 1,0 модифицирующая добавка - 0,01 - 0,5 наполнитель - 0,5 - 5,0

органический растворитель - остальное.

Согласно изобретению в качестве вулканизирующего агента используют оксиды свинца или цинка, или магния. В качестве наполнителя - мел, каолин, белую сажу. В качестве модифицирующей добавки - салициловую кислоту. В качестве антиоксиданта - нафтам-2 в смеси с церезином или диафен ФП в смеси с церезином. Изобретение иллюстрируется на следующих примерах. Пример 1. В аппарат - высокоскоростной смеситель специальной конструкции загружают органический растворитель - толуол. Включают перемешивание и вводят хлоропреновый каучук, хлоркаучук, этиленпропиленовый каучук, 1,2-полибутадиен, антиоксидант - смесь нафтама-2 и церезина, а также модифицирующую добавку - салициловую кислоту. Перемешивают 30 мин. Затем вводят битум неокисленный, синтетическую смолу: нефтеполимерную или инденкумароновую, вулканизирующий агент - окись цинка и мел в качестве наполнителя. Перемешивают еще 60 мин. Пример 2. В аппарат загружают растворитель, включают перемешивание, затем вводят хлоропреновый каучук, хлоркаучук, этиленпропиленовый каучук, 1,2-полибутадиен и смесь диафена ФП с церезином в качестве антиоксиданта. Перемешивают 15 или 25 мин. Затем вводят салициловую кислоту, синтетическую смолу, окись свинца или окись магния в качестве вулканизирующего агента, битум и каолин или белую сажу в качестве наполнителя. Перемешивают еще 30 или 45 мин. Испытано 5 рецептур, которые сведены в табл. 1 (см. в конце описания). Свойства полученных мастик сведены в табл. 2. (см. в конце описания). Предлагаемый способ позволяет повысить по сравнению с прототипом физико-механические и адгезионные показатели мастики. Преимущества предлагаемого способа по сравнению с прототипом сведены с табл. 3. (см. в конце описания). Предлагаемый способ увеличивает срок эксплуатации покрытий. Гарантийный срок эксплуатации не менее 15 лет. Улучшаются технологические свойства композиции. В значительной мере упрощается технология нанесения покрытий, поскольку не требуется нагревание композиции и использование более сложной техники ее нанесения на поверхность. Обеспечивается стабильность технологических и эксплуатационных свойств мастик и сокращаются энергозатраты на изготовление, поскольку процесс не требует дополнительного подвода тепла.

Формула изобретения

1. Способ изготовления битумно-каучуковой мастики путем смешивания каучука, битума, антиоксиданта, модифицирующей добавки и наполнителя, отличающийся тем, что в качестве модифицирующей добавки используют салициловую кислоту, в качестве каучука используют хлоропреновый каучук, этиленпропиленовый каучук, хлоркаучук и 1,2-полибутадиен и дополнительно вводят вулканизирующий агент и нефтеполимерную или иденкумароновую синтетическую смолу, причем перед смешиванием с битумом хлоропреновый каучук, этиленпропиленовый каучук, хлоркаучук и 1,2-полибутадиен диспергируют в органическом растворителе в антиоксидантом и перемешивают в высокоскоростном смесителе в течение 15 - 30 мин, затем в полученную смесь вводят остальные указанные компоненты и дополнительно перемешивают 30 - 60 мин, причем весь процесс ведут при температуре 20 - 50oС, а вышеуказанные компоненты берут в следующем соотношении, мас. %: Битум - 3,0 - 25,0 Хлоропреновый каучук - 2,0 - 10,0 Этиленпропиленовый каучук - 0,2 - 2,0 1,2-Полибутадиен - 0,01 - 0,5 Хлоркаучук - 0,5 - 3,0 Синтетическая смола (нефтеполимерная или инденкумароновая) - 3,0 - 10,0 Антиоксидант - 0,1 - 0,5 Вулканизирующий агент - 0,1 - 1,0 Салициловая кислота - 0,01 - 0,5 Наполнитель - 0,5 - 5,0 Органический растворитель - Остальное

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве вулканизирующего агента используют оксиды свинца, или цинка, или магния.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют мел, каолин, белую сажу. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве антиоксиданта используют смеси нафтам-2 и церезина, либо диафена ФП и церезина. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют толуол или нефрас.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

www.findpatent.ru

Способ получения битумно-каучуковой мастики

Изобретение относится к технологии производства строительных материалов и может быть использовано в качестве гидроизоляционных и кровельных мастик. Сущность перед смешиванием с модифицирующей добавкой битум нагревают до температуры 150-190°С, вводят отходы производства поликапроамида, перемешивают до однородного состояния и в полученную смесь вводят пластификатор и органический растворитель, перемешивают. В полученную смесь вводят модифицирующую добавку, представляющую собой комплекс из низкомолекулярного гидроксилсодержащего каучука, с соотношением мономеров бутадиена и изопрена 80:20, молекулярной массой 3000-3500, содержанием гидроксильных групп 0,7-1,1 мас.%, полиизоцианата, наполнителя, влагопоглотителя, катализатора уретанообразования, пластификатора, низкомолекулярного спирта. Затем перемешивают при температуре 20-50°С до гомогенного состояния. Компоненты модифицирующей добавки берут в следующем соотношении, мас.ч.: низкомолекулярный гидроксилсодержащий каучук 100, полиизоцианат 20-36, наполнитель 100-250, влагопоглотитель 5-20, катализатор уретанообразования 0,001-3,0, пластификатор 40-100, низкомолекулярный спирт 0,5-8, при следующем соотношении компонентов мастики, мас.ч.: битум 25-200, пластификатор 17-200, отходы производства поликапроамида 0.5-100, модифицирующая добавка 100. Технический результат: повышение адгезии к основанию и теплостойкости, возможность формирования гидроизолирующих и кровельных покрытий заданной толщины холодным способом путем налива или обмазки. 2 табл.

Изобретение относиться к технологии производства строительных материалов и может быть использовано в качестве гидроизоляционных и кровельных мастик.

Известен способ получения битумно-каучуковой мастики, включающий подачу в турбосмеситель низкомарочного битума, введение в него при постоянном перемешивании полимерной добавки, дивинилстирольного термоэластопласта ДСТ-30, тонкодисперсного наполнителя и перемешивание их. Часть наполнителя вводят в битум в соотношении 1:0,028, затем в полученную смесь порциями в течение 5-10 минут вводят полимерную добавку до получения смеси с соотношением компонентов битум:добавка:наполнитель 1:0,058:0,028, смесь перемешивают в течение 40-60 минут, после чего добавляют оставшееся количество наполнителя и осуществляют окончательное перемешивание до получения композиции содержащей, мас.%: битум 72-85, ДСТ-30 5-8, наполнитель 10-20 (патент РФ 2016019, С 08 L 95/00, 1994).

Недостатком данного способа является низкая адгезия мастики к основанию.

Известен способ получения битумно-каучуковой мастики путем смешения в смесителе битума, бутилкаучука, пластификатора и наполнителя, в состав композиции дополнительно вводят фенолформальдегидную или нефтеполимерную смолу с температурой размягчения не ниже 85°С, диоксид кремния и антисептик, при этом первоначально осуществляют при 100-120°С смешение бутилкаучука, смолы и диоксида кремния до получения однородной массы, затем в полученную массу вводят разогретый до 170-190°С битум, при этом введение наполнителя осуществляют или до введения битума, или двумя равными порциями, одну из которых вводят на стадии смешения бутилкаучука с добавками, другую вместе с битумом при следующем составе композиции, мас.%: битум 50-64%, пластификатор 5-8%, бутилкаучук 8-15%, синтетическая смола 2-4%, минеральный наполнитель 15-22%, диоксид кремния 2-3%, антисептик 0,5-1% (патент РФ 2016018, С 08 L 95/00).

Недостатком указанного способа является сложность и длительность процесса, низкая теплостойкость покрытия.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ изготовления битумно-каучуковой мастики (патент 2139904, С 09 D 195/00, 1999) путем смешивания каучука, битума, антиоксиданта, модифицирующей добавки и наполнителя, причем перед смешиванием с битумом каучук диспергируют в органическом растворителе с антиоксидантом и перемешивают в высокоскоростном смесителе в течение 15-30 минут, затем в полученную смесь вводят остальные указанные реагенты и дополнительно перемешивают 30-60 минут, весь процесс ведут при температуре 20-50°С, в качестве модифицирующей добавки используют салициловую кислоту, в качестве каучука хлоропреновый, этиленпропиленовый, хлоркаучук и 1,2-полибутадиен, и дополнительно вводят вулканизующий агент и нефтеполимерную или инденкумароновую синтетическую смолу при следующем соотношении, мас.%: битум 3,0-10,0, хлоропреновый каучук 2,0-10,0, этиленпропиленовый каучук 0,2-2,0, 1,2-полибутадиен 0,01-0,5, хлоркаучук 0,5-3,0, синтетическая смола 3,0-10,0, антиоксидант 0,1-0,5, вулканизующий агент 0,1-1,0, салициловая кислота 0,01-0,5, наполнитель 0,5-5,0, органический растворитель все остальное.

Недостатком данной композиции является низкая адгезия к основанию, недостаточно высокая теплостойкость. Мастика используется в виде праймера, обязательна сушка нанесенного покрытия. При этом в процессе сушки возможно образование усадочных трещин и пузырей, что снижает эксплутационные качества покрытия. Из-за высокого содержания легколетучего растворителя формирование гидроизолирующего покрытия слоем необходимой толщины наливным способом невозможно без дополнительной приклейки рулонного материала.

Задачей предлагаемого технического решения является разработка технологичного способа получения битумно-каучуковой мастики, обладающей повышенной адгезией к основанию, повышенной теплостойкостью и возможностью формирования гидроизолирующих и кровельных покрытий заданной толщины холодным способом путем налива или обмазки без применения дополнительных рулонных изолирующих материалов.

Техническим результатом является повышение адгезии к основанию и теплостойкости битумно-каучуковой мастики, возможность формирования гидроизолирующих и кровельных покрытий заданной толщины холодным способом путем налива или обмазки без использования дополнительных рулонных изолирующих материалов.

Технический результат достигается тем, что в способе получения битумно-каучуковой мастики путем смешивания битума, модифицирующей добавки перед смешиванием с модифицирующей добавкой битум нагревают до температуры 150-190°С, вводят отходы производства поликапроамида, перемешивают до однородного состояния и в полученную смесь вводят пластификатор и органический растворитель, перемешивают, затем в полученную смесь вводят модифицирующую добавку представляющую собой комплекс из низкомолекулярного гидроксилсодержащего каучука, с соотношением мономеров бутадиена и изопрена 80:20, молекулярной массой 3000-3500, содержанием гидроксильных групп 0,7-1,1 мас.%, полиизоцианата, наполнителя, влагопоглотителя, катализатора уретанообразования, пластификатора, низкомолекулярного спирта и дополнительно перемешивают при температуре 20-50°С до гомогенного состояния, вышеуказанные компоненты модифицирующей добавки берут в следующем соотношении, мас.ч..:

Низкомолекулярный
гидроксилсодержащий каучук100
Полиизоцианат20-36
Наполнитель100-250
Влагопоглотитель5-20
Катализатор уретанообразования0,001-3,0
Пластификатор40-100
Низкомолекулярный спирт0,5-8

при следующем соотношении компонентов мастики, мас.ч.:

Битум25-200
Пластификатор17-200
Отходы производства
Поликапроамида0.5-100
Модифицирующая добавка100

Сущность изобретения заключается в том, что битум нагревают до температуры 150-190°С для того, чтобы битум расплавился до гомогенного состояния и в нем полностью растворились отходы производства поликапроамида, имеющие температуру плавления 135-145°С. Совмещение с модифицирующей добавкой проводят при температуре 20-50°С, так как она содержит полиизоцианат, который при повышенной температуре может вступить в реакцию уретонообразования. Использование битума, органического растворителя, отходов производства поликапроамида, пластификатора и добавки, представляющей собой комплекс модифицирующих агентов из низкомолекулярного гидроксилсодержащего каучука марки ПДИ-1К, полиизоцианата, наполнителя, влагопоглотителя, катализатора уретанообразования, пластификатора, низкомолекулярного спирта, позволяет достигнуть поставленную задачу. Каучук, битум, пластификатор и отходы производства поликапроамида благодаря совместимости образуют гомогенную однородную композицию взаиморастворимых компонентов. Низкомолекулярный гидроксилсодержащий каучук с полиизоцианатом формирует эластичную трехмерно сшитую структуру за счет химического и физического взаимодействия каучука с битумом, каучука и битума с полиизоцианатом, отходов производства поликапроамида с полиизоцианатом. Каучук с полиизоцианатом, совмещаясь и химически связываясь с битумом, образует единую пространственную сетку, эластифицирует композицию, обеспечивая высокую теплостойкость. Отходы производства поликапроамида представляют собой низкомолекулярные примеси, отделяемые экстракцией горячей водой из полимера с последующим выпариванием полученного раствора. Это смесь олигокапроамидов (89-94%), циклических олигомеров (1-3%) и ε-капролактама (5-8%). Ввиду наличия в отходах полярных групп (аминных, амидных, карбоксильных) повышается адгезия к основанию.

Готовая битумно-каучуковая мастика до отверждения представляет собой жидкую массу, позволяющую формировать покрытие слоем заданной толщины способом свободного литья. После отверждения за счет химического взаимодействия компонентов композиции образуется гидроизоляционное покрытие с необходимыми свойствами. При этом мастика, адгезионно связываясь с бетонным, цементным, металлическим или другим основанием, в процессе отверждения не требует дополнительного приклеивания рулонных материалов и непосредственно выполняет функцию гидроизоляционного покрытия.

Наполнители, влагопоглотители, низкомолекулярные спирты, входящие в состав функциональной добавки на основе низкомолекулярного каучука, способствуют усилению технического результата, участвуя в формировании эластомерной сетчатой структуры путем химического взаимодействия с каучуком, битумом, полиизоцианатом.

Введение наполнителя более 250 мас.ч. приводит к значительному повышению вязкости мастики, что затрудняет переработку методом свободного литья. Уменьшение содержания наполнителя менее 100 мас.ч. ведет к снижению твердости покрытия.

Введение влагопоглотителя более 20 мас.ч. нецелесообразно, так как увеличение его содержания не изменит эффекта. Уменьшение содержания влагопоглотителя менее 5 мас.ч. приводит к образованию подпененного покрытия, что отрицательно сказывается на значениях адгезии.

Увеличение содержания пластификатора в функциональной добавке более 100 мас.ч. приводит к выпотеванию последнего на поверхность отвержденного покрытия. Уменьшение содержания пластификатора менее 40 мас.ч. не позволяет достичь необходимой вязкости.

Увеличение содержания низкомолекулярного спирта более 8 мас.ч. приводит к появлению хрупкости покрытия. Уменьшение содержания низкомолекулярного спирта менее 0,5 мас.ч. ведет к несколькому снижению твердости покрытия.

Введение катализатора уретанообразования менее 0,001 мас.ч. нецелесообразно ввиду продолжительного времени отверждения композиции для покрытий. Увеличение более 3,0 мас.ч. снижает время жизнеспособности композиции.

Уменьшение количества полиизоцианата менее 10 мас.ч. приводит к образованию слабосшитой структуры и образованию гелеобразного покрытия. Увеличение свыше 36 мас.ч. нецелесообразно из-за склонности к вспениванию при отверждении.

Введение отходов производства поликапроамида более 100 мас.ч. ведет к значительному повышению вязкости мастики и снижению адгезии покрытия к основанию. Снижение их содержания менее 0,5 мас.ч. не позволяет достигнуть данного уровня адгезии.

Увеличение содержания битума более 200 мас.ч. ведет к образованию слабосшитого покрытия, с низкими эксплутационными характеристиками. Уменьшение доли битума менее 25 мас.ч. снижает гидроизоляционные свойства мастики.

Снижение доли пластификатора менее 17 мас.ч. в мастике не позволяет достичь необходимого значения вязкости, а увеличение более 200 мас.ч. - ведет к образованию гелеобразного покрытия.

Снижение доли органического растворителя менее 8 мас.ч. не позволяет достичь необходимой вязкости, увеличение его доли более 100 мас.ч. приводит к чрезмерно низкой вязкости.

Способ получения битумно-каучуковой мастики следующий. В нагретый до 150-190°С битум вводятся при перемешивании отходы производства поликапроамида. После полного растворения отходов в смесь вводится пластификатор и растворитель. Смесь перемешивают до однородного состояния. В полученную битумную массу вводят модифицирующую добавку, которая представляет собой комплекс из низкомолекулярного гидроксилсодержащего каучука, с соотношением мономеров бутадиена и изопрена 80:20, молекулярной массой 3000-3500, содержанием гидроксильных групп 0,7-1,1 мас.%, полиизоцианата, наполнителя, влагопоглотителя, катализатора уретанообразования, пластификатора, низкомолекулярного спирта и дополнительно перемешивают при температуре 20-50°С до гомогенного состояния, вышеуказанные компоненты модифицирующей добавки берут в следующем соотношении, мас.ч.: низкомолекулярный гидроксилсодержащий каучук 100; полиизоцианат 20-36; наполнитель 100-250; влагопоглотитель 5-20; катализатор уретанообразования 0,001-3,0; пластификатор 40-100; низкомолекулярный спирт 0,5-8. При следующем соотношении компонентов мастики, мас.ч.: битум 25-200; пластификатор 17-200; отходы производства поликапроамида 0.5-100; модифицирующая добавка 100.

Изобретение иллюстрируется на следующих примерах.

Пример 1. Соответствует составу №3 в таблице 1. В аппарат загружают битум, включают нагрев и доводят температуру до 150°С, затем загружают отходы производства поликапроамида и перемешивают до полного растворения последнего. После этого вводят пластификатор - хлорпарафин ХП-470, органический растворитель - уайт-спирит и перемешивают. Полученную массу охлаждают до температуры 20°С и совмещают с модифицирующей добавкой и дополнительно перемешивают до гомогенного состояния.

Пример 2. Соответствует составу №4 в таблице 1.В аппарат загружают битум, включают нагрев и доводят температуру до 170°С, затем загружают отходы производства поликапроамида и перемешивают до полного растворения последнего. После этого вводят пластификатор - соляровое масло, органический растворитель - уайт-спирит и перемешивают. Полученную массу охлаждают до температуры 35°С и совмещают с модифицирующей добавкой и дополнительно перемешивают до гомогенного состояния.

Пример 3. Соответствует составу №9 в таблице 1. В аппарат загружают битум, включают нагрев и доводят температуру до 190°С, затем загружают отходы производства поликапроамида и перемешивают до полного растворения последнего. После этого вводят пластификатор - отработанное индустриальное масло, органический растворитель - сольвент и перемешивают. Полученную массу охлаждают до температуры 50°С и совмещают с модифицирующей добавкой и дополнительно перемешивают до гомогенного состояния.

Низкомолекулярный гидроксилсодержащий каучук марки ПДИ-1К представляет собой сополимер изопрена с бутадиеном с содержанием бутадиена 80% (ТУ 38. 103342-88). Имеет следующие характеристики: молекулярная масса 3000-3500, содержание гидроксильных групп 0,7-1,1 мас.%, плотность 900 кг/м3.

В качестве полиизоцианата в композиции используются полиметилен-полифенилизоцианаты на основе 4,4-дифенилметандиизоцианата (ТУ 6-03-375-75, 113-03-38-106-90, 113-03-603-86, 2224-152-04691277-96) или их импортные аналоги: десмодур, супрасек 5005, воратекс СД-100 фирмы Нунстман Полиуретан, Бельгия с содержанием изоцианатных групп 29-32%.

В качестве катализатора уретанообразования применяют третичные амины или металлорганические соединения, например триэтиламин (ГОСТ 9966-85), диметилбензиламин (ТУ 6-09-2974-78), дибутилдилаурат олова (ТУ 6-02-818-73).

В качестве битума может использоваться битум нефтяной окисленный, битум марок 90/10, 80/20, 70/30.

В состав битумно-каучуковой мастики могут быть введены компоненты, не влияющие на предусматриваемый технический результат, но придающие материалу покрытия другие преимущества, например облегчающие диспергирование и сокращающие время смещения, в частности стеариновая, олеиновая кислоты, органический разбавитель (уайт-спирит).

Для изготовления мастики используется смесительное оборудование, обеспечивающее гомогенизацию компонентов в низкомолекулярном каучуке и битуме, диспергирование порошкообразных компонентов, растворение каучука в пластификаторе и битуме, либо пластификатора и битума в каучуке. Степень перетира твердых частиц не должна превышать 100 мкм. При промышленном использовании холодной мастики полиизоцианат поставляют в комплекте с композицией и перемешивают с ней непосредственно перед нанесением на основание. Катализатор уретанообразования также может перемешиваться с композицией перед ее использованием.

Для повышения прочности покрытия возможно применение армирующих материалов, например стеклоткани.

Таблица 1
Наименование компонентовСостав, мас.ч..Прототип пат. РФ 2139904
123456789101112131415
1. Битум1001001501501001001001001001005025200100100100
2. Модифицирующая добавка, в том числе:100100100100100100100100100100100100100100100
салициловая кислота5
низкомолекулярный каучук ПДИ-1 К100100100100100100100100100100100100100100100
полиизоцианат202220202426303620222020223616
наполнитель:
- мел150200180150150200150150200150150
- каолин100100
- барит250
влагопоглотитель:
- оксид кальция10101020101010
- цемент10515515
- гипс15205
катализатор уретанообразования0,52,01,50,020,10,53,01,50,51,02,50,0013,00,050,005
пластификатор:
- хлорпарафин ХП-470809080809080908080
- диоктилфталат40
- масло Нетоксол40100
- масло МП60
Низкомолекулярный спирт:
- глицерин333540,53810
- триметилолпропан24
- триэтаноламин3
3. Пластификатор:

123456789101112131415Прототип
- хлорпарафин ХП-47070901351001151501803517145200250
- соляровое масло105100
- отработанное индустриальное масло70
4. Отходы производства поликапроамида0,5101542540651002100,515100110
5. Органический растворитель:
- уайт-спирит30406045506065904015880100
- сольвент3595
- трет.бутанол
- толуол638
6. Хлоропреновый каучк100
7. Этиленпропиленовый каучук5
8. 1,2-полибутадиен2
9. Хлоркаучук5
10. Синтетическая смола100
11. Антиоксидант5
12. Вулканизующий агент10
13. Наполнитель30
Примечания:1. В составах 1, 4-6, 9, 12, 14, 15 использован в качестве катализатора уретанообразования дибутиллаурат олова, в составах 2, 3, 8 - диметилбензиламин, в составах 7, 10, 11, 13 - триэтиламин.

2. В составах 1-4 использовался полиизоцианат на основе 4, 4-дифенилметандиизоцианата, в составах 5-7 использовался десмодур, в составах 8-10 - супрасек 5005, в составах 11-15 - Воратекс СД-100;

Таблица 2
Наименование показателейСвойства
123456789101112131415Прототип
Адгезил к стали, кгс/см211,210,18,710,38,56,35,85,311,110,811,111,29,036,13,15,1
Теплостойкость по Вика, °С130130120120130135130125125130135135130130110110
Предел прочности армированного покрытия при растяжении, кгс/см235353535363635353635353536363535

Состав мастики представлен в таблице 1.

Свойства композиции приведены в таблице 2. Испытания материала покрытия проводились по ГОСТ 209-75 «Метод определения прочности связи с металлом при отрыве», ГОСТ 270-75 «Метод определения упругопрочностных свойств при растяжении». Адгезия определялась путем разрыва стальных грибков с площадью 2 см2, склееных между собой испытуемым составом. Испытания проводились на разрывной машине РМ-05. Образцы выдерживались при температуре не менее 25°С в течение 7 суток.

Из данных таблицы 2 видно, что применение в качестве модифицирующей добавки комплекса агентов из низкомолекулярного гидроксилсодержащего каучука, полиизоцианата, наполнителя, влагопоглотителя, катализатора уретанообразования, пластификатора, низкомолекулярного спирта обеспечивает получение гидроизоляционного покрытия с повышенным уровнем адгезионных свойств, теплостойкости, чем у прототипа. При этом композиция отличается лучшей технологичностью и более широким интервалом использования. Она может наноситься слоем любой заданной толщины без нагрева. Отверждение покрытия происходит сомопроизвольно. Нанесенный слой композиции выполняет функцию кровельного и гидроизолирующего покрытия без наклейки дополнительных рулонных материалов.

Покрытия из состава 15 имеет худшие показатели свойств, что связано с отклонением содержания компонентов композиции от оптимальных.

Таким образом, заявленная битумно-каучуковая мастика обладает повышенной адгезией к основанию, теплостойкостью, может успешно применятся в жидком виде для формирования покрытий заданной толщины.

Способ получения битумно-каучуковой мастики путем смешивания битума, модифицирующей добавки, отличающийся тем, что перед смешиванием с модифицирующей добавкой битум нагревают до температуры 150-190°С, вводят отходы производства поликапроамида, перемешивают до однородного состояния и в полученную смесь вводят пластификатор и органический растворитель, перемешивают, затем в полученную смесь вводят модифицирующую добавку, представляющую собой комплекс из низкомолекулярного гидроксилсодержащего каучука, с соотношением мономеров бутадиена и изопрена 80:20, молекулярной массой 3000-3500, содержанием гидроксильных групп 0,7-1,1 мас.%, полиизоцианата, наполнителя, влагопоглотителя, катализатора уретанообразования, пластификатора, низкомолекулярного спирта и дополнительно перемешивают при температуре 20-50°С до гомогенного состояния, вышеуказанные компоненты модифицирующей добавки берут в следующем соотношении, мас.ч.:

Низкомолекулярный
гидроксилсодержащий каучук100
Полиизоцианат20-36
Наполнитель100-250
Влагопоглотитель5-20
Катализатор уретанообразования0,001-3,0
Пластификатор40-100
Низкомолекулярный спирт0,5-8

при следующем соотношении компонентов мастики, мас.ч.:

Битум25-200
Пластификатор17-200
Отходы производства
поликапроамида0,5-100
Модифицирующая добавка100

www.findpatent.ru

Мастика битумно-каучуковая

Мастика битумно-каучуковая ─ универсальный материал, имеющий обширную область применения в строительстве. Превосходные характеристики состава позволяют использовать его в качестве клеящей основы для напольных покрытий из дерева, линолеума, мягких кровельных материалов. Купить мастику битумно-каучуковую рекомендуется для устройства надежной и долговечной антикоррозийной защиты деревянных, бетонных, металлических конструкций, трубопроводов подземных коммуникаций.

Исключительно эластичная каучуковая мастика создана в результате смешения нефтяного битума с наполнителями и пластификатором ─ синтетическим каучуком. Она имеет полужидкую консистенцию, перед нанесением не нуждается в предварительном разогреве. Масса, разбавленная органическим растворителем, обладает низкой степенью вязкости, благодаря чему ровным слоем легко наносится на сухие чистые поверхности с помощью шпателя, кисти, валика и других простых приспособлений.

Битумно-каучуковая мастика, применение которой для гидроизоляции позволяет продлить до 25 лет срок ее эффективного функционирования, образует при нанесении однородную пленку с максимальной устойчивостью к разрушающему воздействию:

  • избытка влаги,
  • химически агрессивных веществ,
  • ультрафиолета,
  • контрастных температур в диапазоне от - 600 до +1000 С,
  • вибрационных деформаций,
  • микроорганизмов.

Такие уникальные эксплуатационно-технологические качества и высокая степень адгезии к наклонным поверхностям незаменимы при ремонте кровли, герметизации швов, гидроизоляции балконов, резервуаров, подвалов, санузлов.

Несмотря на то что мастика кровельная горячая по цене дешевле битумно-каучуковой смеси холодного нанесения, проведение огневых работ для ее подогрева требует особых условий безопасности, высокой квалификации строительных рабочих. Меньшая, чем у состава с каучуком теплостойкость значительно сокращает сферу ее применения.

Битумно-каучуковой мастики цена выше, но она реально отражает ее универсальность, удобство работы с ней, надежность и долговечность эксплуатации гидроизоляционного покрытия на ее основе. Нанесение смеси такого состава может производиться при внешних температурных показателях от +400 до -100 С. Размягчение каучукового защитного слоя на обработанных конструкциях происходит лишь при нагреве их свыше 800 С.

oil-export.com

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, TiO2.

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

0,315 ммне менее 100
0,07 ммне 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

№№ образцаСостав, % мас.
БитумБром-бутил каучукНизкомолекулярный полиэтиленБутилкаучукБутадиеновый каучукФракция α-олефиновРапсовое маслоОтход пр-ва тримеров и тетрамеров пропиленаДоломитовый порошокПорошок окатышейСера
159,015,0-15,010,01,0
265,2-12,0---13,09,00,8
370,0--10,0---118,01,0
474,08,010,0---7,40,6
580,56,0--7,05,50,5
675,56,08,010,00,5
766,015,012,06,01,0
867,011,015,05,01,0

Таблица 2

Свойства мастик

Свойства мастик№№ образцов
12345678прототип
Теплостойкость, °С, ГОСТ 2678-8110012011010510011012012080-90
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 2678-813453643610-14
Адгезия к бетонной поверхности, кг с/см2 ГОСТ 2678-812,73,03,02,52,63,02,53,01,2-2,0
Водонепроницаемость под гидростатическим давлением, кг с/см22,83,03,02,93,02,93,02,81,5-2,5

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 полиэтилен6,0-15,0
Рапсовое масло, или фракция α-олефинов
С20-С26, или отход производства тримеров
и тетрамеров пропилена8,0-15,0
Сера0,5-1,0
Доломитовый порошок или порошок
окатышей горно-обогатительных комбинатов5,0-10,0

www.findpatent.ru


Смотрите также