ИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ

Полезная модель относится к многослойным полимерным изоляционным материалам, предназначенным для устройства и ремонта кровельных покрытий, жилых, общественных, промышленных и сельскохозяйственных зданий и сооружений, эксплуатируемых во всех климатических районах, а также для гидроизоляции указанных зданий и сооружений, трубопроводов и т.д.
Известен изоляционный материал, содержащий основу и нанесенную на нее резиновую композицию из этилен-пропиленового каучука (Промышленность полимерных, мягких кровельных и теплоизоляционных строительных материалов. Выпуск 2, М., ВНИИЭСМ, 1993, с.30).
Однако, этот материал имеет невысокие пластоэластические, технологические характеристики и большую усадку.
Известен также изоляционный материал, содержащий тканевую или нетканую основу и расположенный на одной стороне основы слой полимерного материала, выполненного из термопластичной или эластомерной композиции, например, из этилен-пропилен(диен)ового каучука (Ю.П.Шульженко Полимерные кровельные материалы. «Строительные материалы», 1998, №11, с.8-10).
К недостаткам данного материала относится сложность технологии при устройстве покрытий из-за необходимости использования приклеивающих мастик на органических растворителях, что ухудшает экологию производства и создает предпосылки для пожаро- и взрывоопасной ситуации, а кроме того, приводит к образованию дефектов (вздутия, неравномерности приклеивающего слоя).
Известна полезная модель, касающаяся изоляционного материала, содержащего основу из ткани или нетканого материала и расположенный на одной из его сторон слой, выполненный из эластомерной или термопластичной композиции, а на другой стороне основы слой, выполненный из битумно-полимерной композиции, включающей битум и дивинил-стирольный термоэластопласт или полиолефин в массовом соотношении (70-95):(5-30) (см. патент РФ на полезную модель №15688, приоритет 08.06.2000).
Данное устройство принято в качестве прототипа заявленного устройства, поскольку является наиболее близким к нему по совокупности общих существенных признаков и достигаемому техническому результату.
Недостатком известного технического решения является то, что из-за необходимости формирования слоя из битумно-полимерной композиции из горячей битумно-полимерной массы есть вероятность проникновения ее через слой основы на ту сторону основы, на которую нанесена эластомерная или термопластичная композиция, что приводит к ухудшению адгезии их к основе и других прочностных свойств изоляционного материала в целом.
Технической задачей полезной модели является создание изоляционного материала с улучшенными свойствами - повышение адгезионных свойств слоя из эластомерной или термопластичной композиции к основе и физико-механических и физико-технических свойств изоляционного материала, например, повышение стойкости материала к воздействию отрицательных температур, а также водо- и химстойкости.
Согласно заявленной полезной модели техническая задача достигается тем, что изоляционный материал, содержащий основу и расположенные на одной ее стороне слой, выполненный из эластомерной или термопластичной композиции, а на другой ее стороне слой, выполненный из битумно-полимерной композиции, включающей битум и дивинил-стирольный термоэластопласт или полиолефин при их массовом соотношении (70-95):(5-30), согласно полезной модели содержит основу, выполненную из
достаточно прочного и устойчивого к продавливанию материала с разделительными свойствами, предотвращающего проникновение наносимой в горячем состоянии битумно-полимерной композиции на другую сторону основы с предварительно нанесенным на нее слоем из эластомерной или термопластичной композиции, при этом материал основы представляет собой тканый материал или нетканый материал, или фольгированный материал с поверхностной плотностью не менее 75 г/см2 и размером ячеек не более 0,1 мм, не имеющих капиллярного подсоса.
2
Изоляционный материал, согласно данной полезной модели, в качестве материала основы содержит металлическую фольгу, например, алюминиевую или медную, или полимерную фольгу (полимерный фольгированный материал) с указанными выше характеристиками: поверхностной прочностью не менее 75 г/см и размером ячеек не более 0,1 мм.
Наносимый на одну из сторон основы слой из битумно-полимерной композиции дополнительно может включать наполнитель в количестве 5-30 мас.ч, например, такой как тальк-магнезит, а также дополнительно может содержать различные антисептические добавки, например каменноугольную смолу или каменноугольное масло.
Итак, используя в заявленном изоляционном материале, основа помимо других свойств (армирование) должна обладать дополнительными свойствами:
1. Важнейшими из них является устойчивость к продавливанию основы, т.е. ткани нетканого материала или фольгированного материала.
2. Другим важнейшим свойством является то, что основа представляет собой разделительный слой. Она не должна допускать прямого контакта расположенных по ее сторонам слоев в процессе изготовления.
Верхний слой, выполненный из эластомерной (резина) или термопластичной композиции, наносится на основу первым. Другой слой, наносимый на другую сторону основы, из битумно-полимерной композиции (массы), наносят в горячем состоянии. При этом нельзя допускать, чтобы при нанесении второго слоя с другой стороны основы, размягчался бы ранее нанесенный верхний слой, выполненный из эластомерной (резина) или термопластичной композиции.
Как отмечено ранее, этот верхний слой бывает двух типов: эластомерная (резина) композиция и термопластичная композиция.
Эластомерный слой (резина) разрушается при высокой температуре: происходит термодеструкция резины из каучуковой смеси. Длительный контакт слоя из эластомерной композиции (резиновый слой) с веществом с высокой температурой (выше 120°С) ведет к общему ухудшению физико-технических свойств (теплопроводность, гидроизоляционные свойства) и физико-механических свойств (силовые характеристики - прочность, величина силового удлинения под нагрузкой).
При использовании для формирования одного из слоев изоляционного материала термопластичной композиции также не допускается нагрев более 140-150°С, т.к. входящие в ее состав термопласты, такие как, например, поливинилхлорид, полиолефины (например, полиэтилен) или их смеси при более высокой температуре сначала переходят в текучее состояние, при котором утрачивают механические свойства, а после снижения температуры они возвращаются в свое исходное состояние. Но при этом также ухудшаются их физико-химические и физико-механические свойства.
Таким образом, независимо от того, что используют для формирования одного из слоев изоляционного материала - эластомерную композицию или термопластичную композицию, для сохранения их физико-механических и физико-химических свойств нежелателен нагрев их при температурах выше 120-150°С.
Для формирования на другой стороне основы битумно-полимерного слоя битумно-полимерную массу наносят при 165-175°С. После нанесения на другую сторону основы битумно-полимерную массу ее сразу охлаждают, что осуществляют на больших металлических барабанах, внутри которых проходит холодная вода (холодная внутри вода из скважин при температуре 15-18°С) (обычно материал проходит между двумя, четырьмя или восемью парами таких барабанов). При контакте с барабанами битумно-полимерная масса охлаждается, отдавая тепло металлу. В итоге температура битумно-полимерного слоя снижается до температуры 35-40°С.
В процессе нанесения нельзя допустить, чтобы битумно-полимерная масса прошла через основу и вступила в контакт со слоем, выполненным из эластомерной (резина) или термопластичной композиции по вышеуказанным причинам из-за возможности протекания следующих процессов.
При нагреве битума битумо-полимерного слоя фракции битума и его масла могут перекочевать через основу в верхний слой. Резина от контакта с ними будет набухать как от интенсивной передачи температуры, так и от химического взаимодействия. В результате будет происходить разрушение ее пространственной структуры и она будет превращаться в деструктуированную структуру и терять физико-технические и физико-механические свойства.
Аналогично от нагрева начинает изменяться и термопластичная композиция.
Процесс проникновения активизируется в результате того, что в процессе нанесения битумно-полимерной массы на нее оказывается давление в направлении основы, что приводит к тому, что она может начать продавливаться через ячейки основы, которая, к тому же, начинает продавливаться, что способствует растяжению ячеек.
Нагретые фракции битума, приобретя подвижность, будут стремиться проникнуть через ячейки на другую сторону основы, вступая в контакт со слоем, выполненным из эластомерной (резина) или термопластичной композиции, нагревая ее и воздействуя химически, что ведет к вышеописанным негативным последствиям.
Данный процесс проникновения дополнительно усиливается за счет капиллярного подсоса.
Еще одним недостатком проникновения является то, что проникшие на другую сторону основы горячие фракции битума битумно-полимерной композиции резко ухудшают адгезию (величину «приклеивания») к основе ранее нанесенного на другом заводе слоя, выполненного из эластомерной (резины)или термопластичной композиции.
Таким образом, основа должна обладать разделительными свойствами - стенка должна быть непроницаемой и обладать достаточной плотностью, ячейка материала не имела капиллярного подсоса и отверстия ячеек должны быть таковы, чтобы и горячая битумно-полимерная масса не могла сблизиться с резиной (не вошла в контакт с верхним резиновым или термопластичным слоем.)
Иначе говоря, размер ячеек должен быть такой, чтобы битумно-полимерная масса не проникала на другую сторону основы и не было бы при этом капиллярного подсоса (как было отмечено выше, битум содержит массу жидких фракций типа масел, от воздействия которых - резина набухает. Кроме того, масло есть антиадгезив и ухудшает сцепление (адгезию) резинового слоя в основе). Снижение адгезии к основе слоя, выполненного из эластомерной или термопластичной композиции, является вторым недостатком, если битумно-полимерная композиция вступит в контакт с ней через основу.
Поэтому задачей технического решения является повышение физико-технических и физико-механических свойств в целом всего покрытия и предотвращение уменьшения сцепления (адгезии) слоя, выполненного из эластомерной или термопластичной композиции, к основе.
Она достигается тем, что основа выполнена из устойчивой к продавливанию ткани, нетканого материала или фольгированного материала, обладающей разделительным свойством, характеризующимся размером ячеек, обеспечивающим отсутствие проникновения через него битумно-полимерной массы при нанесении и прессовании слоя, а также характеризующимся отсутствием капиллярного подсоса. Это происходит, если размер ячеек не более 100 микрон или 0,1 мм.
2
2
В качестве основы заявленный изоляционный материал содержит ткань, например стеклоткань, капроновую, лавсановую, базальтовую, а также нетканые материалы, изготовленные из натуральных и химических волокон без применения ткачества (вязально-прошивные, иглопробивные, термоскрепленные, клеевые), а также фольгированный материал с поверхностной прочностью не менее 75 г/см, например, с поверхностной прочностью 75 г/см; 80 г/см, размером ячеек основы 0,07 мм; 0,1 мм.
Предлагаемый материал может также содержать защитную антиадгезионную пленку, нанесенную на битумно-полимерную композицию, предотвращающую слипание материала при его формировании в виде рулона и при хранении.
На чертеже изображен общий вид материала в разрезе.
Изоляционный материал включает основу 1 из ткани или нетканого материала или фольгированного материала, на одной из сторон которой расположен слой 2 (верхний или наружный слой), выполненный из эластомерной или термопластичной композиции, а на другой - слой 3 (нижний слой), выполненный из битумно-полимерной композиции.
Ниже приводятся сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.
Композицию слоя 2 готовят на стандартном смесительном оборудовании (вальцы, резиносмесители), используя промышленно выпускаемые термоэластопласт и синтетические каучуки, в частности, продукты сополимеризации этилена с пропиленом (двойные сополимеры типа СКЭП) или этилена с пропиленом и небольшим количеством третьего сомономера - диена с изолированными двойными связями типа СКЭПТ, хлорсульфополиэтилен (ХСПЭ) на основе полиэтилена низкой плотности (марка ХСПЭ - 20) или полиэтилена высокой плотности (марка ХСПЭ - 40).
Эти композиции могут включать общепринятые целевые и специальные добавки, такие как, вулканизирующие агенты, наполнители, стабилизаторы, пластификаторы, красители, ингибиторы.
Композицию слоя 3 изготавливают из компонентов, также выпускаемых в промышленности. Могут быть применены, в частности, марки битумов БНК 40/180 и дивинил-стирольный термоэластопласт марки ДСТ-30, КР-30.
Эти композиции могут также включать до 30 мас.ч. наполнителя, например, тальк-магнезит (5-30 мас.ч) и антисептическую добавку, например, каменноугольную смолу или масло.
Изоляционный материал формируют в виде полотна (рулона) на традиционном валковом оборудовании. Сначала, например, на одном заводе наносят слой 2.
Композицию слоя 3 наносят, например, уже на другом заводе на другую сторону основы 1 в виде ее расплава из специальной ванны с помощью, например, ракель, валков.
Проведены сравнительные испытания предлагаемого изоляционного материала и известного. Полученные характеристики приведены в таблице.
Таким образом, предлагаемый материал характеризуется высокой технологичностью и высоким уровнем физико-технических и физико-механических показателей при отсутствии дефектов, улучшенной экологией его производства и применения, а также стабильными характеристиками при формировании его и эксплуатации в широком диапазоне температур.
ТаблицаСвойства изоляционных материалов
Наименование показателей
Предлагаемый материал
Известный материал По ПМ №15688
Прочность при разрыве, МПа
9,0
7.0
Относительное удлинение, %
300
300
Водопоглощение за 24 часа, %
0,2
0,3
Морозостойкость, °С
-60
-50
Наличие дефектов, после 1 года эксплуатации
0
0