ОТДЕЛОЧНЫЙ ДЕКОРАТИВНО-ЗАЩИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
FINISHING DECORATIVE-PROTECTIVE MATERIAL AND METHOD OF ITS PRODUCTION

Изобретения относятся к области строительной техники, а именно производству отделочных строительных материалов, предназначенных для отделки внутренних и наружных стен, а также других конструктивных элементов зданий и сооружений.
Из заявки ЕР 078404 А известен отделочный декоративно-защитный материал в виде пластины, включающей основу в виде ткани из стекловолокна, которая покрыта пленкой из синтетического материала, снабженной слоем штукатурки, в состав которой входят зернистые или порошковые изолирующие вещества, имеется также цементное связующее, затворенное водой, содержащей дисперсию синтетического полимерного материала. Этот известный материал предназначен для отделки наружных стен и имеет высокую прочность, но отличается при этом очень высокой жесткостью, что ограничивает область его применения и использования.
Из патента DE 4239269 С известен отделочный декоративно-защитный материал в виде многослойной пластины, которая включает основу из пенопласта, у которой по меньшей мере одна плоская сторона покрыта отверждающимся раствором из синтетического материала, в который заделана ткань из стекловолокна. Этот известный отделочный декоративно-защитный материал также обладает высокой жесткостью, т.к. обладает высокой устойчивостью к скручиванию и каким-либо изгибам, что тоже ограничивает область его применения и использования.
Из патента RU 2195522 С2 известен отделочный декоративно-защитный материал с основой из гибкого нетканого стекловолоконного материала, лицевая сторона которого покрыта слоем из отвержденной массы с минеральным порошкообразным наполнителем, включающим гидравлическое связующее, скрытое гидравлическое связующее, наполнитель, гидрофобизатор, силикат, дисперсионный порошок, разжижитель и стабилизотор, замедлитель реакции, загуститель и пеногаситель. Этот известный защитно-декоративный материал обладает хорошей гибкостью и может быть использован для отделки поверхностей, имеющих различную форму, однако при этом имеет и недостаток, заключающийся в низкой паропроницаемости, что связано с применением в нем тонкомолотых минеральных наполнителей, имеющих при этом полифракционный состав, в котором мелкие частицы располагаются между крупными и задерживают пар. Кроме того, указанная крупность частиц - до 0,1 мм не обеспечивает широкий диапазон декоративности этого известного материала, т.к. зернистая структура таких частиц визуально не различима. Сложна и технология изготовления такого известного отделочного материала, включающая много составляющих и требующая специального оборудования, обслуживаемого высококвалифицированным персоналом.
Изобретения направлены на создание отделочного декоративно-защитного материала, в котором устранены вышеизложенные недостатки его известных аналогов, т.е. на создание отделочного декоративно-защитного материала, имеющего высокие показатели прочности, гибкости и паропроницаемости, обладающего широким диапазоном декоративности, и при этом простого по составу и в изготовлении.
Этот технический результат обеспечивается за счет того, что в предлагаемом отделочном защитно-декоративный материале в качестве основы используется нетканый геотекстиль, имеющий толщину 2-6 мм, одна сторона которого, как лицевая, покрыта слоем из отвержденной массы, которая выполняется из смеси каменной крошки с крупностью частиц 0,15-2,5 мм, предварительно обработанной эпоксидной краской, и полимерного связующего, в соотношении 4-1. При этом эпоксидная краска для предварительной обработки каменной крошки включает эпоксидную смолу, отвердитель и пигмент или минеральный краситель, в качестве полимерного связующего используются водно-дисперсионные акриловые, или поливинилацетатные, или эпоксидные материалы, толщина слоя отвержденной массы на основе из нетканого геотекстиля, состоящей из смеси каменной крошки, предварительно обработанной эпоксидной краской, и полимерного связующего, составляет 2-7 мм, а лицевая поверхность этого слоя отвержденной массы покрыта слоем полимерного связующего, разбавленного водой в соотношении 1÷10. Предпочтительно, чтобы толщина слоя из полимерного связующего, разбавленного водой в соотношении 1÷10, составляла 0,1÷1,0 мм.
При осуществлении способа изготовления предлагаемого отделочного защитно-декоративного материала предварительно смешивают эпоксидную смолу, отвердитель и пигмент или минеральный краситель, получая тем самым эпоксидную краску заданного цвета, которую затем вместе с каменной крошкой перемешивают в течение 1÷5 часов при температуре 15÷30°, для равномерного распределения и последующего отверждения эпоксидной краски на поверхностях частиц каменной крошки, которая при таком перемешивании остается в виде сыпучей массы из отдельных частиц. Полученную сыпучую массу каменной крошки, обработанную эпоксидной краской, смешивают с полимерным связующим, выдерживая соотношение между ними 4÷1, добиваясь равномерного распределения в полимерном связующем частиц каменной крошки, а затем полученную массу полимерное связующее - каменная крошка распределяют равномерным по толщине слоем по лицевой поверхности основы из нетканого геотекстиля и подвергают отверждению посредством сушки при температуре 90-100° в течение 3-5 часов. После остывания полученного изделия лицевую поверхность слоя отвержденной массы (каменная крошка-полимерное связующее) покрывают равномерным по толщине слоем из полимерного связующего, разбавленного водой в соотношении 1÷10, при этом сушка этого слоя осуществляется естественным путем без использования каких-либо вспомогательных средств, например нагревательных или путем обдува. Предпочтительно, чтобы толщина слоя из полимерного связующего, разбавленного водой в соотношении 1÷10, составляла 0,1÷1,0 мм, а крупность частиц каменной крошки была выбрана из диапазона 0,15÷2,5 мм.
Использование в предлагаемом отделочном декоративно-защитном материале нетканого геотекстиля в качестве основы направлено, прежде всего, на обеспечение его гибкости и снижение веса, т.е. облегченности, что позволяет значительно расширить область использования предлагаемого материала, т.е. использовать его для отделки строительных конструктивных элементов любой жесткости и с любой формой поверхности, нуждающейся в защите и отделке.
При этом выполнение лицевого слоя на поверхности нетканого геотекстиля в виде отверждаемого слоя из предлагаемой каменно-полимерной композиции обеспечивает получение отделочного декоративно-защитного материала достаточно малой толщины и имеющего хорошую гибкость, что позволяет изготавливать и использовать его не только в виде плоских листов, но и в виде рулонов, что удобно как для хранения и транспортировки к месту применения (например, к зданию, поверхности которого нуждаются в защите и/или в реконструкции), так и для раскроя заготовок нужных размеров и форм на месте применения. Проведенные испытания показали, что предлагаемый отделочный декоративно-защитный материал можно использовать при его нанесении не только на плоские поверхности, но и на искривленные, например имеющие закругления острые углы, или на неровные поверхности со следами старой штукатурки, что особенно актуально при реставрации старых зданий.
Использование в качестве основы нетканого геотекстиля связано также с тем, что он является экологически чистым материалом и имеет высокую стойкость к химическому воздействию, устойчивость к термоокислительному старению, а также обладает высокими физико-механическими свойствами, что в полной мере проявляется в предлагаемом отделочном декоративно-защитном материале. Проведенные эксперименты и испытания показали, что в предлагаемом отделочном декоративно-защитном материале могут быть использованы любые известные марки нетканого геотекстиля, например, такие как нетканый геотекстиль марки НЕТЕКС А (NETEX), см. http://www.isolux.m/catalogue/geosintetiki/geotekstil/netkanyj_geotekstil_netex_a_netex/, или нетканый геотекстиль марки ПНИС, или марки «Дорнит», см. http://pskgeodor.ru/node/7 и http:all-for-building.ru/44518-stekloholst_pautinka.
Указанный в формуле изобретения диапазон толщины основы - нетканого геотекстиля (2-6 мм) получен экспериментально. Как показали эксперименты, такой диапазон в сочетании с указанной крупностью частиц каменной крошки (0,15-2,5 мм) наиболее оптимально соответствует требованиям, предъявляемым к гибкости отделочного материала, удобного для нанесения на поверхности любой формы, например на стены зданий, плоские, или искривленные, или на другие его элементы, такие как порталы, колонны, цоколи, кровли и т.д. При этом, как показали эксперименты, указанные сочетания толщины нетканого геотекстиля и крупности частиц каменной крошки обеспечивают и повышенные показатели прочности и паропроницаемости получаемого отделочного материала, его долговечности, т.е. показатели, характеризующие его защитные свойства.
Следует также отметить, что выбор в качестве основы облицовочного материала нетканого геотекстиля связан и с его хорошей адгезией с полимерной массой, т.е. в отношении изобретения - отверждающейся на поверхности нетканого геотекстиля смеси из каменной крошки, предварительно обработанной эпоксидной краской, и полимерным связующим.
Каменная крошка может быть получена путем дробления и/или измельчения кусков натуральных камней (гранитных, мраморных, вермикулитных и др.) и просеивания их через сита с ячейками определенных размеров для получения частиц каменной крошки заданных размеров. Выбор крупности частиц каменной крошки позволяет расширять диапазон декоративности предлагаемого отделочного материала, обеспечивая ту или иную степень шероховатости его внешней поверхности.
Предварительная обработка каменной крошки эпоксидной смолой, в состав которой входит отвердитель, позволяет обеспечить повышенную адгезию как с полимерным связующим, так и с основой из нетканого геотекстиля. Кроме того, отверждение эпоксидной краски на поверхности частиц каменной крошки позволяет избежать ее отходов и упрочняет отдельные частицы каменной крошки, имеющие дефекты, например трещины, т.к. при обработке каменной крошки эпоксидной краской вода не попадает в ее микротрещины, что способствует обеспечению долговечности облицовочного материала.
Включение в эпоксидную смолу пигментов или минеральных красителей разных цветов позволяет неограниченно расширять декоративный диапазон облицовочных материалов.
Для предварительной обработки каменной крошки может быть использована любая известная эпоксидная смола, например марки ЭД-20 (ГОСТ 10587-84), которая представляет собой жидкий реакционноспособный олигомерный продукт на основе диглицидилового эфира дифенилолпропана. Неотвержденная диановая эпоксидная смола ЭД-20 переводится в неплавкое и нерастворимое состояние действием отверждающих агентов (отвердителей) различного типа - алифатических и ароматических ди- и полиаминов, низкомолекулярных полиамидов, ди- и поликарбоновых кислот и их ангидридов, фенолформальдегидных смол и др. соединений. Как показали эксперименты, наиболее целесообразно использование в качестве отвердителя полиэтиленполиамина (ПЭПА) (ТУ 6-002-593) как наиболее распространенного и доступного промышленного продукта. Для расширения диапазона декоративности предлагаемого отделочного декоративно-защитного материала используются минеральные красители и пигменты - оксиды металлов и неорганические соли, которые вводятся в эпоксидную смолу вместе с отвердителем, например, могут быть использованы пигменты известной марки Bayferrox фирмы LANXESS или любые другие.
Кроме того, для регулирования структуры эпоксидного покрытия на поверхности частиц каменной крошки могут быть также использованы модифицированные (легирующие) кремнийорганические добавки, например, такие как тетраэтоксисилан (ТЭС), синтетический кремнийорганический термостойкий каучук (СКТН), октаметилциклотетрасилоксан (ОМЦТС), полиметилсилоксан (ПМС-5000), вводимые в количестве 0,5-1,5% мас. по отношению к массе собственно эпоксидной смолы с отвердителем и красителем.
В качестве полимерного связующего могут быть использованы водно-дисперсионные акриловые, или поливинилацетатные, или эпоксидные материалы, например, такие как VINNAPAS SAF54, или ACRONAL 290 D, или Новопол-110, которые при полимеризации становятся прозрачными.
Указанные полимерные связующие в предлагаемом отделочном декоративно-защитном материале используются в качестве клеевой среды, в которой равномерно распределяются обработанные эпоксидной смолой частицы каменной крошки, что в совокупности образует слой отверждаемой массы при равномерном нанесении на поверхность основы в виде нетканого геотекстиля. При этом наличие в отверждаемой массе и указанного полимерного связующего, и эпоксидной краски на поверхностях частиц каменной крошки значительно повышает ее адгезионные показатели. Так, образующийся на поверхности нетканого геотекстиля слой такой массы и сам по себе представляет очень прочный сплошной монолит, а при его отверждении на поверхности нетканого геотекстиля между ними образуется такое же прочное неразрывное монолитное соединение геотекстиль-отверждаемая масса, которое при этом обладает определенной степенью гибкости, которая зависит от выбранных или заданных сочетаний толщины нетканого геотекстиля, крупности частиц каменной крошки и толщины слоя из отверждаемой массы.
Испытания показали, что предлагаемое изготовление отделочного декоративно-защитного материала позволяет добиваться не только широкого диапазона его декоративности, но и высоких потребительских показателей стойкости к атмосферным воздействиям, включающих и температурные перепады в течение длительного времени, и ветровые нагрузки, что необходимо учитывать при отделке фасадов зданий и сооружений. Кроме того, сочетание указанного диапазона крупности частиц каменной крошки, толщины отверждаемого слоя, указанного полимерного связующего и нетканого геотекстиля напрямую связано, как показали эксперименты и испытания, с обеспечением повышенных потребительских показателей паропроницаемости предлагаемого отделочного материала.
Следует отметить, что эпоксидная краска, используемая для предварительной обработки каменной крошки, и водно-дисперсионный эпоксидный материал, который может быть использован в качестве полимерного связующего, - это разные вещества. Эпоксидная краска, используемая в изобретении для обработки каменной крошки, - это органорастворимый состав, включающий эпоксидную смолу, отвердитель и пигмент или минеральный краситель, а водно-дисперсионный эпоксидный материал, который может быть использован в качестве полимерного связующего в изобретении, - это водоразбавляемая дисперсия, например, такая как марки «ЭПОКСОЛ».
Варьируя указанной толщиной нетканого геотекстиля, которая составляет 2-6 мм, и крупностью частиц каменной крошки, которая составляет 0,15-2,5 мм, можно расширить диапазон применения отделочного материала, требующего ту или иную его гибкость, прочность и т.д. в зависимости от ситуации при использовании, например от объекта, подлежащего отделке, или климатических условий, которые диктуют ту или иную степень требуемой защиты объекта.
Изготовление предлагаемого отделочного декоративно-защитного материала осуществляется следующим образом.
Эпоксидную смолу, отвердитель и пигмент или минеральный краситель заданного цвета помещают в смеситель, например, снабженный шнеком или другим перемешивающим органом, и осуществляют их перемешивание до получения однородной массы в виде эпоксидной краски, которую затем смешивают с каменной крошкой до равномерного распределения эпоксидной краски по поверхностям частиц каменной крошки и ее отверждения на поверхностях частиц каменной крошки, оставляя при этом каменную крошку в виде сыпучей массы из отдельных частиц. Для этого осуществляют их перемешивание в течение 1-5 часов при температуре 15-30°С. В полученную сыпучую массу каменной крошки, обработанную эпоксидной краской, добавляют полимерное связующее в соотношении 4÷1 и производят их перемешивание до получения однородной массы, предназначенной для отверждения в виде клеевого слоя на поверхности основы из нетканого геотекстиля.
Для этого полученную массу в виде смеси из каменной крошки, обработанной эпоксидной краской, и полимерного связующего распределяют равномерным по толщине слоем по лицевой поверхности основы из нетканого геотекстиля и подвергают отверждению посредством сушки при температуре 90-100° в течение 3-5 часов, после чего лицевую поверхность отвержденной массы равномерно покрывают слоем, толщина которого может составлять 0,1÷1,0 мм, из любого из упомянутых выше полимерных связующих, разбавленных водой в соотношении 1÷10, и оставляют для сушки при комнатной температуре в течение 1,5÷2,5 часов, после чего полученный отделочный декоративно-защитный материал является готовым к использованию.
Лицевая поверхность полученного таким образом отделочного декоративно-защитного материала имеет декоративную шероховатость за счет частично выступающих наружу частиц каменной крошки, которые к тому же могут быть окрашены в различные моноцвета, или иметь смешанную окраску из различных цветов. Нанесенное же на лицевую поверхность равномерное по толщине покрытие из полимерного связующего, разбавленного водой, является прежде всего защитным, армирующим, т.е. укрепляющим и связывающим частично выступающие наружу частицы каменой крошки, а, кроме того, оно придает блеск, глянцевитость шероховатой лицевой поверхности отделочного декоративно-защитного материала, улучшая тем самым его декоративные качества.
При этом является важным, что полученный таким образом отвержденный слой из смеси каменной крошки, обработанной эпоксидной краской, и указанного полимерного связующего обладает хорошей гибкостью, степень которой зависит от выбранного сочетания используемых в нем составляющих, т.е. от заданных величины частиц каменной крошки, толщины отверждаемого слоя на поверхности нетканого геотекстиля и его тощины.
В зависимости от формы куска полотна используемого нетканого геотекстиля можно получать отделочный декоративно-защитный материал с задаваемым эффектом структурной штукатурки как в виде полосы, легко скатываемой в рулон, из которого в дальнейшем нарезают куски необходимого размера и формы, так и в виде отдельных плоских листов любых размеров и любой геометрический формы, такой, как требует конкретная ситуация использования. При этом описанная технология изготовления предлагаемого материала такова, что его форма и размер зависит только от формы основы - отдельного куска нетканого геотекстиля.
Проведенные испытания показали, что предлагаемый материал может быть использован для отделки поверхностей из различных материалов, т.е. бетонных, металлических, деревянных и т.д. При этом скрепление предлагаемого облицовочного материала с поверхностями, подлежащими отделке, как показали эксперименты, может осуществляться как механическими средствами, например посредством винтовых соединений, анкерных и т.д., так и иными, например клеевыми. Однако такие средства не являются объектами правовой защиты в рамках данной заявки и будут описаны в других заявках.
Таким образом, изобретение охарактеризовано совокупностью существенных признаков, каждый из которых необходим, а вместе они достаточны для создания отделочного декоративно-защитного материала, сочетающего высокие показатели прочности, долговечности, гибкости и эластичности при изгибе, паропроницаемости, а также обладающего возможностью обеспечения широкого диапазона его декоративности.
При этом технология производства предлагаемого облицовочного материала проста и не требует использования дорогостоящего оборудования и высококвалифицированного персонала, инградиенты, входящие в состав предлагаемого отделочного защитно-декоративного материала, доступны и недороги, что в совокупности позволяет обеспечить его массовое производство.