СОСТАВ ДЛЯ МОДИФИКАЦИИ КЕРАМИЧЕСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
COMPOSITION FOR MODIFYING CERAMIC STRUCTURAL MATERIALS

Изобретение относится к водно-дисперсионным композициям, применяемым при производстве керамических строительных материалов для модификации их свойств. Изобретение может быть использовано для обработки керамических строительных материалов с целью придания последним оптимального регулируемого уровня водопоглощения и антиплесневых свойств.
Известно, что уровень водопоглощения керамических строительных материалов оказывает существенное влияние на их свойства на этапе строительства и, в особенности, в период эксплуатации зданий и сооружений. ГОСТ 530-95 и ГОСТ 7484-78 на кирпич и камни керамические устанавливали лишь минимальные значения уровня водопоглощения изделий. Введенный взамен новый ГОСТ 530-2007 регламентирует для лицевых изделий интервал водопоглощения 6-14%. Для многих кирпичных заводов указываемый в ГОСТ 530-2007 достаточно узкий интервал водопоглощения оказался недостижим в связи с особенностями технологии производства и привязкой к конкретному месторождению сырья.
Известны гидрофобизирующие составы, предназначенные для значительного снижения уровня водопоглощения строительных материалов, например ГКЖ-10 (ТУ 6-02-69-72). Состав представляет собой 30%-ный водно-спиртовой раствор метил или этилсиликоната натрия или калия. Входящие в рецептуру силиконаты создают при отверждении водопаронепроницаемую пленку и снижают водопоглощение обработанного изделия. Однако состав ГКЖ-10 пожароопасен и токсичен.
Известен также гидрофобизатор ГКЖ-94 (ГОСТ 10834-76), представляющий собой раствор продуктов гидролиза этилдихлорсилана в смеси толуола, бензина и уайтспирита. Снижение водопоглощения обработанного составом изделия происходит за счет формирования сплошной «недышащей» пленки. К недостаткам ГКЖ-94 следует отнести пожаровзрывоопасность и токсичность.
Наиболее близким к патентуемому изобретению является средство «Гидрощит супер» (ТУ 2229-001-18803389-2000). Указанное в качестве прототипа гидрофобизирующее средство представляет собой тонкодисперсную композицию кремнийорганических полимеров на водной основе. Состав пожаровзрывобезопасен, легко проникает вглубь обрабатываемого изделия, снижает уровень водопоглощения в 4-8 раз. «Гидрощит супер» выпускается в готовом к применению виде, не допускается разбавление водой.
Однако применение для гидрофобизации кремнийорганических полимеров обуславливает высокую стоимость средства «Гидрощит супер». Состав обладает сильнощелочными свойствами (рН 11,9-12,5), также нет сведений о возможности реализации регулируемых значений водопоглощения обработанного изделия.
Задачей предлагаемого изобретения является регулируемая гидрофобизация (снижение водопоглощения) керамических строительных материалов с одновременным приданием последним антиплесневых свойств, с удешевлением стоимости композиции и снижением ее токсичности.
Указанная задача достигается тем, что основой заявляемого состава является водная дисперсия углеводородов, в которую вводится регулятор гидрофобизации и антиплесневая добавка.
19
40
35
72
37
76
53
72
Заявляемый состав для модификации керамических строительных материалов представляет собой водную дисперсию парафина СН-СH (ГОСТ 23683-89) и церезина СН-СН (ГОСТ 2488-79) в качестве гидрофобизирующих субстанций, эмульгированных в водной среде моноэтаноламидом олеиновой кислоты (МЭАОК), содержащую регулятор гидрофобизации - гидроксиэтилцеллюлозу (ГЭЦ) марок 15000 и 30000 и антиплесневую добавку - Парметол А26 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Парафин
10,0-30,0
Церезин
10,0-30,0
Эмульгатор МЭАОК
2,5-4,0
ГЭЦ 15000
0,5-1,5
ГЭЦ 30000
0,5-1,0
Парметол А26
0,25-1,0
Вода умягченная
до 100
Дисперсной фазой заявляемого состава (гидрофобизирующей субстанцией) являются стабилизированные эмульгатором парафино-церезиновые частицы с размерами 300-700 нм, что позволяет составу проникать по микрокапиллярам вовнутрь обрабатываемого материала, частично закупоривая последние, осуществляя тем самым гидрофобизацию. Введение регулятора (ГЭЦ 15000 и ГЭЦ 30000) дает возможность достичь уровня водопоглощения, заданного в ГОСТ 530-2007 (от 6 до 14%). Введение Парметола А26 придает обработанным строительным материалам стойкость против плесневения.
Несмотря на то что компоненты заявляемой композиции входят в состав некоторых гидрофобизирующих составов, сам заявляемый состав для модификации керамических строительных материалов, имеющий указанное сочетание компонентов при определенном их количественном соотношении, ранее не был известен.
Обработка керамических изделий заявляемым составом производится путем окунания последних в состав с последующим высушиванием до постоянной массы.
Технологический процесс приготовления состава для модификации керамических строительных материалов осуществляется в реакторе, оборудованном комбинированной мешалкой, рубашкой для нагревания/охлаждения и внешним ультрагомогенизатором с контуром рециркуляции. Процесс идет при температуре от 90 до 25°С с непрерывным перемешиванием и гомогенизацией. Далее продукт вакуумируют для уменьшения содержания растворенного кислорода, что значительно снижает возможность окисления состава и увеличивает срок его хранения.
Фасовка состава осуществляется на разливочной линии в полимерные бочки емкостью 50, 100 и 200 л.
Безопасность производства оговаривается соответствующими разделами регламента и инструкциями по технике безопасности. По степени пожаро- и взрывоопасности производство заявляемого состава относится к категории «В», по санитарным нормам проектирования - нетоксично, по правилам устройства электроустановок - невзрывоопасно. Побочные продукты, сточные воды и выбросы в атмосферу при производстве состава отсутствуют.
Заявляемый состав для модификации керамических строительных материалов получали следующим образом.
Пример 1. Приготовление состава (в расчете на 100 мас.%)
В реактор заливают 65 мас.% воды умягченной, нагревают до 85-90°С, загружают 3,0 мас.% эмульгатора МЭАОК, 1,0 мас.% регулятора ГЭЦ 15000, 0,5 мас.% регулятора ГЭЦ 30000, 0,5 мас.% Парметола А26, перемешивают до полного растворения. Затем в полученную водную фазу подают расплав углеводородов - парафина 15 мас.% и церезина 15 мас.% при температуре 75-85°С. Включают ультрагомогенизатор на рециркуляцию и постепенно охлаждают до 25-30°С. Результаты испытания состава приведены в таблице (Пример 1).
Пример 2.
При сохранении технологических условий примера 1 берут 60,5 мас.% воды умягченной, 2,75 мас.% эмульгатора МЭАОК, 1,0 мас.% ГЭЦ 15000, 0,5 мас.% ГЭЦ 30000, 0,25 мас.% Парметола А26, 20 мас.% парафина, 15 мас.% церезина.
Пример 3.
При сохранении технологических условий примера 1 берут 59 мас.% воды умягченной, 3,5 мас.% эмульгатора МЭАОК, 0,5 мас.% ГЭЦ 15000, 1,0 мас.% ГЭЦ 30000, 1,0 мас.% Парметола А26, 15 мас.% парафина, 20 мас.% церезина.
Пример 4.
При сохранении технологических условий примера 1 берут 53 мас.% воды умягченной, 4,0 мас.% эмульгатора МЭАОК, 1,5 мас.% ГЭЦ 15000, 1,0 мас.% ГЭЦ 30000, 0,5 мас.% Парметола А26, 10 мас.% парафина, 30 мас.% церезина.
Пример 5.
При сохранении технологических условий примера 1 берут 55 мас.% воды умягченной, 3,0 мас.% эмульгатора МЭАОК, 1,0 мас.% ГЭЦ 15000, 0,5 мас.% ГЭЦ 30000, 0,5 мас.% Парметола А26, 30 мас.% парафина, 10 мас.% церезина.
Для испытаний была взята партия лицевого кирпича марки «слоновая кость» производства Норского керамического завода, г.Ярославль в количестве 70 штук. Обработка кирпичей заявляемым составом (примеры 1-5) и составом-прототипом (пример 6) производилась методом окунания на 30 сек в емкость с модифицирующим составом (Время окунания образца определяется расчетной производительностью конвейера предприятия исходя из норматива сменной выработки.). Затем образцы высушивались до постоянной массы при температуре 105-115°С и испытывались на водопоглощение по ГОСТ 7025-91. Усредненные данные по сериям из 10 шт. для обработанных и контрольных образцов приведены в таблице (примеры 1-7). Результаты испытаний свидетельствуют о том, что благодаря высокой проникающей способности дисперсной фазы в сочетании с эффективным регулятором гидрофобизации патентуемый состав придает обработанным керамическим материалам оптимальное значение водопоглощения (в интервале от 6 до 14% в соответствии требованиям ГОСТ 530-2007) в отличие от прототипа.