ГЕРМЕТИЗИРУЮЩАЯ МАСТИКА
SEALING MASTIC

Изобретение относится к получению эластомерной композиции, а именно трудногорючей, герметизирующей мастики, на основе хлорбутилкаучука, которая может быть использована в промышленном и жилищном строительстве как самостоятельно в качестве звукоизолирующей мембраны, так и в составе конструкции, а также в автомобильной промышленности в составе звукоизолирующей и вибродемпфирующей конструкции и других отраслях промышленности, где требуется герметизация, гидроизоляционная и антикоррозионная защита металлических конструкций и сварных швов.
Известны различные полимер-битумные герметизирующие композиции, используемые в составе звукоизолирующих и виброшумопоглощающих материалов (пат. РФ 2340640, опубл. 10.12.2008 г., пат. РФ 2326142, опубл. 10.06.2008 г.).
3
Низкая плотность полимер-битумных композиций (1,4-1,45 г/см) не обеспечивает высоких звукоизолирующих свойств материалов, что не позволяет использовать их в строительстве. Недостатками данных композиций являются также отсутствие трудногорючести, отсутствие адгезии при нормальных условиях к материалам, входящим в состав звукоизолирующих конструкций (пенополиэтилен, пенополиуретан, меламинформальдегидная пена и др.).
3
Известна трудногорючая мастика с плотностью ~1,7 г/см, наиболее близкая к изобретению по пат. РФ 2421497 (опубл. 20.06.2011 г. ), имеющая состав, масс. %:
хлорбутилкаучук
4,2-5,8
полиизобутилен
10,0-13,8
эфир глицериновый талловой канифоли
1,2-1,3
отходы полиэтилена
0,3-0,4
технический углерод П-803
0,3-0,4
асбест
1,7-3,5
трихлорэтилфосфат
4,4-4,7
меламин
0,8-0,9
борат цинка
1,2-1,3
гидроксид алюминия
54,0-55,0
гидроксид магния
17,0-17,4
парахинондиоксим
0,2-0,26
оксид марганца
0,1-0,12
шунгит
0,8-1,0
Однако эта композиция имеет следующие недостатки:
1. Недостаточно высокие звукоизолирующие свойства при использовании этой композиции в звукоизолирующей конструкции.
2. Недостаточно высокие демпфирующие свойства при использовании этой композиции в вибродемпфирующей конструкции для защиты от вибрации.
3. Низкая адгезия к полимерным вспененным материалам, входящим в состав звукоизолирующих конструкций, что потребует дополнительного использования различных клеев и мастик, предварительного подогрева до температур выше 80°C и механического давления с целью приплавления композиции или механического крепления для фиксации на защищаемой поверхности. Все это затруднит монтаж при изготовлении стеновых и потолочных панелей и увеличит материальные и трудовые затраты.
4. К тому же мастика содержит канцерогенный компонент - асбест и вещества, относящиеся ко II классу опасности и оказывающие вредное воздействие на здоровье рабочих, занятых изготовлением мастики, такие как трихлорэтилфосфат, п-хинондиоксим и оксид марганца.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является создание герметизирующей мастики, включающей хлорбутилкаучук, эфир глицериновый талловой канифоли в качестве адгезионной добавки, полиэтилен высокого давления в виде пленки, борат цинка и гидроксиды магния и алюминия в качестве антипиренов, трихлоралкилфосфат в качестве пластификатора, которая имела бы более высокие звукоизолирующие, вибродемпфирующие свойства, адгезионные свойства к полимерным вспененным материалам и более высокую экологическую безопасность.
Поставленная задача решена герметизирующей мастикой, включающей хлорбутилкаучук, эфир глицериновый талловой канифоли в качестве адгезионной добавки, полиэтилен высокого давления в виде пленки, борат цинка и гидроксиды магния и алюминия в качестве антипиренов, трихлоралкилфосфат в качестве пластификатора, которая дополнительно содержит баритовый концентрат, хлорпарафин ХП-470, масло ПН-6ш, а в качестве трихлоралкилфосфата содержит трихлорпропилфосфат при следующем содержании компонентов, масс. %:
Хлорбутил каучук
3,6-4,2
Эфир глицериновый талловой канифоли
1,0-1,5
Полиэтилен высокого давления в виде пленки
0,3-0,4
Борат цинка
4,0-4,6
Гидроксид магния
6,0-7,0
Гидроксид алюминия
22,0-24,0
Трихлорпропилфосфат
2,5-3,0
Баритовый концентрат
48,0-51,0
Хлорпарафин ХП-470
1,8-2,0
Масло ПН-6ш
7,0-8,0
Изобретение позволяет получить следующие преимущества:
1. Мастика позволяет обеспечить более высокие звукоизолирующие свойства при толщине всего 2-3 мм, что дает возможность конструировать тонкие звукоизоляционные системы, сохраняя полезную площадь помещения.
При толщине мастики 3 мм индекс изоляции воздушного шума, Rw, увеличивается на 2 дБ, что соответствует снижению звукового давления на 21% /И.П. Боголепов. Промышленная звукоизоляция, Л., «Судостроение», 1986. - с. 29-33/.
2. Мастика при использовании ее в вибродемпфирующей конструкции позволяет более эффективно защищать конструкцию транспортного средства от вибрации, поскольку коэффициент механических потерь, характеризующий снижение уровня вибрации путем рассеивания механической энергии, распространяющейся по конструкциям и элементам, возрастает примерно на 25%.
3. Композиция обладает значительно более высокой адгезией к полимерным вспененным материалам, входящим в состав звукоизолирующих конструкций, что позволяет ей выполнять функцию клеевого монтажного слоя.
4. Мастика является более экологически безопасной. Она не содержит асбест, являющийся канцерогенным веществом, а также п-хинондиоксим, оксид марганца и трихлорэтилфосфат, относящиеся ко II классу опасности. Такая высокая экологическая безопасность позволяет монтировать ее в помещениях с высокими требованиями по экологической безопасности.
К тому же заявляемая мастика является трудногорючей.
Мастика является эластичной и гибкой, что дает возможность монтировать ее на поверхностях любой конфигурации (острые углы, изгибы, неровности и др.), сохраняя при этом свойства материала и его структуру.
Температурный диапазон эксплуатации мастики от минус 45°C до плюс 100°C дает возможность использовать ее в неотапливаемых помещениях.
Мастика обладает гидрофобностью, а также высокими герметизирующими и антикоррозионными свойствами.
Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения
Для изготовления заявленной композиции используются следующие материалы:
- хлорбутилкаучук - ТУ 2294-096-05766801-2000 или импортный хлорбутилкаучук 1066, 1068 CTR123741-06
- эфир глицериновый талловой канифоли - ТУ 13-00281074-152-95;
- полиэтилен высокого давления в виде пленки - ГОСТ 10354-82;
- борат цинка - ТУ-2146-186-10968286-2004;
- гидроксид магния, например, марки ФРАМИТЕКС 05-97 - ТУ 2133-011-40705684-2005;
- гидроксид алюминия, например, марки ФРАМИАЛ-05 - ТУ-1711-015-40705684-2006;
- трихлорпропилфосфат - ТУ 2493-320-05763441-2000;
- баритовый концентрат - ГОСТ 4682-84;
- хлорпарафин ХП-470 - ТУ 6-01-16-90;
- масло ПН-бш - ТУ 3 8.1011217-89.
Заявленную композицию изготавливают следующим образом.
Герметизирующую мастику готовят в смесителе при 90-110°C путём механического перемешивания смеси компонентов с последующим формированием полотна невысыхающего герметика разной толщины между листами антиадгезионной бумаги при помощи двухвалкового калибровочного узла.
Для использования мастики в звукоизолирующей конструкции мастику дублируют с двух сторон с несущей поверхностью, например, полимерным вспененным материалом.
Для использования заявленной композиции в конструкционном вибропоглощающем материале полотно герметика дублируют между алюминиевой фольгой толщиной от 0,6 до 0,1мм и антиадгезионной бумагой.
О звукоизолирующих и вибродемпфирующих свойствах конструкционного материала с заявленной мастикой судили, соответственно, по индексу изоляции воздушного шума в диапазоне частот (100-3150) Гц, (Rw), определяемому по ГОСТ 27296-87, и по коэффициенту механических потерь (КМП), приведенному к 200 Гц, и определяемому по DIN EN ISO 6721-3:1996 (способ А) при 20°C.
3
Об адгезии мастики к полимерным вспененным материалам судили по прочности связи мастики толщиной 2 мм с меламинформальдегидной пеной плотностью 8 кг/м при отслаивании, (X), H, и определяемой по ГОСТ 17317-88.
Для получения корректных сравнительных данных мастики но прототипу и заявленному изобретению испытывали одинаково.
Мастику по прототипу использовали следующего состава, масс. %
хлорбутилкаучук
4,8
полиизобутилен
11,5
эфир глицериновый талловой канифоли
1,2
отходы полиэтилена
0,3
технический углерод П-803
0,3
асбест
1,7
трихлорэтилфосфат
4,7
меламин
0,8
борат цинка
1,2
гидроксид алюминия
55,0
гидроксид магния
17,4
парахинондиоксим
0,2
оксид марганца
0,1
шунгит
0,8
Для испытаний звукоизолирующих свойств мастику использовали в виде полотна толщиной 3,0 мм, наклеенную на стальную пластину толщиной 0,8 мм.
Для испытаний вибродемпфирующих свойств готовили конструкционный материал, представляющий собой слой мастики толщиной 2,1 мм с лицевым покрытием - алюминиевой фольгой толщиной 0,1 мм.
Составы заявленной мастики и ее свойства приведены в таблице.
Таблица
Компоненты мастики, масс. %
Примеры
1
2
3
4
5
6
Прототип
1. Хлорбутилкаучук
3,6
3,8
3,6
3,9
4,0
4,2
2. Эфир глицериновый талловой канифоли.
1,1
1,0
1,0
1,4
1,5
1,2
3. Полиэтилен высокого давления в виде пленки
0,40
0,30
0,35
0,40
0,35
0,30
4. Борат цинка
4,2
4,0
4,0
4,3
4,6
4,1
5. Гидроксид магния
6,4
6,0
6,6
7,0
6,2
6,0
6. Гидроксид алюминия
23,0
22,2
24,0
22,0
23,0
22,5
7. Трихлорпропилфосфат
2,7
2,8
2,65
2,5
2,65
3,0
8. Баритовый концентрат
49,4
51,0
48,0
49,0
48,0
49,2
9. Хлорпарафин ХП-470
1,9
1,9
1,8
2,0
1,9
1,8
10. Масло ПН-6ш
7,3
7,0
8,0
7,5
7,8
7,7
Свойства:
1. Плотность герметика, г/см<sup>3</sup>
2,3
2,3
2,2
2,2
2,2
2,3
1,7
2. Индекс изоляции воздушного шума, Rw, дБ
31
29
3. Коэффициент механических потерь, КМП
0,20
0,16
4. Прочность связи мастики с меламинформальдегидной пеной, X, H
1,63
1,55
1,80
1,80
1,80
1,75
0,2