Изоляционный материал
INSULATION MATERIAL

Изобретение относится к композиционным 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 этиленпропиленового 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).
Известна самоклеящаяся кровельная ПВХ мембрана LOGICROOFV-GRFBSA, которая применяется для гидроизоляции однослойных кровельных систем с клеевым методом крепления на основе качественного пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ), армированная стеклохолстом с флисовой подложкой из ламинированного геотекстиля с нижней стороны мембраны. Поверх слоя флиса в заводских условиях нанесен специальный клеевой состав, обладающий высокой адгезией к плитам LOGICPIR СХМ/СХМ, а также антиадгезионная пленка, которую необходимо удалить перед приклеиванием мембраны.

Мембрана LOGICROOF V-GR FB SA обладает высокой стойкостью к проколам и стабильностью размеров. Содержит антипирены и специальные стабилизаторы. Благодаря технологии TRI-P мембрана имеет специальный защитный верхний слой толщиной 200 мкм, надежно защищающий материал от воздействия ультрафиолета.
Благодаря слою из ламинированного геотекстиля, на который в заводских условиях нанесен клеевой состав, мембрану можно приклеивать на теплоизоляционные плиты LOGICPIR с кашированием из стеклохолста. Монтаж мембраны возможен при температурах не ниже +5°С («Руководство по проектированию и устройству кровель из полимерных материалов» «Инструкция по монтажу однослойной кровли из полимерной мембраны». Каталог Корпорации ТехноНИКОЛЬ.
Данный материал сложен в изготовлении.
Известно слоистое кровельное покрытие, состоящее, по меньшей мере, из двух слоев, один из которых - основа, в качестве которой используют волокнистый или нетканый дырчатый материал, а второй слой - полимерный гидроизоляционный слой на основе бутилкаучука (RU 2052046,10.01.1996).
Известен также гидроизоляционный материал, содержащий основу и слой, выполненный из мастики на основе водной эмульсии битума холодного нанесения (RU 2197582, 27.01.2003).
Отсутствие информации о модуле упругости, относительном сжатии, результатах акустических испытаний, описанных выше материалов, а также отсутствие информации о природе и свойствах используемой основы не дает возможности составить представление о звукопоглощающих и звукоизолирующих свойствах этих материалов.
3
2
Известен защитный мембранный материал, содержащий экранирующий слой из металлической фольги и волокнистый прокладочный слой из нетканого неорганического материала, имеющий объемную плотность 120÷150 кг/м, выполненный из алюмосиликатного или стеклянного волокна и покрытый с двух сторон защитной оболочкой из микроперфорированного нетканого полипропилена или из стеклоткани при поверхностной плотности оболочки 50-350 г/м(RU 2353423, 27.04.2009).
Недостатком известного материала является крайне низкие гидроизоляционные свойства.
2
Известен многослойный изоляционный материал, который содержит основу, выполненную из тканого или нетканого материала, или фольгированного материала, обладающего повышенной прочностью и paзделительными свойствами, препятствующими проникновению нанесенного на одну из его сторон горячего битумно-полимерного материала на другую сторону этой основы с нанесенным на нее материалом из эластомерной или термопластичной композиции. Материал основы обладает поверхностной плотностью не менее 75 г/м и размером ячеек не более 0,1 мм, не имеющих капиллярного подсоса.
Полученный материал обладает стабильными изоляционными свойствами, водостойкостью, морозостойкостью (RU 73273 U1, 20.05.2008).
Недостатком этого известного изоляционного материала является повышенная пожароопасность и повышенная токсичность.
Известны самоклеящиеся материалы на основе бумаги, содержащие бумажную основу, защитный слой и расположенный между ними слой клеевой композиции. В качестве защитного слоя использована немодифицированная полиэтиленовая пленка, а в качестве клеевой композиции липкий клей (RU № 19538 С09 J 7/02, U1 10.09.2001).
В качестве клеевой композиции может быть использована акриловая водная дисперсия с остаточной липкостью типа R-361 (низковязкая универсальная) или типа R-300 (высоковязкая, стойкая к старению). Составы акриловых дисперсий не раскрыты.
Известные материалы предназначены для использования в полиграфической промышленности при изготовлении этикеток, плакатов и т. д., то есть не предназначен для изготовления изоляционного материала.
Из RU 2012150558 27.11.2012 известен самоклеящийся материал на основе бумаги, содержащий базовую основу из бумаги, защитный слой и расположенный между ними клеящий слой. Самоклеящийся материал содержит слой бумажной основы, защитный слой и расположенный между ними клеящий слой. На бумажную основу со стороны противоположной защитному слою нанесена посредством синтетического клея металлическая фольга. В качестве материала фольги выбран алюминий, причем соотношение толщины фольги и толщины слоя бумажной основы составляет 1:14-1:18. Сама алюминиевая фольга имеет толщину 7 мкм. Материал выполнен в виде рулонной ленты. Однако, этот известный самоклеящийся материал имеет ограниченное использование и используется при изготовлении этикеток, рекламных листов и т.д.
Из RU 175358 01.12.2017, U1 известен композитный материал, представляющий собой слоистую структуру, первый слой которой выполнен из полимерной термоплавкой пленки, второй слой выполнен клеевым, а третий слой, закрывающий клеевой слой, выполнен из антиадгезионного пленочного материала, при этом полимерная пленка соединяется термически с листом несшитого газонаполненного полиэтилена. Кроме того, полимерная термоплавкая пленка выполнена полиэтиленовой, в качестве антиадгезионного пленочного материала использована силиконизированная полиэтилентерефталатная пленка, а в качестве клеевого слоя использован клей из группы склеивающихся от механического воздействия прижатием, при этом полимерная термоплавкая полиэтиленовая пленка термически соединяется с листом вспененного несшитого газонаполненного полиэтилена, например, с помощью горячих валов ламинатора.
Как следует из вышеописанного известного уровня техники, широко известны самоклеящиеся материалы, в которых использованы различные акриловые клеи, однако в большинстве эти материалы используются в полиграфической промышленности (этикетки, плакаты, обложки для книг и т.д.).
Поставленной технической задачей данного заявленного изобретения является упрощения технологии изготовления изоляционного материала, улучшение эксплуатационных свойств (долговечность), расширение ассортимента средств материалов данного назначения и снижение токсичности.
Техническим результатом, таким образом, в соответствии с указанной поставленной задачей является упрощение технологии и расширение арсенала средств, относящихся к изоляционным материалам, эксплуатируемых в различных климатических условиях.
2
2
2
Поставленная техническая задача достигается тем, что изоляционный материал содержит основу и расположенные на обеих ее сторонах слои, первый слой, выполненный из термопласта или эластомера, и липкий слой, расположенный на одной из сторон поверх первого слоя и выполненный из полимерной клеевой композиции, на основе 60-65%-ной водной акриловой дисперсии, содержащей акриловый сополимер, загуститель, и при необходимости различные другие вспомогательные целевые добавки, или на основе каучукового клея-расплава, наносимый валковым или ракельным способом с расходом липкого слоя не менее 50 г/м, причем нанесенный липкий слой содержит удаляемую защитную антиадгезионную пленку, а основа выполнена из прочного и устойчивого к продавливанию материала, выбранного из группы, включающей тканый или нетканый материал с поверхностной плотностью не менее 100 г/м и размером ячеек не более 0,1мм или фольгированный материал с поверхностной плотностью не менее 100 г/м.
Данная совокупность общих существенных признаков представляет собой сущность заявляемого изобретения. Она необходима и достаточна во всех случаях его реализации.
Кроме того, применительно к заявленному изобретению необходимо выделить следующие развития и/или уточнения совокупности его существенных признаков, относящиеся к частным случаям выполнения или использования.
В качестве основы изоляционный материал может содержать металлическую фольгу.
Также, в качестве основы изоляционный материал может содержать алюминиевую фольгу.
В качестве основы изоляционный материал может содержать медную фольгу.
Кроме того, в качестве основы изоляционный материал может содержать полимерный фольгированный материал.
Заявленная клеевая композиция для липкого слоя в качестве вспомогательных добавок может содержать различные традиционные вспомогательные и целевые добавки, такие как биоцидные добавки, пигменты, наполнители минеральные (мел, каолин, бентонит), антисептическую добавку в виде каменноугольного масла или каменноугольной смолы, вулканизирующие добавки, ускорители вулканизации, антиоксиданты и др.
В качестве материала основы изоляционный материал по заявленному изобретению содержит тканый или нетканый материалы, такие как, например, стеклоткань, ткань капроновую, лавсановую, базальтовую, или нетканые материалы, изготовленные из натуральных волокон, химических волокон без применения ткачества (вязально-прошитые, иглопробивные, термоскрепленные, клеевые).
Как указано выше, в качестве материала основы изоляционный материал может содержать металлическую фольгу, например, алюминиевую фольгу, медную фольгу, полимерную фольгу (полимерный фольгированный материал, например, полимерная фольгированная полиэтиленовая пленка).
Используемая клеевая композиция для липкого слоя в качестве пленкообразующей основы содержит различные акриловые (водные) дисперсии на основе акриловых сополимеров, например 60-65%-ная водная дисперсия сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты при массовом соотношении сомономеров соответственно 35-55:40-60:0,5-3,0 или 60-65%-ную водную дисперсию сополимера винилацетата, бутилакрилата и метакриловой кислоты; или сополимер бутилакрилата с метакриловой кислотой с содержанием связанной метакриловой кислоты 5-10мас %; или сополимер бутилакрилата с акрилонитрилом с содержанием акрилонитрильных звеньев 10-20% мас и другие акриловые сополимеры.
В качестве загустителя клеевая композиция содержит, например, Na-соль карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ), полиэтиленоксид, акрил-уретановый загуститель ассоциативного типа «Полифоб ТР-117» казеинат аммония, полиакриламид и другие загустители, традиционно используемые в водно-дисперсионных полимерных составах.
В качестве биоцидной добавки клеевая композиция содержит различные известные биоцидные добавки, например, производные изотиазомина (1,2-(гидрокси)-5,8,11-триоксадодекана, 1,3-бис(гидроксиметил)-мочевины,1,6-дигидрокси-2,5-диоксагексана Парметол А-26) и другие.
Содержание акрилового сополимера в клеевой композиции содержится, в частности, в количестве 25-40мас. %, загуститель в количестве 0,5-4,0мас. %. Остальные вспомогательные добавки содержатся в клеевой композиции в традиционных количествах, используемых в водных полимерных дисперсиях клеев и покрытий, и как правило подбирается экспериментальным путем, регулирую необходимую при использовании их вязкость.
Акриловую дисперсию, как указано было выше, используют с содержанием сухого остатка (60-65%), температура нанесения ее 20-25°С; наносят ее по вилковой технологии со скоростью нанесения, например, 5 метров в минуту; далее осуществляют сушку на барабане с температурой сушки ~140°С до испарения воды.
В качестве каучукового клея-расплава для липкого слоя используются различные каучуковые клеи-расплавы, например содержащие в качестве каучуковой основы смесь полиизобутилена с бутилкаучуком в массовом соотношении их 25-35:65-75 мас.ч и жидкого олигомерного каучука в количестве 5-15 мас.ч., а также различные вспомогательные добавки, такие как вулканизирующие добавки (сера, тиурам), возможно ускорители вулканизации, сажу, оксид цинка, антиоксидант фенольного типа и другие традиционно используемые в каучуковых клеях.
Слои изоляционного материала в качестве термопласта, наносимого на основу, выполнены, например, из полиолефинов (полиэтилен, полипропилен), перхлорвиниловой смолы; винипласта (пластифицированного поливинилхлорида), содержащего до 35% от массы полимера модификатора (хлорированный полиэтилен, каучуки), до 20% наполнителей (мел, сажа, аэросил) и до 10% пластификаторов.
В качестве эластомера для слоев, наносимых, на основу, используют, например, этилен-пропилендиеновые каучуки, дивинилстирольный термоэластопласт, бутадиеновые, содержащие вулканизирующие агенты (сера, тиурам), возможно ускорители вулканизации, наполнители, в виде резиновых смесей, обеспечивающие получение резинового слоя на поверхности основы.
Как отмечено выше, наносимый на основу слой бывает двух типов: эластомерная, например, резиновая 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 (выше120°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 слоев на сторонах основы заявленного 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 до температуp выше 120-150°С.
Ниже приводится конкретный пример получения заявленного в качестве изобретения изоляционного материала, иллюстрирующий изобретение, но не ограничивающий его.
Пример 1.
На основу в виде прочного и устойчивого к продавливанию материала (тканый или нетканый материал) или металлической фольги (алюминиевая фольга, медная фольга, полимерный фольгированный материал (полиэтиленовая пленка, например) на обе ее стороны наносят:
• слой из термопласта (термоэластопласта), такового как, например, винипласт: пластифицированный поливинилхлорид и перхловиниловая смола с добавками термо- и светостабилизаторов, антиоксиданта, предотвращающих разрушение материала при переработке и эксплуатации; смазывающие вещества, пигменты; толщина получаемого слоя составляет, например, от 0,5 до 1,5 мм;
• или слой, выполненный из эластомера - дивинилстирольного термоэластопласта, содержащего вулканизующие добавки, наполнители (в виде резиновой смеси, содержащей традиционные целевые добавки - вулканизующая система, наполнители сажа, оксид цинка, стабилизатор (стеарат кальция), толщиной от 0,6 до 1,2 мм).
И далее (на отвержденный слой) наносят липкий слой, выполненный из клеевой композиции, содержащей, например, смесь, включающую в мас %:
60-65%-ную водную дисперсию
акрилового сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты 40-60 мас. %;
загуститель 0,5-3,0мас. %,
минеральный наполнитель (мел) 10-20мас. %;
биоцидную добавку (Парметол А-26) 0,05-0,5мас. %,
антисептик (каменноугольное масло) 0,5-1,0% мас,
вода- остальное.
Толщина нанесенного липкого слоя составляет, например 0,05 мм.
Нанесенный липкий слой из водной акриловой дисперсии сверху закрыт удаляемой при использовании изоляционного материала антиадгезионной пленкой, например, силиконизированной бумагой, пленкой, фольгой, гофрокартоном.
Пример 2.
Получают изоляционный материал аналогично примеру 1, но только липкий слой выполнен из каучукового клея-расплава.
Используемый клей-расплав содержит смесь полиизобутилена с бутилкаучуком в массовом соотношении 30:70 мас.ч. и жидкий каучук, например, дивинилпипериленовый каучук в количестве 10 мас.ч., а также различные вспомогательные целевые добавки (вулканизирующий агент - серу, наполнитель сажу, оксид цинка, антиоксидант фенольного типа Ирганокс и другие добавки).
Липкий слой сверху также защищен удаляемой антиадгезионной пленкой, которую удаляют перед применением изоляционного материала.
Слои из термопласта (термоэластопласта) или из эластомера, наносимые непосредственно на каждую из сторон основы (тканый/ нетканый материал или металлический фольгированный материал, полимерный фольгированный материал) получают (формируют) из композиций, содержащих термопластичную смолу (например, полипропилен) или эластомер (например, бутадиеновый каучук), которые содержат также традиционные вспомогательные целевые добавки в традиционно используемых в таких композициях количествах.
Композиции готовят на стандартном смесительном оборудовании (вальцы, резиносмесители), используя промышленно выпускаемые термоэластопласт и синтетические каучуки, в частности, продукты сополимеризации этилена с пропиленом (двойные сополимеры типа СКЭПТ) 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, как выше было отмечено, могут включать общепринятые целевые и специальные добавки, такие как, вулканизирующие агенты, наполнители, стабилизаторы, пластификаторы, красители, ингибиторы.
Композицию для липкого слоя готовят путем смешения водной акриловой дисперсии с различными указанными вспомогательными целевыми добавками (например, загуститель, биоцид, антисептик).
Ниже приводятся (перечисляются) основные свойства изоляционного материала, иллюстрирующие достижение технического результата.
Полученный изоляционный материал при применении обладает преимуществами по сравнению с аналогами:
- имеет повышенную эксплуатационную надежность и долговечность за счет липкого слоя по всей поверхности; адгезия по всей поверхности не позволяет проникнуть воде в случае повреждения поверхности материала (пробой, разрез, разрыв и др.);
- наличие эластичного липкого слоя способствует увеличению трещиноустойчивости к деформациям защищаемых поверхностей (бетон и другие строительные материалы);
- имеет повышенную морозостойкость и теплостойкость за счет сохранения эластичности липкого слоя в диапазоне температур от
-50° до + 120°С;
- отсутствует пожароопасная технология применения;
- экологически безопасен, имеет пониженную токсичность;
-клеевой слой позволяет продуктивно, менее трудозатратно, применять материал при выполнении кровельных и гидроизоляционных работ.