БИОСТОЙКИЙ ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ МАТЕРИАЛ
BIORESISTANT WATERPROOFING POLYMER MATERIAL

1. Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области переработки полимеров, в частности к производству искусственных кож, которые могут быть использованы для облицовки бассейнов.
2. Уровень техники
Известен гидроизоляционный материал «Изол» (ГОСТ 10296-79).
Указанный материал не может быть использован для отделки бассейнов по причине низкой устойчивости к перепадам температуры, недостаточной условной прочности (4,8 МПа), темной окраски.
Известен также рулонный кровельный материал (патент №2372198 RU), содержащий защитный слой и подложку, состоящие из композиций на основе ПВХ, и размещенной между ними полимерной сетки. Однако указанный материал обладает низкой светостойкостью - 3 балла, недостаточной устойчивостью к действию микроорганизмов (грибостойкость - 4 балла), водопоглощение за 24 часа в % по массе составляет более 1%, морозостойкость минус 20°C, условная прочность - 9,8 МПа.
3. Раскрытие изобретения
Задачей данного изобретения является создание биостойкого, гидроизоляционного полимерного материала с повышенной устойчивостью к истирающим нагрузкам и атмосферным явлениям, пригодного для использования в качестве облицовочного материала при изготовлении бассейнов.
2
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в качестве основы для биостойкого гидроизоляционного материала, состоящего из полиэфирной основы с полимерным покрытием, используют сетку, выполненную из нити перевивочного переплетения с размером ячейки 2×2 мм, с поверхностной плотностью 80 г/м, при этом соотношение полиэфирной основы и поливинилхлоридного покрытия составляет 1:18.
Для достижения устойчивости к истирающим нагрузкам, колебаниям температуры (атмосферным явлениям), к средствам очистки, дезинфекции воды и бассейна, полимерное покрытие на основе суспензионного поливинилхлорида с константой Фикентчера 70÷72 дополнительно содержит смесь пластификаторов: диоктилфталат (ДОФ), диоктиладипинат (ДОА), лапроксид БД с массовой долей эпоксидных групп (28÷34)%, бутадиен-нитрильный каучук синтетический с массовой долей акрилонитрила (26÷30)% в соотношении 1:0,8:0,2:0,6 соответственно.
В качестве термо- и светостабилизатора используется карбоксилатный барий-, цинксодержащий стабилизатор Baerostab UBZ 711 - 1x RF.
Устойчивость к образованию водорослей и микроорганизмов достигается введением противогрибковой бактерицидной добавки 2-octil-3(2H) isothiosolone (OIT) «Бионейтрал М 10».
4. Осуществление изобретения
Биостойкий гидроизоляционный полимерный материал включает полиэфирную основу и поливинилхлоридное покрытие. Материал отличается тем, что основа выполнена из нити полиэфирной перевивочного переплетения с размером ячейки 2×2 мм, при этом массовое соотношение слоев составляет - лицевой:промежуточный (полиэфирная основа):изнаночный -9:1:9 соответственно, а массовое соотношение слоев полиэфирная основа:полимерное покрытие - 1:18, полученный на основе суспензионного поливинилхлорида и дополнительно содержащий смесь пластификаторов - диоктилфталата, диоктиладипината, лапроксида БД с массовой долей эпоксидных групп (28÷34)% и бутадиен-нитрильного каучука синтетического с массовой долей акрилонитрила (26÷30)% в соотношении 1:0,8:0,2:0,6 соответственно; в качестве термо-, светостабилизатора используется стабилизатор Baerostab UBZ 711 - 1x RF; в качестве биодобавки - Бионейтрал М 10; для окрашивания композиции применяются пигменты: диоксид титана, пигмент голубой фталоцианиновый, пигмент зеленый фталоцианиновый, а количественный состав поливинилхлоридной композиции выбран при следующем соотношении, масс. ч.:
1. Поливинилхлорид марки С-7059М
100,0
2. Диоктилфталат (ДОФ)
25,0
3. Диоктиладипинат (ДОА)
20,0
4. Лапроксид БД
5,0
5. Бутадиен-нитрильный каучук синтетический
марки БНКС-28
15,0
6. Стабилизатор Baerostab UBZ 711-1xRF
3,0
7. Бионейтрал М 10
2,0
8. Пигменты
2,5
В качестве сырья используются компоненты, приведенные в таблице 4.
В качестве основы при изготовлении биостойкого гидроизоляционного полимерного материала используется полиэфирная сетка по ТУ БУ 200048573.184 - 2010.
Физико-механические показатели полиэфирной сетки приведены в таблице 3.
При изготовлении биостойкого гидроизоляционного полимерного материала соблюдается следующая последовательность технологических операций:
1) приготовление полимерной композиции в 2-стадийном турбосмесителе;
2) обработка в интенсивном смесителе;
3) обработка на вальцах;
4) обработка в экструдере;
5) нанесение полимерного покрытия на основу на 3-валковом каландре.
Реализация изобретения с разными конкретными значениями отличительных признаков показана в примерах 1-8 и в таблицах 1, 2.
Пример 1
Поливинилхлорид марки С-7059М, ди-(2 этилгексил)фталат(ДОФ), ди-(2 этилгексил)адипинат(ДОА), Лапроксид БД, стабилизатор Baerostab UBZ 711 - 1x RF, Бионейтрал M 10, взятые в соотношении 100:25:20:5:3:2, обрабатываются в 2-стадийном турбосмесителе при температуре (110÷120)°C в течение (7÷10) минут.
В интенсивный смеситель, нагретый до 150°C, загружаются предварительно развальцованный бутадиен-нитрильный каучук синтетический марки БНКС-28, набухшая ПВХ - композиция из 2-стадийного смесителя; предварительно затертые в пасты с диоктилфталатом пигменты (диоксид Ti и пигмент голубой фталоцианиновый) - (1:0,8), взятые в количестве 2,0 и 0,5 масс. ч. на 100 масс. ч. ПВХ соответственно.
Полученная смесь обрабатывается в течение 3-х минут. Соотношение пластифицирующих добавок 1:0,8:0,2:0,6 соответственно. ПВХ - пластикат после интенсивного смесителя обрабатывается на вальцах и в экструдере.
На полиэфирную основу с техническими показателями, приведенными в таблице 3, на каландре наносится на обе стороны полимерное покрытие таким образом, чтобы соотношение слоев по массе составляло:
лицевой:промежуточный:изнаночный (9:1:9), соответственно.
Пример 2
Аналогичен примеру 1, но соотношение пластификаторов составляет 1:0,5:0,13:0,67 соответственно, количество стабилизатора составляет 4 масс. ч. на 100 масс. ч. ПВХ, содержание пигментов - диоксид Ti, пигмент зеленый фталоцианиновый составляет 2,0 и 0,5 масс. ч. на 100 масс. ч. ПВХ соответственно.
Пример 3
Аналогичен примеру 1, но соотношение пластификаторов составляет 1:1,25:0,3:0,5 соответственно, количество стабилизатора составляет 2 масс, ч., содержание пигментов - диоксид Ti, пигмент голубой фталоцианиновый составляет 1,5 и 0,5 масс. ч. на 100 масс. ч. ПВХ соответственно.
Пример 4
Аналогичен примеру 1, но содержание биодобавки составляет 1 масс. ч. на 100 масс. ч. ПВХ, содержание пигментов - диоксид Ti, пигмент зеленый фталоцианиновый составляет 2,0 и 1,0 масс. ч. на 100 масс. ч. ПВХ соответственно.
Пример 5
Аналогичен примеру 1, но соотношение слоев - лицевой:промежуточный:изнаночный составляет 6:1:12 соответственно.
Пример 6
Аналогичен примеру 1, но соотношение слоев - лицевой:промежуточный:изнаночный составляет 12:1:6 соответственно.
Пример 7
Аналогичен примеру 1, но соотношение - полиэфирная основа:полимерное покрытие составляет 1:16 соответственно.
Пример 8
Аналогичен примеру 1, но соотношение полиэфирная основа:полимерное покрытие составляет 1:20 соответственно.
Полученный материал испытывался на физико-механические показатели в соответствии с действующими ГОСТами (таблица 2, 3).
Как видно из данных, приведенных в таблице 2, примере 1, количественный состав поливинилхлоридной композиции для покрытия является оптимальным и позволяет получить заявленный в описании биостойкий, гидроизоляционный материал, соответствующий современным требованиям.
2
Технический результат выражается в использовании основы полиэфирной сетки, выполненной из нити перевивочного переплетения с размером ячейки 2×2 мм с поверхностной плотностью 80 г/м, при этом соотношение полиэфирной основы и поливинилхлоридного покрытия составляет 1:18.
При использовании предложенной поливинилхлоридной композиции биостойкий, гидроизоляционный материал дает надежные физико-механические показатели, за счет использования эффективных пластифицирующих, стабилизирующих и биодобавок, обеспечивается устойчивость к температурным перепадам от минус 35°C до плюс 80°C, атмосферным воздействиям, устойчивость к действию микроорганизмов (3 балла) и образованию водорослей, хорошая свариваемость (прочность сварного шва на сдвиг - 0,39), стойкость к процессам гниения, высокая устойчивость к истиранию (100 г/кВт·ч).
Таблица 1
СОСТАВ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ
№ п/п
Наименование показателей
Прототип
Примеры
Массовые части
1
2*
3***
4****
5
6**
7
8**
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1.
Поливинилхлорид суспензионный марка
С-7059М
35÷55
100
100
100
100
100
100
100
100
2.
Пластификатор:
диоктилфталат (ДОФ)
23÷53
25
30
20
25
25
25
25
25
диоктиладипинат (ДОА)
-
20
15
25
20
20
20
20
20
лапроксид БД
-
5
4
6
5
5
5
5
5
бутадиен-нитрильный каучук синтетический
марка БНКС-28
-
15
20
10
15
15
15
15
15
3.
Стабилизатор Baerostab UBZ 711-lx RF
-
3
4
2
3
3
3
3
3
4.
Бионейтрал M 10
-
2
3
2
1
2
2
2
2
5.
Пигменты, в том числе:-диоксид Ti-пигмент голубой фталоцианиновый-пигмент зеленый фталоцианиновый
-
2,52,00,5-
2,52,0-0,5
2,01,50,5-
3,02,0-1,0
2,52,00,5-
2,52,00,5-
2,52,00,5-
2,52,00,5-
6.
Мел
5÷15
-
-
-
-
-
-
-
-
7.
Стабилизаторы
(стеарат Са, стеарат Cd, Ba/Cd стеарат)
1÷2,5
-
-
-
-
-
-
-
-
8.
Отходы производства
30
-
-
-
-
-
-
-
-
Итого:
172,5
178,5
167,0
172,0
172,5
172,5
172,5
172,5
Примечание: * - наблюдается образование налета на поверхность** - технологические сложности при нанесении лицевого покрытия*** - изменение цвета при обработке на оборудовании**** - не пригоден при изготовлении бассейна
Таблица 2
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
№ п/п
Наименование показателей
Прототип
Примеры
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1.
Толщина, мм
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,2
1,5
2.
Масса 1 кв.м, г
1520
1520
1520
1520
1520
1520
1380
1680
3.
Масса 1 кв.м полимерного покрытия, г
- лицевой слой
720
720
720
720
480
960
640
800
- изнаночный слой
720
720
720
720
960
480
640
800
4.
Истираемость, г/кВт·ч
210
100
98
105
110
100
100
98
98
5.
Морозостойкость, °C
-25
-35
-30
-40
-35
-35
-35
-35
-35
6.
Прочность связи пленочного покрытия
с основой, кгс/см
1,4
1,2
1,4
1,4
1,5
0,8
1,5
1,0
7.
Грибостойкость, баллы
4
2
1
2
3
2
2
2
2
8.
Светостойкость, баллы
3
5
5
4
5
5
5
5
5
9
Прочность сварного шва на сдвиг, кН
-
0,30
0,27
0,30
0,29
0,32
0,21
0,31
0,26
10.
Условная прочность, МПа
9,8
16,4
16,0
16,2
15,8
16,2
16,4
16,0
16,2
11.
Водопоглощение, по массе за 24 часа, %
более 1
0,9
1,0
0,9
0,9
1,0
0,9
0,9
1,0
Таблица 3
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЛИЭФИРНОЙ СЕТКИ
№ п/п
Наименование показателей
Значение
1
2
3
1.
Поверхностная плотность, г/м<sup>2</sup>
80±4
2.
Ширина, см
160±2
3.
Разрывная нагрузка полоски (50×200) мм, Н
- в продольном направлении
300
- в поперечном направлении
350
4.
Размер ячеек, мм
2×2
Таблица 4
ХАРАКТЕРИСТИКА ИСПОЛЬЗУЕМЫХ КОМПОНЕНТОВ
№ п/п
Наименование
Основные качественные показатели
Значение
1
2
3
4
1.
Поливинилхлорид
1. Агрегатное состояние
Порошок
суспензионный
2. Количество загрязнений и
ПВХ С - 7059М,
посторонних включений, шт., не более
16
ГОСТ 14332-78
3. Значение K
70÷72
4. Насыпная плотность, г/см<sup>3</sup>
0,45÷0,55
5. Остаток после просева
на сите №0315, %, не более
0,5
на сите №0063, %. не более
95
2.
Бутадиен-нитрильный
1. Агрегатное состояние
Твердое аморфное вещество
синтетический каучук
от желтого до коричневого
марка БНКС-28,
цвета
ТУ 38.30313-98
2. Вязкость по Муни (100°C)
марка А
45÷65
марка Б
58÷68
3.
Пластификатор -
1. Агрегатное состояние
Прозрачная маслянистая
диоктилфталат,
жидкость без механических
ГОСТ 8728-88
примесей
2. Кислотное число, мг КОН/г, не более
0,07
3. Температура кипения, °C
231
4. Температура вспышки, °C
205
4.
Пластификатор -
1 Агрегатное состояние
Прозрачная маслянистая
диоктиладипинат,
жидкость без механических
ГОСТ 8728-88
примесей
2. Кислотное число, мг КОН/г, не более
0,1
3. Температура кипения, °C
214
4. Температура вспышки, °C
196
5.
Пластификатор -
1. Агрегатное состояние
Прозрачная жидкость от
Лапроксид БД
бесцветного до желтого цвета
ТУ 2225-048-10488057-
2. Массовая доля эпоксидных групп, %
28-33
2009
3. Массовая доля гидролизуемого хлора,
%, не более
0,5
4. Массовая доля воды, %, не более
0,2
5. Вязкость динамическая при 20°C,
МПа в пределах
10-30
6.
Стабилизатор Baerostab
Агрегатное состояние
Прозрачная жидкость
UBZ 711-1x RF
7.
Бионейтрал М 10
1. Агрегатное состояние
Прозрачная жидкость от
ТУ 2499-023-96752756-
желтого до темно желтого
2009
цвета с характерным запахом
2. Плотность при 20°C, г/см<sup>3</sup>
1,092±0,02
3. Показатель преломления
1,4465±0,08
8.
Диоксид Ti
1. Агрегатное состояние
Белый порошок
2. Массовая доля летучих, %
не более 0,5
3. Укрывистость, г/м<sup>2</sup>
не более 40
9.
Пигмент голубой фталоцианиновыйГОСТ 6220-76
1. Агрегатное состояние2. Концентрация по отношению к стандартному образцу, %3. Оттенок4.Содержание воды, %5. Содержание растворимых в воде   веществ6. Реакция водной вытяжки
Однородный порошоксинего цвета100Соответствует стандартному образцуне более 1,5не более 1,06,5÷7,5
10.
Пигмент зеленый
1. Агрегатное состояние
Однородный порошок
фталоцианиновыйТУ 2463-012-40476089-2001
2. Устойчивость к свету в связующем                                            1:10 TiO<sub>2</sub>, баллы3.Маслоемкость, г/100г пигмента,не более
5÷650