ГИДРОИЗОЛЯЦИОННАЯ И ГЕРМЕТИЗИРУЮЩЕ-КЛЕЯЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ
WATER-PROOFING AND SEALING ADHESIVE COMPOSITION

Изобретение относится к технологии переработки полимеров и композитов, а именно к полимерным композициям, применяемым для производства гидроизоляционных и герметизирующе-клеящих покрытий, также композиция может применяться для изоляции стыков, швов, примыканий, приклейки рулонных кровельных материалов и гидроизоляции фундаментов и трубопроводов.
Известна мастика, предназначенная для герметизации и гидроизоляции [авторское свидетельство СССР №1766937, кл. С09К 3/10, 1992], включающая бутилкаучук, минеральное масло и наполнитель в следующих соотношениях, мас.%:
Отходы производства бутилкаучука,
с вязкостью по Муни 35-45
8,0-12,0
Минеральное масло
10,5-22,0
Наполнитель
61,0-79,0
Недостатки этой мастики - низкая теплостойкость и пониженные адгезионные свойства.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является композиция [патент РФ №2165949, кл. C08L 101/02, 2001], включающая, мас.%:
Каучуки синтетические неспецифицированные
(отходы производства) марок СКС
23,5-35,0
Битум БН-IV
17,6-25,0
Минеральный наполнитель - мел
26,7-33,0
Отходы индустриальных масел
2,0-29,5
Канифоль
1,0-1,2
Смола 101 К
1,0-1,2
Технология изготовления композиции включает в себя предварительную обработку полимера с частью минерального наполнителя (мела) и битума на вальцах, прогретых до 40-60°С, в течение 5-10 мин и дальнейшую гомогенизацию смеси в клеемешалках или др. аппаратах роторного типа с введением остатка ингредиентов. Причем добавление пластификатора (отходов индустриальных масел) необходимо осуществлять периодически, порциями, чтобы избежать замасливания роторов в мешалке и резкого снижения эффективности перемешивания. Время приготовления композиции - 50±10 минут.
Недостатками композиции прототипа являются относительно низкие физико-механические свойства, относительно высокое водопоглощение.
Техническая задача - улучшение физико-механических свойств гидроизоляционной и герметизирующе-клеящей композиции, снижение ее водопоглощения.
Техническая задача достигается тем, что в гидроизоляционной и герметизирующе-клеящей композиции, включающей каучуки неспецифицированные марок СКС, битум, отходы индустриальных масел, минеральный наполнитель - мел, модифицирующие добавки, новым является то, что в нее вносят в качестве модифицирующей добавки октофор-N при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Каучуки синтетические неспецифицированные
марок СКС
31,5-34,0
Битум БНК-90/30
17,5-26,0
Мел
17,0-29,0
Отходы индустриальных масел
10,0-23,0
Октофор-N
1,5-3,0
Перечисленные вещества имеют полное техническое название и характеризуются следующими стандартами:
Каучуки синтетические неспецифицированные марок СКС - синтетические бутадиен-стирольные каучуки неспецифицированные - отходы производства бутадиен-стирольных каучуков марок СКС, с вязкостью по Муни 35,0-75,0
ТУ 38.309-03-033-90
Битумы нефтяные кровельные марки БНК-90/30 с температурой размягчения по КИШ 90°С
ГОСТ 9548-74
Мел - карбонат кальция - мел природный, обогащенный, представляющий собой порошкообразный продукт преимущественно белого цвета
ГОСТ 12085-88 и ТУ 21-01-14366
Отходы индустриальных масел - отработанные и не подлежащие регенерации индустриальные масла в товарном виде, соответствующие
ГОСТ 20799-88
Октофор-N - феноламинная смола - продукт взаимодействия аминных соединений и алкилфенола
ТУ 38 УССР 201415-83
Технический результат заключается в улучшении физико-механических свойств гидроизоляционной и герметизирующе-клеящей композиции, снижении ее водопоглощения.
Гидроизоляционную и герметизирующее-клеящую композицию готовят следующим образом: осуществляют предварительную обработку полимерной части гидроизоляционной и герметизирующее-клеящей композиции с частью минерального наполнителя - мела (1/2 часть) и битума (1/2 часть) на вальцах, прогретых до 55,0-75,0°С, в течение 6,0-12,0 мин, дальнейшую гомогенизацию смеси в аппаратах роторного типа с введением остатка ингредиентов. Причем добавление отходов индустриальных масел необходимо осуществлять периодически, порциями по 1/10 части от его общего количества при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Каучуки синтетические неспецифицированные
марок СКС (отходы производства)
31,5-34,0
Битум БНК-90/30
17,5-26,0
Мел
17,0-29,0
Отходы индустриальных масел
10,0-23,0
Октофор-N
1,5-3,0
Время приготовления композиции - 55,0±8,0 минут.
В таблице 1 приведены составы предлагаемых композиций.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
На предварительно прогретые до температуры 62,0°С вальцы загружают каучуки синтетические неспецифицированные марок СКС (отходы производства) 3,15 кг (31,5 мас.%), вальцуют в течение 8,0 мин, добавляют мел 2,85 кг (28,5 мас.%) и битум 2,50 кг (25,0 мас.%), продолжают вальцевание до полной гомогенизации смеси. Затем смесь снимают с вальцов и сразу же помещают в смеситель роторного типа (например, клеемешалку). В смесителе в композицию вводят оставшиеся части мела, битума, октофор-N 0,25 кг (2,5 мас.%), отходы индустриальных масел 1,25 кг (12,5 мас.%), причем отходы индустриальных масел добавляют порциями по 0,15 кг. Процесс смешения прекращают после получения гомогенной массы гидроизоляционной и герметизирующее-клеящей композиции. Общее время смешения композиции составляет 60,0 мин. Свойства полученной гидроизоляционной и герметизирующе-клеящей композиции исследовали. Результаты исследований представлены в табл.2.
Пример 2
Композицию готовят по технологии аналогично примеру 1, но при соотношении ингредиентов - каучуки синтетические неспецифицированные марок СКС (отходы производства) 3,40 кг (34,0 мас.%), битум 2,60 кг (26,0 мас.%), октофор-N 0,15 кг (1,5 мас.%), мел 2,50 кг (25,0 мас.%) и отходы индустриальных масел 1,35 кг (13,5 мас.%). Общее время смешения составляет 63,0 мин. Полученную гидроизоляционную и герметизирующе-клеящую композицию исследовали, результаты исследований представлены в табл.2.
На основе анализа результатов эксперимента (табл.2.) и воспользовавшись методами математической обработки и оптимизации полученных данных, были предложены составы гидроизоляционных и герметизирующе-клеящих композиций, имеющие улучшенные физико-механические свойства и пониженное водопоглощение по сравнению с прототипом, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Каучуки синтетические неспецифицированные
марок СКС (отходы производства)
31,5-34,0
Битум БНК-90/30
17,5-26,0
Мел
17,0-29,0
Отходы индустриальных масел
10,0-23,0
Октофор-N
1,5-3,0
При использовании в композиции каучуков синтетических неспецифицированных марок СКС (отходов производства) в количестве, большем, чем в предлагаемом в изобретении интервале, получаемые гидроизоляционные и герметизирующе-клеящие композиции имеют относительно высокое водопоглощение, повышенную эффективную вязкость материала. Содержание в композиции отходов производства соответствующих каучуков, меньшее, чем в предлагаемом в изобретении интервале, соответственно обуславливает пониженные эксплуатационно-технологические свойства материала, что является неприемлемым. В случае увеличения содержания в рецептуре битума выше 26,0 мас.%, наблюдается относительно высокая эффективная вязкость материала при низких температурах, увеличивается водопоглощение. При пониженном содержании битума в системе эффективная вязкость материала снижается незначительно, что приводит к дополнительным энергетическим затратам при получении и применении композиций. Увеличение содержания в рецептуре композиции мела относительно предлагаемого в изобретении наибольшего его количества ведет к значительному повышению эффективной вязкости материала, снижается перерабатываемость и эксплуатационные свойства композиции, в свою очередь пониженное содержание мела в рецептуре материала приводит к увеличению текучести композиции. Передозировка отходов индустриальных масел приводит к значительному снижению эффективной вязкости системы, материал течет по поверхности в условиях эксплуатации, склеивающие способности композиции понижены. При заниженном содержании отходов индустриальных масел в композиции наблюдается высокая жесткость композиции, пониженная адгезия, что с точки зрения эксплуатационно-технологических свойств, предъявляемых к данным материалам, неприемлемо. Большое содержание в композиции смолы октофор приводит к увеличению эффективной вязкости материала в условиях эксплуатации, росту водопоглощающих свойств, заниженное содержание в композиции октофора ухудшает физико-механические характеристики материала.
Таким образом, предлагаемые гидроизоляционные и герметизирующе-клеящие композиции могут быть использованы в качестве гидроизоляционных и герметизирующе-клеящих покрытий, которые обладают лучшими адгезионными свойствами, расширенным температурным интервалом работоспособности и малым водопоглощением. Предлагаемые материалы имеют низкую себестоимость за счет использования в рецептуре отходов производства каучуков и отработанных, не подлежащих регенерации индустриальных масел.
Таблица 1
Компоненты, мас.%
Композиция по изобретению
1
2
Каучуки синтетические неспецифицированные марок СКС (отходы производства)
31,5
34,0
Битум БНК-90/30
25,0
26,0
Октофор-N
2,5
1,5
Мел
28,5
25,0
Отходы индустриальных масел
12,5
13,5
Таблица 2
Свойство
Композиция по изобретению
Прототип
1
2
Эффективная вязкость
t=20°C, Dr=11,1 с<sup>-1</sup>, τ=15,0 с, µ<sub>эф</sub>·10<sup>-4</sup>, Па·c
24,70
24,82
28,82
t=80°C, Dr=11,1 с<sup>-1</sup>, τ=15,0 с, µ<sub>эф</sub>·10<sup>-4</sup>, Па·с
6,44
8,12
12,43
t=150°C, Dr=11,1 с<sup>-1</sup>, τ=15,0 с, µ<sub>э</sub>·10<sup>-4</sup>, Па·с
4,08
3,91
9,56
Характер разрушения
Когезионный
Адгезионный
Предел прочности при разрыве f<sub>p</sub>, МПа
0,04
0,03
0,03
Относительное удлинение при максимальной нагрузке ε<sub>p</sub>, %
44,26
42,80
37,32
Водопоглощение (24 ч), мас.%
0,17
0,19
0,31
Водонепроницаемость, 1,0 кПа
Выдерживает
Выдерживает
Склеивающие способности
Разрыв по пергамину
Разрыв по пергамину