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

Изобретение относится к химической технологии, в частности к технологии переработки полимеров и композитов, и может быть использовано для производства гидроизоляционных и герметизирующе-клеящих покрытий и 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. С09K 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 - относительно низкая теплостойкость и пониженные адгезионные свойства.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является композиция [Патент РФ №2406743, кл. С09D 109/06, 2010], включающая, мас.%:
каучуки синтетические неспецифицированные
(отходы производства) марок СКС
31,5-34,0
битум 90/30
17,6-26,0
минеральный наполнитель - мел
17,0-29,0
отходы индустриальных масел
10,0-23,0
октофор-N
1,5-3,0
Технология получения гидроизоляционной и герметизирующе-клеящей 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 известной композиции являются недостаточно высокие физико-механические показатели и относительно высокое водопоглощение.
Техническая задача изобретения - повышение качества гидроизоляционной и герметизирующе-клеящей композиции, за счет улучшения ее физико-механических показателей и снижения ее водопоглощения.
Техническая задача изобретения достигается тем, что в гидроизоляционной и герметизирующе-клеящей композиции, включающей каучуки синтетические неспецифицированные - отходы производства марок СКС, битум, отходы индустриальных масел, минеральный наполнитель - мел и модифицирующую добавку, новым является то, что в нее дополнительно в качестве полимера вносят каучуки синтетические неспецифицированные СКД - структурированные отходы производства, а в качестве минерального наполнителя - смесь мела и каолина, взятых в соотношении 1:4, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Каучуки синтетические неспецифицированные
марок СКД - структурированные
отходы производства
17,0-20,0
Каучуки синтетические неспецифицированные
марок СКС - отходы производства
23,0-25,0
Битум БНК - 90/30
18,0-20,5
Смола алкилфеноламинная - октофор N
2,0-1,5
Мел
20,0-12,0
Каолин
5,0-3,0
Отходы индустриальных масел
15,0-18,0
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
Каучуки синтетические бутадиеновые неспецифицированные (структурированные отходы производства) марок СКД с вязкостью по Муни 32,0 - 77,0
-
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 Каолин (каолиновые глины) химического
ГОСТ 12085-88 и ТУ - 21-01-143 66
состава: Si0<sub>3</sub> 46-48%; Аl<sub>2</sub>0<sub>3</sub>+Тi0<sub>2</sub> - 36-39%; Fе<sub>2</sub>О<sub>3</sub> -
-
0,5-0,9% (основные компоненты, мас.%)
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 алкил-фенола
ТУ 38 УССР 201415-83
Технический результат изобретения заключается в повышении качества гидроизоляционной и герметизирующе-клеящей композиции за счет повышения ее физико-механических показателей и снижения ее водопоглощения.
Гидроизоляционную и герметизирующее-клеящую композицию готовят следующим образом:
Полимерную составляющую часть гидроизоляционной и герметизирующее-клеящей композиции предварительно обрабатывают на вальцах, прогретых до 45,0-65,0°С в течение 3,0-5,0 мин, добавляют 1/2 часть минерального наполнителя от общей его дозировки в составе гидроизоляционной и герметизирующей композиции, в качестве которого используют смесь мела и каолина, взятых в соотношении 1:4, и 1/2 часть битума от общей его дозировки в составе гидроизоляционной и герметизирующей композиции и продолжают вальцевание до полной гомогенизации смеси, затем смесь снимают с вальцев и дальнейшую ее гомогенизацию осуществляют в аппаратах роторного типа с введением всех остальных частей ингредиентов по рецептуре гидроизоляционной и герметизирующей композиции. 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 СКД (структурированные отходы производства)
17,0-20,0
Каучуки синтетические неспецифицированные марок СКС (отходы производства)
23,0-25,0
Битум БНК - 90/30
18,0-20,5
Октофор-N
2,0-1,5
Мел
20,0-12,0
Каолин
5,0-3,0
Отходы индустриальных масел
15,0-18,0
Время приготовления композиции - 60,0±5,0 минут.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1 (прототип).
На предварительно прогретые до температуры 62,0°С вальцы загружают каучуки синтетические неспецифицированные марок СКС (отходы производства) в количестве 3,15 кг (31,5 мас.%), вальцуют в течение 8,0 мин, добавляют мел в количестве 2,85 кг (28,5 мас.%) и битум в количестве 2,50 кг (25,0 мас.%), продолжают вальцевание до полной гомогенизации смеси. Затем смесь снимают с вальцев и сразу же помещают в смеситель роторного типа (например, клеемешалку). В смесителе в композицию вводят оставшиеся части мела, битума и остальные компоненты согласно рецептуре композиции: октофор-N в количестве 0,25 кг (2,5 мас.%), отходы индустриальных масел в количестве 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.
Полученную композицию анализируют, данные анализа представлены в таблице 1.
Пример 2.
На предварительно прогретые до температуры 62,0°С вальцы загружают каучуки синтетические неспецифицированные марок СКД (структурированные отходы производства) в количестве 1,70 кг (17,0 мас.%) и каучуки синтетические неспецифицированные марок СКС (отходы производства) в количестве 2,30 кг (23,0 мас.%), вальцуют в течение 8,0 мин, добавляют 1/2 часть минерального наполнителя от общей его дозировки в составе гидроизоляционной и герметизирующей композиции в количестве 1,25 кг, в качестве которого используют смесь (в соотношении 1:4) мела и каолина (мел в количестве 1,0 кг (20,0 мас.%), каолин в количестве 0,25 кг (5,0 мас.%)) и 1/2 часть битума от общей его дозировки в составе гидроизоляционной и герметизирующей композиции в количестве 0,90 кг (9,0 мас.%), продолжают вальцевание до полной гомогенизации смеси, затем смесь снимают с вальцев и сразу же помещают в смеситель роторного типа (например, клеемешалку). В смесителе роторного типа в композицию вводят оставшиеся по рецептуре гидроизоляционной и герметизирующей композиции части минерального наполнителя (смеси мела и каолина в соотношении 1:4) и битума, и остальные компоненты согласно рецептуре композиции: октофор-N в количестве 0,20 кг (2,0 мас.%), отходы индустриальных масел в количестве 1,50 кг (15,0 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.
Полученную композицию анализируют, данные анализа представлены в таблице 1.
Пример 3.
Гидроизоляционную и герметизирующее-клеящую композицию готовят аналогично примеру 2, но при соотношении ингредиентов - каучуки синтетические неспецифицированные марок СКД (структурированные отходы производства) в количестве 1,70 кг (17,0 мас.%), каучуки синтетические неспецифицированные марок СКС (отходы производства) в количестве 2,50 кг (25,0 мас.%), битум в количестве 1,80 кг (18,0 мас.%), октофор-N в количестве 0,20 кг (2,0 мас.%), минеральный наполнитель (смесь мела и каолина соотношении 1:4) в количестве 2,0 кг (мел в количестве 1,6 кг (16,0 мас.%), каолин в количестве 0,4 кг (4,0 мас.%)) и отходы индустриальных масел в количестве 1,80 кг (18,0 мас.%). Общее время смешения композиции составляет 62,0 мин.
Полученную композицию анализируют, данные анализа представлены в таблице 1.
Пример 4.
Гидроизоляционную и герметизирующее-клеящую композицию готовят аналогично примеру 2, но при соотношении ингредиентов - каучуки синтетические неспецифицированные марок СКД (структурированные отходы производства) в количестве 2,0 кг (20,0 мас.%), каучуки синтетические неспецифицированные марок СКС (отходы производства) в количестве 2,30 кг (23,0 мас.%), битум в количестве 2,05 кг (20,5 мас.%), октофор-N в количестве 0,15 кг (1,5 мас.%), минеральный наполнитель (смесь мела и каолина соотношении 1:4) в количестве 1,7 кг (мел в количестве 1,4 кг (14,0 мас.%), каолин в количестве 0,35 кг (3,5 мас.%)) и отходы индустриальных масел в количестве 1,80 кг (18,0 мас.%). Общее время смешения составляет 56,0 мин.
Полученную композицию анализируют, данные анализа представлены в таблице 1.
Как видно из табл.1, предложены составы гидроизоляционных и герметизирующе-клеящих композиций, имеющих улучшенные физико-механические свойства и пониженное водопоглощение по сравнению с прототипом, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Каучуки синтетические неспецифицированные марок СКД (структурированные отходы производства)
17,0-20,0
Каучуки синтетические неспецифицированные марок СКС (отходы производства)
23,0-25,0
Битум БНК - 90/30
18,0-20,5
Октофор-N
2,0-1,5
Мел
20,0-12,0
Каолин
5,0-3,0
Отходы индустриальных масел
15,0-18,0
При использовании в композиции каучуков синтетических неспецифицированных марок СКД и СКС (отходов производства) в количестве большем, чем 20,0 мас.% и 25,0 мас.%, соответственно, получаемые гидроизоляционные и герметизирующе-клеящие композиции имеют относительно высокое водопоглощение, повышенную эффективную вязкость материала. Содержание в композиции отходов производства соответствующих каучуков, меньшем чем 17,0 мас.% и 23,0 мас.%, соответственно, обуславливает пониженные эксплуатационно-технологические свойства материала, что является неприемлемым. В случае увеличения содержания в рецептуре битума выше 20,5 мас.%, наблюдается относительно высокая эффективная вязкость материала при низких температурах, увеличивается водопоглощение. При пониженном содержании битума - менее 18,0 мас.% - эффективная вязкость материала снижается незначительно, что приводит к дополнительным энергетическим затратам при получении и применении композиций. Увеличение содержания в рецептуре композиции минерального наполнителя (смесь мела и каолина 1:4) 20,0 мас.% относительно предлагаемого наибольшего его количества ведет к значительному повышению эффективной вязкости материала, снижается перерабатываемость и эксплуатационные свойства композиции, в свою очередь, пониженное содержание минерального наполнителя (смесь мела и каолина 1:4) 12,0 мас.% в рецептуре приводит к увеличению текучести композиции. Передозировка отходов индустриальных масел (более 18,0 мас.%) приводит к значительному снижению эффективной вязкости системы, материал течет по поверхности в условиях эксплуатации, склеивающие способности композиции понижены. При заниженном содержании отходов индустриальных масел (менее 15,0 мас.%) 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-N (более 2,0 мас.%) приводит к увеличению эффективной вязкости материала в условиях эксплуатации, росту водопоглощающих свойств, заниженное содержание в композиции октофора-N (менее 1,5 мас.%) ухудшает физико-механические характеристики материала.
Предлагаемые гидроизоляционные и герметизирующе-клеящие композиции могут быть использованы в качестве гидроизоляционных и герметизирующе-клеящих покрытий, которые позволяют улучшить их адгезионные свойства, расширить температурный интервал работоспособности и снизить водопоглощение, что в совокупности позволяет повысить качество получаемых покрытий, предлагаемые материалы позволяют снизить их себестоимость за счет использования в рецептуре отходов производства каучуков и отработанных, не подлежащих регенерации индустриальных масел.
Таблица 1
Свойство
Данные по примерам
1 (прототип)
2
3
4
Эффективная вязкость
t=20°С, Dr=11,1 с<sup>-1</sup>, τ=15,0 сек, µ<sub>эф</sub> <sup>·</sup>10<sup>-4</sup>. Па·с
28,82
26,90
25,74
27,41
t=80°C, Dr=11,1 с<sup>-1</sup>, τ=15,0 сек, µ<sub>эф</sub> <sup>·</sup>10<sup>-4</sup>. Па·с
12,43
9,68
9,12
10,27
t=150°C, Dr=11,1 с<sup>-1</sup>, τ=15,0 ceк, µ<sub>эф</sub> <sup>·</sup>10<sup>-4</sup>. Па·с
9,56
5,83
5,38
5,07
Характер разрушения
Адгезионный
Когезионный
Предел прочности при разрыве f<sub>p</sub>, МПа
0,03
0,04
0,03
0,03
Относительное удлинение при максимальной нагрузке ε<sub>p</sub>, %
37,32
40,60
45,23
42,14
Водопоглощение (24 ч), мас.%
0,31
0,19
0,20
0,19
Водонепроницаемость, 1,0 кПа
Выдерживает
Выдерживает
Склеивающие способности
Разрыв по пергамину
Разрыв по пергамину