ПОЛИМЕРБЕТОННАЯ СМЕСЬ Российский патент 1995 года по МПК C04B26/18 C04B26/18 C04B24/04 C04B14/04 C04B14/22 C04B14/32 

Изобретение относится к составам полимербетонных смесей на основе ненасыщенных полиэфирных смол и твердых наполнителей, применяемых преимущественно в строительной индустрии.

В качестве наполнителей могут быть использованы отходы карьерных разработок природного камня, таких как гранит, мрамор, яшма, габбро лабродарит и т.д. а также отходы стекла и абразивного материала стекольных производств.

Известна полимербетонная смесь на основе связующего в количестве по массе 11-17,5, включающего ненасыщенную полиэфирную смолу, гипериз, нафтенат кобальта и наполнитель-графит и кварцевый песок с добавкой меламинцианурата в количестве 0,8-2,2 мас.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является полимербетонная смесь с 10,6-17,2 мас. связующего, включающего ненасыщенную полиэфирную смолу, гипеpиз, нафтенат кобальта, добавку Соль Мора и в качестве наполнителя кварцевый песок с удельной поверхностью 2200 см²/г и 200 см²/г в соотношении 1: 3.

Технический результат от использования предлагаемой полимербетонной смолы заключается в увеличении подвижности полимербетонной смеси, уменьшении толщины изделий и повышении их долговечности.

Этот результат достигается тем, что полимербетонная смесь, включающая ненасыщенную полиэфирную смолу, нафтенат кобальта, инициатор перекисного типа, модификатор и наполнитель, содержит в качестве модификатора глицидиловые эфиры непредельных карбоновых кислот, а в качестве наполнителя отходы переработки природного камня или стекла или их смесь с размером частиц менее 20 мм при соотношении 80:20 или смесь отхода переработки природного камня и абразивного отхода обработки стекла с размером частиц не более 0,09 мм в соотношении 85:15, или смесь отхода переработки природного камня, стекла, абразивного отхода обработки стекла в соотношении 80:5:15 при следующем соотношении компонентов, мас. ненасыщенная полиэфирная смола 8,4-15,0; ускоритель полимеризации нафтенат кобальта 0,4-0,8; инициатор полимеризации гипериз (гидроперекись изопропилбензола) 0,2-0,5; модификатор глицидиловые эфиры непредельных карбоновых кислот 1,0-1,7; указанный наполнитель остальное.

Технический результат достигается за счет сведения к минимуму поверхностной карбонизации окислов щелочных металлов, входящих в состав природных камней, которая происходит под влиянием углекислого газа и влаги воздуха. Это достигается за счет использования в составе заявляемой полимербетонной смеси модификатора класса глицидиловых эфиров непредельных карбоновых кислот. Этот модификатор на стадии приготовления состава связующего для смеси оказывает пластифицирующее действие по отношению к ненасыщенной полиэфирной смоле и приводит к снижению вязкости связующего, а также за счет своих поверхностно-активных свойств к увеличению подвижности полимербетонной смеси на стадии ее переработки. Концентрация модификатора составляет 1,0-1,7 мас. на рецептуру всей полимербетонной смеси и является оптимальной с точки зрения влияния на снижение вязкости связующего и соответственно влияние через этот фактор на увеличение подвижности полимербетонной смеси. Как видно из представленных в табл. 1 данных, вязкость связующего, состоящего из ненасыщенной полиэфирной смолы, ускорителя (нафтенат кобальта), инициатора (гипериз) и модификатора (глицидилметакрилат) резко снижается в диапазоне концентраций 10-20% что и обуславливает выбор концентрации модификатора 1,0-1,7 мас. при пересчете на всю рецептуру полимербетонной смеси.

Сополимеризуясь с основной полимерной матрицей (ненасыщенной полиэфирной смолой) на стадии отверждения смеси, модификатор приводит к увеличению прочности готового материала.

Технический результат заключается также в снижении порового пространства между частицами наполнителей и, как следствие, увеличение прослоек связующего между ними, приводящее к увеличению подвижности смеси и уменьшению напряжений после ее отверждения. За счет применения наполнителя, состоящего из частиц нерегулярной формы в интервале размеров 20-0,09 мм и менее, удается получать материалы с текстурой, близкой к природной, у которой характеристический размер находится в выбранном интервале. При этом текстура получаемого материала, как правило, задается крупными фракциями наполнителя. Мелкие фракции, заполняя промежутки между частицами более крупными, образуют цветовой фон. Наполнители, используемые в составе полимербетонной смеси, представляют собой природные камни: естественные природные материалы отходы карьерных разработок магматических пород, добываемых взрывным способом. Представителями их могут быть гранит, мрамор, яшма, роданит, габбро лабродарит и т.д. Используемые отходы в случае необходимости могут быть дополнительно подвергнуты дроблению на частицы требуемых размеров. Диапазон размеров частиц природного камня, применяемых в заявляемой смеси, составляет 20-0,09 мм и менее.

Отходы стекла представляют собой частицы битого стекла, а также частицы, полученные на операции резки стекла на заводах по производству изделий из стекла. Диапазон размеров частиц стекла, применяемых в заявляемой смеси, составляет 20-0,09 мм и менее.

Отходы стекла с абразивным материалом представляют собой, например, частицы корунда или карбида кремния, полученные на операции абразивной обработки стекла на заводах по производству изделий из стекла, например шлифовке, полировке. Диапазон размеров от 0,09 мм и менее.

При выборе соотношений частиц природного камня и стекла (80:20), природного камня и стекла с абразивным материалом (85:15); природного камня, стекла и стекла с абразивным материалом (80:5:15) исходили из того, чтобы указанные наполнители отходы производств входили в выбранный интервал размеров, не оказывая вредного влияния на формирование подвижности смеси, прочностных характеристик и текстуры готового материала. Выбор природы частиц ориентирован на конкретный тип промышленных отходов (отсева природных камней при карьерных разработках взрывным способом, битое стекло, отходы стекла при резке, отходы стекла с абразивным материалом после шлифовки, полировки изделий из стекла).

Приготовление полимербетонной смеси осуществляют следующим образом.

В смеситель, преимущественно лопастной, загружают дозированно ненасыщенную полиэфирную смолу, после чего последовательно вводят гипериз, нафтенат кобальта и перемешивают до получения консистентной смеси. Добавляют при перемешивании модификатор класса глицидиловых эфиров непредельных карбоновых кислот и затем порциями в 3-4 приема вводят при постоянном перемешивании наполнители с размерами частиц 20-0,09 мм и менее. Перемешивание проводят до получения однородной массы. (Если частиц наполнителя выбранного интервала размеров нет, то их можно приготовить путем дробления в щековой и валковой дробилках с последующим отсевом на калиброванных ситах). Из готовой полимербетонной смеси получают различные материалы, изделия.

Для получения конкретного вида изделий (плитка, плита, фасонная отливка и т. д. ) приготовленную полимербетонную смесь дозируют в форму, соответствующую данному виду изделий. Форму предварительно покрывают разделительным слоем антиадгезива по поверхности, с которой будет контакт полимербетонной смеси. Эта операция способствует лучшему извлечению изделия после отверждения. Форму с полимербетонной смесью помещают на вибрационную площадку, закрепляют и подвергают вибрационной формовке по режиму, обеспечивающему получение бездефектного изделия. Затем форму помещают в тепловую камеру для отверждения полимербетонной смеси. Процесс отверждения может происходить и при комнатной температуре, но при этом время выдержки увеличивается. Полученное таким образом изделие извлекают из формы и складируют.

Составы и свойства полимербетонной смеси представлены в табл. 2.

Использование: изобретение относится к строительной индустрии к получению отделочных, строительных и конструкционных материалов с заданными формой, декоративной выразительностью и физико-механическими свойствами. Сущность изобретения: полимербетонная смесь содержит, мас. ненасыщенную полиэфирную смолу 8,4 15, нафтенат кобальта 0,4 0,8, инициатор перекисного типа 0,2 0,5, модификатор глицидиловые эфиры непредельных карбоновых кислот 1,0 1,7, наполнитель остальное. Наполнитель представляет собой отходы переработки природного камня или стекла, или их смесь с размером частиц менее 20 мм при соотношении 80:20, или смесь отхода переработки природного камня и абразивного отхода обработки стекла с размером частиц не более 0,09 мм в соотношении 85 15, или смесь отхода переработки природного камня, стекла, абразивного отхода обработки стекла в соотношении 80:5:15. Подвижность смеси составляет до 8 см, прочность при сжатии до 1596 кгс/см². 2 табл.

ПОЛИМЕРБЕТОННАЯ СМЕСЬ, включающая ненасыщенную полиэфирную смолу, нафтенат кобальта, инициатор перекисного типа, модификатор и наполнитель, отличающаяся тем, что она содержит в качестве модификатора глицидиловые эфиры непредельных карбоновых кислот, а в качестве наполнителя отходы переработки природного камня или стекла, или их смесь с размером частиц менее 20 мм при соотношении 80:20, или смесь отхода переработки природного камня и абразивного отхода обработки стекла с размером частиц не более 0,09 мм в соотношении 85: 15, или смесь отхода переработки природного камня, стекла, абразивного отхода обработки стекла в соотношении 80:5:15 при следующем содержании компонентов, мас.

Ненасыщенная полиэфирная смола 8,4 15,0
Нафтенат кобальта 0,4 0,8
Инициатор перекисного типа 0,2 0,5
Указанный модификатор 1,0 1,7
Указанный наполнитель Остальное