КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ КРОВЕЛЬНЫХ И ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК C09D195/00 C09D195/00 C09D123/06 C09D123/20 C09D123/22 

Изобретение относится к области использования органических веществ в качестве компонентов в битумных композициях для изготовления листовых рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов, применяемых в строительстве. Качество кровельных и гидроизоляционных материалов зависит от его состава и свойств.

Основными эксплуатационными свойствами, определяющими пригодность покровного материала при производстве мягкой кровли и гидроизоляционных материалов, прежде всего, являются твердость, характеризуемая глубиной проникновения иглы, поведение при низких температурах (хрупкость по Фраасу), растяжимость, малое изменение пластичности при изменении температуры, что характеризует эластичность битума, его способность работать на изгиб, температура размягчения.

Известно применение в качестве покровного материала покровных битумов марок БНК-90/40 и БНК-90/30 по ГОСТ 9548-74, которые получаются методом глубокого окисления нефтяных пропиточных битумов марок БНК-45/180 и БНК-45/190.

В соответствии с требованиями на высококачественный кровельный битум БНК-90/30 твердость битума (глубина проникания иглы 0,1 мм при 25^oC) должна быть не выше 35; температура размягчения 85-95^oC; хрупкость по Фраасу не выше минус 10^oC.

Битумы представляют собой смесь высокомолекулярных углеводородов и асфальтно-смолистых веществ. Наличие асфальтенов обеспечивает твердость и высокую температуру размягчения, смолы повышают способность к цементации и эластичность. При окислении битумов для получения БНК-90/40 и БНК-90/30 увеличивается содержание асфальтенов и уменьшается соответственно содержание смол. В результате этого значения температур размягчения по КИШ битумов повышаются, твердость увеличивается, но растяжимость, эластичность - ухудшается, особенно при минусовых температурах.

Так, требования на кровельный битум БНК-90/40 при хрупкости по Фраасу не выше минус 20^oC допускают значения твердости в интервале 35-45 (глубина проникновения иглы 0,1 мм при 25^oC), что существенно ниже по сравнению с битумом БНК 90/30.

Опыт работы показывает, что одним окислением нельзя добиться комплексного улучшения эксплуатационных характеристик покровных битумов. В то же время с учетом климатических условий средней полосы России и исходя из требований к качеству рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов необходимо получение покровного битума достаточно твердого и эластичного при низких температурах (не ниже минус 30 минус 40^oC). Добиться комплексного улучшения указанных свойств можно введением в состав покровного битума различных добавок.

Известен состав [1] для производства рубероида на основе изоляционного асфальта и/или каменноугольного пека с возможной добавкой 2-15% смоляных масел пластификаторов, содержащих 50% эфиров фталевой, адипиновой или себациновой кислоты, адсорбированных на инфузорной земле и/или активированном угле, 0-10% бутадиенстирольного латекса или поливинилхлорида, а также 0-0,2% антиоксиданта, предпочтительно 0-0,15% ингибитора, а также 0-25% минерального наполнителя. В данной композиции за счет комплекса добавок и, в первую очередь, бутадиенстирольного латекса улучшается пластичность, однако твердость снижается.

Известна битумная смесь [2] содержащая 20-80% нефтяного битума, 20-60% атактического полипропилена, а также 35% минерального наполнителя, преимущественно кремнезема. За счет добавки полипропилена смесь сохраняет защитные свойства как при высоких, так и при низких температурах, что обусловлено повышением температуры размягчения битума, однако добавка полипропилена ухудшает гибкость покрытия на основе указанной смеси.

Наиболее близкой (прототип) к предлагаемому техническому решению является композиция для гидроизоляционных мастик и покровных составов листовых рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов [3] включающая синтетический каучук, полиоксипропиленамин, пластификатор, наполнитель, битум при следующем соотношении компонентов, мас.

Синтетический каучук 5-15
Полиоксипропиленамин с мол. м. 500-1000 1,5-5
Пластификатор 5-25
Наполнитель 10-20
Битум Остальное
Указанная композиция при широких возможностях варьирования качественным составом и соотношением компонентов не позволяет добиться комплексного улучшения основных эксплуатационных свойств, а также повышения производительности рубероидных агрегатов. На примере приведенных пяти образцов различного компонентного состава можно констатировать, что за счет введения добавок, предусмотренной указанной композицией, температура размягчения исходного битума (65-80^oC) повышается до 110^o-130^oC, однако по твердости большинство образцов не соответствует современным требованиям на композицию для покровного слоя. Для сравнения показателей выбран образец N 1 (прототип), который по твердости не соответствует требованиям на битум БНК-90/30 при высокой температуре размягчения и наибольшей среди приведенных образцов производительности агрегата.

Техническая задача изобретения заключается в повышении твердости покровного материала и увеличении производительности рубероидных агрегатов.

Техническая задача достигается тем, что композиция, содержащая битум, бутилкаучук, пластификатор и наполнитель, дополнительно содержит полибутен и полиэтиленовый воск при следующем соотношении компонентов, мас.

Бутилкаучук 3,0-5,0
Пластификатор 10,0-13,0
Наполнитель 10,0-20,0
Полибутен 0,5-1,5
Полиэтиленовый воск 7,0-9,0
Битум до 100
В качестве бутилкаучука использован бутилкаучук 1675Н (некондиция), представляющий собой отход производства бутилкаучука (сополимер изобутилена и 1-5% изопрена) Тольяттинского ПО "Синтезкаучук".

В качестве пластификатора взят остаточный экстракт селективной очистки - масло ПН-6 по ТУ 38.1011217-89.

В качестве наполнителя использован тальк. Полибутен по ТУ 38.101743-81 представляет собой низкомолекулярный (ММ340-550) полиизобутилен или смесь полимеров изобутилена, бутена-1 и бутена-2. Полиэтиленовый воск по ТУ 102162-84 представляет собой побочный продукт в производстве полиэтилена низкого давления.

Битум нефтяной невысокой степени окисления и температурой размягчения 70^oC. Примеры конкретных составов приведены в таблице 1 (примеры по изобретению 2-4).

В таблице 2 приведены результаты испытаний образцов состава по изобретению (образец 2, 3, 4) в сравнение с прототипом. Образцы 2, 3, 4 характеризуются высокой твердостью (минимальными значениями глубины проникания иглы), при соответствующих прототипу значениях хрупкости по Фраасу, и максимальной производительностью рубероидного агрегата.

Комплексное улучшение указанных свойств обусловлено не только введением добавок, но и специфическим взаимодействием полиэтиленового воска и полибутена, что подтверждается анализом результатов образцов 6, 7 в сравнении с заявленными (образцы 2, 3, 4).

Увеличение концентрации добавок выше заявленного предела (образец N 5) либо уменьшение ниже заявленного предела (образец 1) приводит к ухудшению эксплуатационных свойств композиций.

Итак, по сравнению с прототипом достигается улучшение твердости, не ухудшается эластичность при минусовых температурах при одновременном увеличении производительности рубероидного агрегата.

Композицию для кровельных и гидроизоляционных материалов изготавливают по следующей технологии.

Предварительно осуществляют измельчение бутилкаучука и дробление полиэтиленового воска. В смеситель загружают пластификатор ПН-6, доводят температуру до 110-120^oC, вводят полиэтиленовый воск и ведут перемешивание в течение 1 ч. Затем повышают температуру до 160-180^oC, вводят последовательно полибутен и бутилкаучук и перемешивают смесь в течение 2-3 ч до получения однородной смеси, после чего порционно добавляют битум и наполнитель, общее время перемешивания около 4 ч.

Готовая смесь наносится в качестве покровного слоя на подготовленную подоснову по обычной технологии изготовления рулонного рубероида.

Положительные испытания были проведены на ГКП "Мягкая кровля", где процесс получения предлагаемой композиции будет внедрен, что позволит получить высококачественный, конкурентноспособный кровельный материал и улучшить экологическую обстановку всего района за счет сокращения процесса окисления исходного битума.

Источники информации:
1. Заявка ПНР N 269404, кл. С 08, опубл. 12.06.89г.

2. Заявка ПНР N 256737, кл. С 08, опубл. 21.09.87г.

3. А.с. N 1558942, кл. С 08 95/00, опубл. 23.04.90г.

Использование: для кровельных и гидроизоляционных материалов, применяемых в строительстве. Сущность изобретения: композиция содержит следующие компоненты, мас.%: бутилкаучук 3,0-5,0; пластификатор 10,0-13,0; наполнитель 10,0-20,0; полибутен 0,5-1,5; полиэтиленовый воск 7,0-9,0; битум до 100%. 2 табл.

Композиция для кровельных и гидроизоляционных материалов, содержащая битум, бутилкаучук, пластификатор и наполнитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит полибутен и полиэтиленовый воск при следующем соотношении компонентов, мас.

Бутилкаучук 3,0 5,0
Пластификатор 10,0 13,0
Наполнитель 10,0 20,0
Полибутен 0,5 1,5
Полиэтиленовый воск 7,0 9,0
Битум До 100,0е