ГЕРМЕТИЗИРУЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1997 года по МПК C04B26/26 C08L95/00 

Изобретение относится к строительным материалам, а точнее касается герметизирующей композиции.

Изобретение найдет применение в гражданском, гидротехническом и дорожном строительстве для осуществления гидроизоляции, например, подвальных помещений зданий различного назначения, при выполнении кровельных покрытий, для герметизации швов при строительстве из панелей, блоков, крупноразмерных плит.

В настоящее время известно множество композиций, используемых в качестве строительных материалов, которые должны быть высокопрочными, пластичными, в некоторых случаях эластичными, иметь стойкость к действию агрессивных сред, обладать хорошей погодоустойчивостью и широким интервалом пластичности (температура размягчения не ниже 90^oС, температура хрупкости не выше - 15^oС). Традиционные битумные материалы таким широким спектром свойств не обладают, поэтому широко используются композиции битума и полимеров с целью получения материалов, удовлетворяющих вышеперечисленным требованиям [1]
Известна композиция, включающая битум и смесь изотактического и атактического полипропилена [2] Названная композиция позволяет получить материал, обладающий высокой температуроустойчивостью, имеющий высокие адгезионные свойства по отношению к стали, алюминию, бетону. Однако при этом материал характеризуется низкой трещиностойкостью, что ограничивает области применения таких композиций по климатическому признаку. В зонах, где температура воздуха может достигать минус 22^oС, композиции указанного состава не годятся.

Известна также гидроизолирующая композиция, содержащая 65,0-70,0 мас. битума, 9,5 12,2 мас. высокомолекулярного бутилкаучука, 1,0-1,5 мас. пентахлорфенола и наполнитель (тальк, асбест, каолин или мел), которая благодаря содержанию 0,5-3,0 мас. олигомера бутилкаучука молекулярной массы 13000-27000, содержащего 1,5-1,9% виниловых групп, 0,2-0,25% вторичных аминогрупп и 0,25-0,30% гидроксильных групп, имеет повышенную стойкость к тепловому старению [3] При этом температура размягчения названной композиции составляет 99-103^o С, температура хрупкости составляет 24-34^oС, водопоглощение составляет 1,0-1,5 г/м³. Указанная гидроизолирующая композиция является многокомпонентной системой, что сложно в технологическом отношении, кроме того, эта композиция имеет также низкую трещиностойкость, что ограничивает зону ее использования, и имеет недостаточную теплостойкость для достижения гарантированного эффекта ее применения и обладает токсичностью в силу содержания такого компонента, как пентахлорфенол.

Помимо сказанного, известные композиции широко применяются в строительстве, но только для строго определенных целей: или герметизации, или гидроизоляции. Поэтому одним из существенны недостатков известных составов является ограниченная область их использования и невысокие физико-химические свойства.

В основу изобретения положена задача путем изменения состава создать эффективную и надежную герметизирующую композицию, обладающую более высокими характеристиками по трещиностойкости и теплостойкости, обладающую гидроизолирующими свойствами.

Эта задача решается тем, что герметизирующая композиция, включающая продукт атмосферно-вакуумной перегонки нефти и полимер, согласно заявляемому изобретению, содержит в качестве полимера блоксополимер алкадиена и стирола, при этом названные компоненты содержатся в следующем количестве, мас. продукт атмосферно-вакуумной перегонки нефти 70,0-99,9, блоксополимер алкадиена и стирола 0,1-30,0.

Благодаря заявляемому изобретению герметизирующая композиция имеет высокую трещиностойкость, оцениваемую значением температуры хрупкости и достигающей минус 55^oС, что значительно расширяет область использования композиции, заявляемая композиция имеет высокую теплостойкость, достигающую 150^oС, и обладает низким влагопоглощением и высокими физико-химическими характеристиками, сопоставимыми с известными композициями.

Для обеспечения более высокой адгезии к бетону, металлу и различным поверхностям из камня целесообразно, согласно заявляемому изобретению, чтобы герметизирующая композиция содержала помимо упомянутых компонентов, поверхностно-активное вещество катионного типа в количестве 0,1-7,0% от массы композиции.2 Вариант выполнения заявляемого изобретения состоит в том, что герметизирующая композиция содержит в качестве продукта атмосферно-вакуумной перегонки нефти гудрон.

Заявляемая герметизирующая композиция в основе своей является традиционно двухкомпонентной системой, в которой взаимовлияние подобранных соединений обеспечивает желаемый эффект. Этими соединениями являются: продукт атмосферно-вакуумной перегонки нефти (70,0-99,9 мас.) и блоксополимеры алкадиена и стирола (0,1-30,0 мас.).

В качестве продукта атмосферно-вакуумной перегонки нефти заявляемая композиция может, например, содержать гудрон, являющийся остатком атмосферно-вакуумной перегонки высокосернистых, высокосмолистых нефтей. При этом химический состав гудрона может быть, например, следующий, мас. парафино-нафтеновые углеводороды 13,7; ароматические углеводороды 54,3; смолы 24,1; асфальтены 7,9.

Он может иметь следующие характеристики: вязкость условная по вискозиметру с отверстием 5 мм при температуре 80^o С 34 Ст; температура вспышки 224^oС; содержание воды следы.

Либо композиция может содержать остаток термического крекинга гудрона, который имеет следующие характеристики: плотность 1,049 г/см³; парафино-нафтеновые углеводороды 26,4; ароматические углеводороды 47,7; смолы 20,5; асфальтены 5,2; вязкость условная при температуре 100^oС 3,67^o ВУ 100; температура вспышки 130^oС; содержание воды следы.

Либо композиция может содержать битум, то есть продукт переработки гудрона, представляющий собой остаток от перегонки нефти или окисленный гудрон, имеющий температуру размягчения 35-55^oС, содержащий 10-30 мас. асфальтенов.

Названные вещества обладают пластичностью и эластичностью, стойки к атмосферным воздействиям и являются хорошими гидрофобными веществами. При этом прочность и водостойкость названных продуктов возрастает в присутствии подобранных, согласно изобретениюЯ, полимеров блок-сополимеров алкадиена и стирола, которые повышают вязкость названных продуктов перегонки нефти и улучшают их сцепление с поверхностью минеральных материалов. Кроме того, выбранный полимер способствует превращению любого названного продукта перегонки нефти в эластомер. Говоря о блок-сополимерах, согласно изобретению, имеют в виду блок-сополимеры бутидиена и стирола типа СБС и/или блок-сополимеры изопрена и стирола типа СИС. Названные термоэластопласты представляют собой материалы, обладающие в невулканизованном состоянии свойствами сшитых трехмерных структур (резин), а при нагревании до 90-150^oС обратимо превращающиеся в линейные полимеры, обладающие высокой вязкостью и способностью равномерно распределяться в остаточных продуктах перегонки нефти. Алкадиенстирольные термоэластопласты образуются в результате гомогенной каталитической полимеризации алкадиена со стиролом в присутствии бутиллития или других литийорганических соединений и представляют собой блоксополимеры с содержанием стирола 25-60% Молекулярная масса таких термоэластопластов составляет 50000-500000. Эти соединения имеют плотность 0,95 г/см³ прочность на разрыв при растяжении по меньшей мере 16,0 МПа, относительное удлинение 700% эластичность по отскоку при 20^oС не менее 60% твердость по ТМ-2 не более 72.

Указанная двухкомпонентная система, представляющая собой заявляемую герметизирующую композицию, обладает по критерию "температура размягчения" сверхсуммарной эффективностью температура размягчения достигает 150^oС.

Для улучшения адгезии заявляемой композиции предлагается вводить в ее состав, указанный выше, поверхностно-активные вещества катионного типа в количестве 0,1-7,0% от массы композиции, содержащей продукт перегонки нефти в количестве 70,0-99,9 мас. и названные блоксополимеры в количестве 0,1-30,0 мас.

Соединением, подходящим в качестве поверхностно-активного вещества катионного типа, можно назвать продукт конденсации полиэтиленполиамина и синтетических жирных кислот С₂₁-С₂₆алкилтриметиламмонийхлорид. Именно поверхностно-активные вещества катионного типа в отличие от анионного типа более эффективны при взаимодействии с материалами как кислых, так и основных минеральных компонентов.

Содержание остаточного продукта атмосферно-вакуумной перегонки нефти в заявляемой композиции не должно быть менее 70,0 мас. ибо в противном случае резко ухудшаются технологические характеристики целевого продукта.

Превышение содержания в композиции названных блоксополимеров негативно влияет на возможность достижения однородности целевого продукта.

Содержание в композиции названного поверхностно-активного вещества обуславливается эффективностью (не менее 0,1%) и целесообразностью более 7,0% не сопровождается повышением эффекта присутствия названного вещества.

Заявляемая герметизирующая композиция может быть с успехом использована в качестве вяжущего для полимерасфальтобетонных смесей, применяемых в дорожном строительстве, заявляемая композиция обеспечивает долговременную прочность, например, стыков сборных и строительных конструкций, кровельных покрытий, уплотняющих прокладок даже в условиях воздействия воды, сообщает образовавшемуся строительному материалу водо- и морозостойкость, а также эластичность, особенно при широких термовлажностных пределах эксплуатационных условий, при высоких динамических воздействиях, повышенной грузонапряженности.

Пример 1. В лабораторный реактор загружают 0,7 кг гудрона, после чего при температурах последнего, равной 180^oС, в реактор вводят 0,3 кг блоксополимера бутидиена и стирола в виде крошки размеро 2-5 мм.

После 8 ч перемешивания пропеллерной мешалкой образуется визуально однородная масса.

Полученную композицию температурой 180^oС наносят на зоны соединения строительных элементов в подвальных помещениях жилого дома. После того, как покрытие приобрело температуру окружающей среды, определяют его эластичность, температуру хрупкости, растяжимость, температуру размягчения, водопоглощение, интервал работоспособности.

Результаты приведены в таблице.

В последующих примерах 2-6 получение герметизирующей композиции осуществляется аналогично указанному в примере 1, однако исходные компоненты, их количество, область использования и получаемые результаты испытаний материала, образующегося из полученной композиции, приведены в таблице при соответствующем пояснении особенностей каждого примера.

Использование: изобретение относится к строительным материалам, а точнее касается герметизирующей композиции и может быть использовано в гражданском, гидротехническом и дорожном строительстве. Сущность изобретения: герметизирующая композиция содержит 70-99,9 остаточного продукта атмосферно-вакуумной перегонки нефти и 0,1-30,0 мас.% блоксополимера алкадиена и стирола. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Герметизирующая композиция, включающая продукт атмосферно-вакуумной перегонки нефти и полимер, отличающаяся тем, что она содержит в качестве полимера блоксополимер алкадиена и стирола, при этом названные компоненты содержатся в следующем количестве, мас.

Продукт атмосферно-вакуумной перегонки нефти 70,0 99,9
Блоксополимер алкадиена и стирола 0,1 30,0
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она содержит помимо упомянутых компонентов поверхностно-активное вещество катионного типа в количестве 0,1 7,0 от массы композиции.