ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ПОЛОВ Российский патент 1999 года по МПК C09D163/00 C04B26/14 

Изобретение относится к получению полимерных композиций, используемых в качестве монолитных покрытий полов на объектах атомной энергетики.

К покрытиям полов на объектах атомной энергетики предъявляется ряд специфических требований: химическая, термическая и радиационная стойкость; пожаробезопасность; высокая механическая прочность; износостойкость (истирание); дезактивируемость; технологичность; показатель теплоусвоения поверхности пола; безыскровость.

Очевидно, что поиск материалов, удовлетворяющих всему комплексу требований, представляет значительную трудность.

Для наливных покрытий полов на объектах атомной энергетики разработаны эпоксидно-каучуковые составы, содержащие 100 в.ч. эпоксидной смолы ЭД-16 или ЭД-20, 70-150 в.ч. каучука СКМ-18-1А, андезита 80-150 в.ч. и 10-12 в.ч. полиэтиленполиамина, обладающие радиационной стойкостью.

Недостаток указанного состава - пожароопасность и недостаточная химическая стойкость (Опыт применения наливных полов на Чернобыльской АЭС. Информэнерго, "Энергетика и электрофикация", серия сооружений АЭС, М., 1980, вып. 3, с.23-28).

Этих недостатков лишены покрытия с использованием триглицидилхлорполиольной смолы.

Известна полимербетонная смесь, содержащая эпоксидную диановую смолу 31,6 в.ч. триглицидилхлорполиольную смолу 28,4 в.ч., разбавитель этилсиликат 5,9 в.ч., микробаррит 31,9 в.ч. (ТУ 6-101021-85).

Композиция обеспечивает покрытию химическую стойкость, пониженную пожарную опасность, радиационную стойкость, однако покрытие характеризуется высоким коэффициентом дезактивируемости, низкой износостойкостью (высокой истираемостью) из-за плохого совмещения разбавителя с триглицидилхлорполиольной смолой. В настоящее время состав не производится и не используется.

Известен состав полимербетонной смеси, содержащий эпоксиборалкилрезорционовую смолу 12,4-15,4 мас.%, триглицидилхлорполиольную смолу 18,7-8,31 мас. %, аминный отвердитель 5,28-14,3 мас.%, наполнитель 58,3-62,0 мас.% и порошок полиэтилена 1,55-3,55 мас.% (SU, авторское свидетельство 614066, кл. C 04 B 26/14, 1974).

Покрытие на основе данного состава обладает высокой эластичностью и химической стойкостью. Недостатки - низкая износостойкость, низкая дезактивируемость вследствие высокой начальной вязкости, низкие технологические свойства.

Известен компаунд эпоксикаучуковый макро-АТС, представляющий собой продукт взаимодействия наполненной эпоксикаучуковой смолы и триамина. Компаунд представляется в виде 2-х компонентов в соотношении: основа - 100, отвердитель - 8 (ТУ 0091-3259-П-003-93).

Данный компаунд является согласно ГОСТ 12.1.044-89 трудносгораемым материалом, обеспечивает высокую химстойкость и прочностные характеристики.

Недостаток - чрезвычайно низкая жизнеспособность и высокая вязкость, что сказывается на получение стабильных данных компаунда до дезактивации.

Известна полимербетонная смесь, содержащая, мас.%: эпоксидную смолу - 23,5-30,3, триглицидилхлорполиольную смолу - 30,3-35,3, аминный отвердитель - 11,6-12,2 и кварцевый песок - остальное (RU, патент, 2032639, кл. C 04 B 26/14, 1995).

Данная полимербетонная смесь характеризуется хорошей износостойкостью, химстойкостью, дезактивируемостью.

Недостаток - искровое покрытие, что ограничивает сферу его применения.

Известна полимербетонная смесь, включающая, мас.%: эпоксидно-диановую смолу 14,6-29,3, триглицидилхлорполиольную смолу 20,7-39,0, полиоксипропиленамин мол. м. 180-220 или его смесь с полиэтиленполиамином мол. м. 180-220 при соотношении (2-4): 1 - 7,1-12,7 и кварцевый песок - 28,7-50,1 (SU, авторское свидетельство, 1517299, кл. C 04 B 26/02, 1994).

Указанная смесь не удовлетворяет всем предъявляемым требованиям к наливным полам для АЭС, а указанное количество используемого кварцевого песка придает полам искровость.

Кроме того, указанная полимербетонная смесь согласно ГОСТ 12.1.044-84 относится к группе трудносгораемых материалов. Согласно ГОСТ 12,1.044-89 и СТ СЭВ 2437-80 были ужесточены пожарно-технические требования к спецпокрытиям АЭС (дезактивируемых).

Как показали испытания по ГОСТ 12.1.044-89, указанная полимербетонная смесь относится к группе горючих материалов со средней воспламеняемостью и обильным дымовыделением и не отвечает действующим нормам пожарной безопасности промышленных объектов энергетики, где основным требованием является применение только трудногорючих материалов.

Задачей настоящего изобретения является разработка полимерной композиции для покрытия полов на объектах атомной энергетики, обладающей комплексом высоких эксплуатационных свойств за счет получения безыскрового покрытия и улучшения пожаробезопасности.

Достижение поставленной задачи возможно только за счет использования, с одной стороны, эффективных антипирирующих дымоподавляющих добавок, с другой стороны, замены системы отверждения, позволяющей получать дезактивируемые покрытия.

Для решения поставленной задачи предложена полимерная композиция, включающая эпоксидно-диановую смолу, триглицидилхлорполиольную смолу, аминный отвердитель, причем в качестве аминного отвердителя она содержит смесь полиоксипропиленамина мол.м. 180-220, полиоксипропиленамина мол.м. 480-550 и полиэтиленполиамина при их массовом соотношении 1,66:1,33:1 соответственно или смесь полиоксипропиленамина мол.м. 480-550, дицианэтилдиэтилентриамина и полиэтиленполиамина при их массовом соотношении 1:2:1 соответственно при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:
Эпоксидная диановая смола - 40 - 50
Триглицидилхлорполиольная смола - 50 - 60
Аминный отвердитель - 20 - 30
С целью повышения пожаробезопасности и удешевления состава путем снижения полимеремкости он дополнительно содержит наполнитель в количестве 50-210 мас. ч. , причем в качестве наполнителя он содержит либо порошок огнетушащий П-2АП ТУ 113-08-597-86 (фосфат аммония - 88,2-91,5%, шамотно-каолиновая пыль - 7-10%, аэросил модифицированный - 1,5-1,8%, насыпная плотность - 700-900 кг/м^-3, гранулометрический состав через сито 005 - 70%), либо огнетушащий порошок пирант А ТУ 301-11-10-90 (активная основа - фосфаты и сульфаты аммония - 94-96%, слюда (флагопит) - 3-5%, аэросил модифицированный - 1-2%, насыпная плотность не более 700 кг/м^-3, гранулометрический состав через сито 005 - не менее 60%), либо смесь огнетушащих порошков (П-2АП или пирант А) и кварцевого песка при соотношении (2-4):1.

В композиции содержится эпоксидно-диановая смола ЭД-20 мол.м. 390-430 у. е., триглицидилхлорполиольная смола мол.м. 800-1300 у.е.

Высокие эксплуатационные свойства предложенной полимерной композиции достигаются за счет сочетания в определенных соотношениях эпоксидно-диановой смолы и триглицидилхлорполиольной смолы с компонентами аминного отвердителя: низкоактивным отвердителем - дицианэтилдиэтилентриамином и высокоактивными отвердителями - полиоксипропиленамином мол.м. 180-220, мол.м. 480-550, полиэтиленполиамином.

Меняя соотношение высокоактивных отвердителей полиоксипропиленаминов мол.м. 180-220 и мол.м. 480-550 и полиэтиленполиамина, соотношение низкоактивного дицианэтилдиэтилентриамина с высокоактивным полиоксипропиленамином мол. м. 480-550 и полиэтиленполиамином придает полимерной композиции высокие эксплуатационные свойства: улучшение технологических свойств композиции за счет снижения начальной вязкости и увеличения жизнеспособности, что дает возможность получать легкодезактивируемый материал, с одной стороны, и увеличить процент введения в композицию эффективных антипирирующих и дымоподавляющих добавок, с другой стороны, для улучшения пожаробезопасности.

Использование же дополнительно в полимерной композиции наполнителя (огнетушащий порошок П-2АП или пирант А либо смесь огнетушащего порошка и кварцевого песка, взятых в определенных соотношениях) позволяет получать композицию пожаробезопасную, легкодезактивируемую и безыскровую.

Полимерную композицию получают обычным смешением компонентов: перемешивают смолы, затем перед нанесением покрытия вводят аминный отвердитель. В случае использования в композиции наполнителя последнюю получают путем смешения компонентов, перемешивают смолы, затем вводят наполнитель и после перемешивания непосредственно перед нанесением покрытия вводят аминный отвердитель. Готовую смесь наливают на бетонные основания или стяжку и разравнивают кистью или шпателем. Твердение полимерной композиции происходит при нормальных условиях.

Возможность осуществления изобретения подтверждается следующими примерами.

Пример 1. 50 г Эпоксидно-диановой смолы ЭД-20 (содержание эпоксидных групп 20% ГОСТ 10587-88) смешивают с 50 г триглицидилхлорполиольной смолы мол. м. 800-1300 у.е. (ТУ 6-02-1376-87) и после перемешивания вводят аминный отвердитель 30 г - предварительно подготовленную любую из указанных смесей, например 30 г смесь полиоксипропиленамина мол.м. 180-220, полиоксипропиленамина мол. м. 480-550 и полиэтиленополиамина при их массовом соотношении 1,66: 1,33: 1 соответственно или 30 г смесь полиоксипропиленамина мол.м. 480-550, дицианэтилдиэтилентриамина и полиэтиленполиамина при их массовом соотношении 1:2:1 соответственно. Перемешивают 10 минут. Готовую смесь полимерной композиции наливают на пол и разравнивают кистью или шпателем.

Пример 2. 45,0 г Эпоксидно-диановой смолы ЭД-20 (содержание эпоксидных групп 20% ГОСТ 10587-88) смешивают с 55,0 г триглицидилхлорполиольной смолы мол.м. 800-1300 у.е. ТУ 6-02-1376-87, вводят 150 г наполнителя - огнетушащий порошок на основе аммофоса марки П-2АП или порошок огнетушащий на основе фосфата и сульфата аммония марки пирант А, или смеси одного из указанных огнетушащих порошков и кварцевого песка при их массовом соотношении (2-4):1, все перемешивают, затем вводят аминный отвердитель 25 г - предварительно подготовленную любую из указанных смесей, например 25 г смесь полиоксиропиленамина мол. м. 180-220, полиоксиропиленамина мол.м. 280-550 и полиэтиленполиамина при их массовом соотношении 1,66:1,33:1 соответственно или 25 г смесь полиоксирополенамина мол.м. 480-550, дицианэтилдиэтилентриамина и полиэтиленполиамина при их массовом соотношении 1:2:1 соответственно. Перемешивают 10 минут. Готовую смесь полимерной композиции наливают на пол и разравнивают кистью или шпателем.

Свойства полимерной композиции представлены в таблице 1 (примеры 4, 9, 13, 18, 23, 28).

Остальные примеры, иллюстрирующие изобретение и их свойства, представлены в таблицах 1, 2.

Испытания образцов готового покрытия проводят по стандартным методикам.

1. Оценка дезактивируемости полимерной композиции по методике ГОСТ 27708-88 "Материал и покрытия полимерные защитные дезактивируемые. Метод определения дезактивируемости".

2. Истирание (износостойкость) - ГОСТ 20811-75.

3. Пожаровзрывоопасность - метод ОТМ ГОСТ 12.1.044-89, СТ СЭВ 2437-80.

4. Безыскровость - методика ЦНИИпромзданий при помощи наждачного круга.

Полимерную композицию используют в качестве монолитных покрытий полов на объектах атомной энергетики. Полимерная композиция для покрытия полов включает (ч. ): эпоксидиановую смолу ( 40-50 ), триглицидилхлорполиольную смолу (50-60), аминный отвердитель (20-30). В качестве аминного отвердителя композиция содержит смесь полиоксипропиленамина мол. м. 180-220, полиоксипропиленамина мол.м. 480-550 и полиэтиленполиамина (ПЭПА) при их массовом соотношении 1,66:1,33:1 соответственно или смесь полиоксипропиленамина мол.м. 480-550, дицианэтилдиэтилентриамина и ПЭПА при их массовом соотношении 1:2:1 соответственно. Композиция может дополнительно содержать 50-210 ч. огнетушащего порошка на основе аммофоса марки П-2АП или огнетушащего порошка на основе фосфата и сульфата аммония марки "пирант А" или смеси одного из указанных огнетушащих порошков и кварцевого песка при их массовом соотношении 2-4:1. Технический эффект полимерной композиции состоит в том, что она обладает комплексом высоких эксплуатационных свойств за счет получения безыскрового покрытия и улучшения пожаробезопасности. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.

1. Полимерная композиция для покрытия полов, включающая эпоксидиановую смолу, триглицидилхлорполиольную смолу и аминный отвердитель, отличающаяся тем, что в качестве аминного отвердителя она содержит смесь полиоксипропиленамина мол.м. 180 - 220, полиоксипропиленамина мол.м. 480 - 550 и полиэтиленполиамина при их массовом соотношении 1,66 : 1,33 : 1 соответственно или смесь полиоксипропиленамина мол.м. 480 - 550, дицианэтилдиэтилентриамина и полиэтиленполиамина при их массовом соотношении 1 : 2 : 1 соответственно, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:
Эпоксидиановая смола - 40 - 50
Триглицидилхлорполиольная смола - 50 - 60
Аминный отвердитель - 20 - 30
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 50 - 210 мас.ч. огнетушащего порошка на основе аммофоса марки П-2АП, или огнетушащего порошка на основе фосфата и сульфата аммония марки "пирант А", или смеси одного из указанных огнетушащих порошков и кварцевого песка при их массовом соотношении 2 - 4 : 1.