ПОЛИМЕРБЕТОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ОБЛИЦОВОЧНОЙ ПЛИТКИ Российский патент 1999 года по МПК C04B26/18 C04B26/18 C04B24/02 C04B14/30 

Изобретение относится к составам полимербетонных смесей (п/б) на основе ненасыщенных полиэфирных смол и может быть использовано при получении строительных, облицовочных и мемориального назначения изделий. Известна полимербетонная композици, содержащая, %:
Ненасыщенный полиэфир - 30-40
Гидроперекись изопропилбензола - 1,2 - 2,0
Нафненат кобальта - 2,4 - 4,0
Андезитовая мука - 47,1 - 61,4
Оксид цинка - 3,4 - 3,9
Стекловолокно - 1,5 - 2,0
Фенотиазин - 0,1 - 1,0
Недостатками известной композиции являются низкий предел прочности при изгибе (23-25 МПа) и содержанием в составе вторичного ароматического амина (фенотиазина) - соединение канцерогенного действия. [А.С. 15211727, МКИ C 04 B 26/18, опубл. 15.11.89 БЮЛ. N 42].

Известна полимербетонная смесь для изготовления декоративных облицовочных плит, содержащая в своем составе в качестве заполнителя - отходы угледобычи. Недостатком этой композиции является использование в качестве полимер-связующего эпоксидной смолы (100 в.ч.), отличающейся значительной дороговизной по сравнению с полиэфирной смолой и др. В результате плитка, изготовленная на такой полимербетонной смеси, имеет высокую цену [А.С. 2026841, МКИ C 04 B 26/14, опубл. 20.01.95 БЮЛ. N 2].

Известна полимербетонная композиция для изготовления плиток для настилов в помещениях, состоящая из (вес.ч.) 100 - ненасыщенного полиэфира; 5 - SiO₂ (размер частиц <0,01 мм); 20-200 - кварцевого песка (< 0,04 мм) или полевого шпата (< 0,02 мм); 3-4 перекиси бензола, 2-12,5 - MgO или ZnO; 3-9,7 - стеарата Zn; 2,5 - 15,0 - пигмента (смесь 0,175 -0,6 алкидной смолы, 0,05-0,15 льняного масла, 0,1 - 0,5 Fe₂O₃, Fe₃O₄, сажи или TiO₂), 20 - ПВХ; 10 - Sb₂O₃; 7,5-хлорпарафина.

Плитку формуют прессованием при 110-170^oC и давлении 30-120 кг/см². Недостатком этой известной полимербетонной смеси является сложный состав, применение дорогостоящих компонентов /поливинилхлорид, Sb₂O₃, хлорпарафин, кварцевый песок определенной фракции/, трудоемкий и длительный способ изготовления/ 3 для выдерживают композицию при 5 - 15^oC, а затем формуют при высоких t^o и давлении/, низкие прочностные характеристики /Пат. 96773 СРР, МКИ 13 29 C 43/14, C 08 L 63/02, опубл. 14.06.1989 г./
Прототипом предлагаемого изобретения, близким по составу и назначению, служит декоративная полимербетонная смесь /Авт. свид. СССР N 1426987, кл. C 04 B 26/18, 1988/, содержащая мас.ч:
60%-ный раствор полиэфира в стироле - 100
Инициатор перекисного типа - 2,0 - 5,0
Нафтенат кобальта - 3,0 - 8,0
Молотый кирпич - 40 - 200
Песок - 20 - 240
Оксид цинка - 25 - 40
Олигомер мол. ч. 1200 - 1400 (олигооксигидридметилсилоксисилан) - 0,2 - 0,6
Недостатком этой композиции являются подготовка-измельчение кирпичного боя до необходимого помола, применение в качестве растворителя стирола, который при отверждении /t = 20-25^oC; 1 - 1,5 часа/ полностью не испаряется, вследствие чего готовое изделие очень долго "дышит" стиролом, что крайне токсично для облицовки в закрытых помещениях. Кроме того, известная композиция обеспечивает невысокую прочность на изгиб /28-31 МПа/, ограниченную цветовую гамму /розовый + белый/.

Задача изобретения - повышение прочностных характеристик плиток на изгиб, водостойкости, улучшение имитации материала под природный камень и снижение стоимости п/б плиток.

Поставленная задача достигается тем, что в состав в качестве шлакового минерального наполнителя вводится отход производства обжига колчедана-огарок фракций 0,05 до 1 мм. Предложенный состав полимербетонной композиции включает следующие компоненты, %:
Полиэфирная смола ПН-12 - 23-30
Нафтенат кобальта - 0,3 - 0,65
Гипериз - 0,9 - 1,5
Огарок фракции 0,05 - 1 мм - 10 - 17
Песок - 62 - 55
Оксид цинка - 0,2 - 0,9
Огарок является неиспользуемым отходом производства колчедана с целью получения SO₂ и имеет следующий средний химический и гранулометрический состав (см. табл. 1)
Приготовление полимербетонной смеси осуществляется следующим образом. Полиэфирную смолу ПН-12 смешивают с нафтенатом кобальта. Затем последовательно вводят песок (речной), огарок, оксид цинка и тщательно перемешивают до однородной массы в течение 15 - 30 мин. Потом вводят гипериз и опять тщательно перемешивают. Формуется композиция заливкой в форму (200х200х8 мм) из стекла, дерева, стали, предварительно обезжиренной, с последующим вибрационным уплотнением (для удаления воздуха) ~ 10 - 20 с. Изделие (плитка) хорошо извлекается из формы, имеет гладкую поверхность.

Примеры составов предлагаемой полимербетонной смеси предоставлены в таблице таблица 2.

Для улучшения декоративных качеств получаемого изделия на поверхность формы предварительно наносят гелькоат, имеющий следующий состав %:
Смола ПН-12 - 76-80
Нафтенат кобальта - 8-10
Гипериз - 4-12
или в г на 1 изделие: смола - 5 г, нафтенат кобальта - 0,5 г, гипериз - 0,25 - 0,7 г).

Гель-покрытие (гелькоат) готовят непосредственно перед нанесением на внутреннюю поверхность формы. Для этого в смесителе с мешалкой (80-100 об/мин) загружают навеску смолы, нафтенат кобальта и перемешивают 5-7 мин, затем вносят навеску гипериза и проводят перемешивание еще 3 - 4 мин. Приготовленную однородную массу наносят тонким слоем на внутреннюю поверхность формы. После начала полимеризации (5-15 мин) форму заполняют основной полимербетонной композицией. В результате получается плитка однородного черного цвета с блестящей поверхностью. Толщина гель-покрытия в изделиях 0,3 - 0,7 мм. Время подотверждения слоя гелькоата при t = 20 - 25^oC ; 3,5 - 4,5 ч (отсутствие липкости). Для получения плитки, имитирующей "звездное небо", необходимо в гель-покрытие внести методом распыления металлические чешуйки (алюминиевый отход), а затем основную полимербетонную черную массу. В результате лекарственные свойства плитки заметно улучшаются.

Для обеспечения плитками разнообразия цветовой гаммы и получения рисунка - разводов, имитирующих природные камни, готовится к основной п/б композиции еще дополнительная - мраморизатор, (%):
Полиэфирная смола ПН-12 - 24-33
Нафтенат кобальта - 0,4 - 0,85
Гипериз - 0,65 - 1,4
Красители:
Оксид цинка - 62-75
Чтобы создать на поверхности плитки рисунок в виде разводов на основном фоне - черном, в процессе заполнения формы основной композиции параллельно вводится струей композиция - мраморизатор, которая составляет 1/3 часть от основной массы (по смоле).

Желательно обеспечить вращение формы при заполнении или вращение струи основной полимербетонной массы. По истечении отверждения получается плитка с черно-белыми разводами под природный мрамор. Заменяя частично или полностью компонент оксид цинка в мраморизаторе (лучше частично) на другие пигменты (ультрамарин, хромовая зелень и т.д.), можно достичь с помощью полимербетонной смеси имитации других природных камней (черный + желтый, черный + красный, черный + голубой и др.)
Итак, имеем достаточно большой ассортимент декоративной п/б плитки по цветовой гамме.

Предлагаемая полимербетонная плитка прошла испытания по прочностным показателям, водопоглощению. Данные испытаний стандартных образцов в таблице 3. Предлагаемый полимербетонный состав для плитки характеризуется непроницаемостью для влаги (≤0,02%), высокой прочностью (предела прочности при сжатии 138 - 141 МПа, при изгибе 33-36 МПа), долговечностью, пониженной истираемостью (≤0,01 г/см), хорошими декоративными качествами и достаточно низкой стоимостью (наполнитель - неиспользуемый отход производства огарок, невысокое предельное содержание связующего ~ 23-30%).

Разработанная п/б композиция может служить для изготовления плиток, используемых для внутренних и наружных облицовок зданий, настила полов и др. , а также для производства изделий мемориального назначения.

Композиция применима при получении строительных и облицовочных изделий. Состав композиции, %: полиэфирная смола ПН-12 - 23-30, нафтенат кобальта - 0,3-0,65, гипериз - 0,9-1,5, огарок фракции 0,05-1 мм - 10-17; песок - 62-55, оксид цинка - 0,2-0,9. Достигается повышение прочностных характеристик плиток на изгиб, повышение водостойкости, улучшение имитации материала под природный камень. 3 табл.

Полимербетонная композиция для облицовочной плитки, включающая ненасыщенную полиэфирную смолу, нафтенат кобальта, гипериз в качестве инициатора перекисного типа, песок, оксид цинка, отличающаяся тем, что она содержит шлаковый минеральный наполнитель - отход производства обжига колчедана в виде огарка фракции 0,05 - 1,0 мм при следующем содержании компонентов, %:
Ненасыщенная полиэфирная смола ПН-12 - 23-30
Нафтенат кобальта - 0,3-0,65
Гипериз - 0,9-1,5
Огарок фракции 0,005-1,0 мм - 10-17
Песок - 62-55
Оксид цинка - 0,2-0,9