ГИДРОИЗОЛЯЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ Российский патент 2001 года по МПК C09D109/00 

Изобретение относится к полимерным композициям, предназначенным для гидроизоляции бассейнов и резервуаров, наполняемых водой, а также для устройства наливных кровельных покрытий.

Известна композиция для антикоррозионных и гидроизоляционных покрытий, включающая битум, хлоропреновый каучук, нефтеполимерную смолу, силоксановый каучук, мягчитель, оксид свинца, аэросил, кремнеорганическую жидкость, каптакс, стабилизатор, алкилфенолформальдегидную смолу, полиизоцианат, молотую слюду, наполнитель и органический растворитель (патент РФ 2024565, кл. 5 C 09 D 195/00, 1994). Недостатком композиции является нетехнологичность при производстве, необходимость послойного нанесения при изготовлении покрытия, низкая водостойкость.

Известен состав для кровельных и гидроизоляционных покрытий, включающий бутадиенстирольный каучук, битум, раствор продуктов деструкции бутадиенстирольного каучука, асбестовую муку, цемент, оксид сурьмы, уайт-спирит или нефрас (патент РФ 2048500, кл. 6 C 09 D 195/00, 1995).

Недостатками композиции являются склонность к стеканию с вертикальных поверхностей и низкая водостойкость.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является полимерная композиция для беговых дорожек и спортивных площадок, включающая низкомолекулярный бутадиенпипериленовый каучук, оксид кальция, мел, глицерин, полиизоцианат, катализатор уретанообразования и продукт полимеризации отхода производства изопрена - стадии разложения 4,4-диметилдиоксана (а. с. СССР 1775447, кл. C 09 D 109/00). Эта композиция технологична при производстве, может быть нанесена на основание одним слоем требуемой толщины, не склонна к стеканию с вертикальных поверхностей. Однако, гидроизоляционные свойства покрытия из данной композиции при продолжительном контакте с водой низки. Последнее обусловлено гидрофильностью мела и оксида кальция, входящих в состав композиции. В силу слабого взаимодействия на границе раздела связующее - наполнитель и гидрофобности полимерной матрицы равновесное водопоглощение достигается за длительный промежуток времени. При этом покрытие во времени сорбирует значительное количество воды и теряет защитные свойства.

Задачей изобретения является создание композиции, покрытие из которой сохраняет высокие гидроизоляционные свойства в течение продолжительного времени в условиях непосредственного контакта с водой.

Поставленная задача решается использованием композиции следующего состава, мас.ч.:
Низкомолекулярный бутадиенпипериленовый каучук - 100
Оксид кальция - 10-15
Мел - 30-60
Глицерин - 3-5
Полиизоцианат - 12-28
Катализатор уретанообразования - 0,01-1,50
Стеариновая кислота - 1-3
Сущность изобретения заключается в гидрофобизации частиц оксида кальция и мела за счет хемосорбции на их поверхности карбоксильных групп стеариновой кислоты. Прививка органофильных радикалов на твердой фазе способствует лучшему распределению наполнителей в углеводородной матрице и формированию в материале покрытия плотных граничных слоев.

При осуществлении заявленного изобретения покрытие при длительном контакте с водой в обычных условиях и при повышенной температуре имеет низкий уровень водопоглощения, сохраняет высокую гидроизоляционную способность и адгезию к основанию.

В качестве низкомолекулярного бутадиенпипериленового каучука используется каучук СКДП -Н (ТУ 33-103242-82) радикальной сополимеризации бутадиена и пиперилена в массе. Инициатор полимеризации - гидропероксид изопропилбензола. Среднечисленная ММ 1200-3200, среднемассовая ММ 4800-6000, содержание гидроксильных групп 0,75-1,1%, соотношение бутадиена и пиперилена 50:50. Вязкость каучука 2,0-2,5 Па•с при 50^oC. В качестве катализатора уретанообразования используются диметилбензиламин (ТУ 84-585-75), дибутилдилауринат олова (ТУ 6-02-818-78). Могут использоваться и другие катализаторы, в частности, третичные амины и металлорганические соединения, применяемые в производстве полиуретанов.

В качестве полиизоцианата в составе композиции для покрытий используются полиметиленполифенилизоцианаты: ПИЦ Б (ТУ 6-03-375-75) или ПИЦ Д (ТУ 113-03-603-86). Могут быть использованы другие марки полиизоцианатов на основе 4,4-дифенилметандиизоцианата, например полиур (ТУ 2224-152-04691277-96).

В качестве стеариновой кислоты используют стеарин технический марки Т-32 (ГОСТ 6484-96).

В состав композиции могут быть введены добавки, не влияющие на предусматриваемый технический результат, но придающие материалу покрытия другие преимущества. Например, пигмент, антиоксидант, измельченные отходы вулканизованной резины, органический разбавитель.

Для изготовления композиции используется смесительное оборудование, обеспечивающее получение гомогенной суспензии порошкообразных компонентов в каучуке со степенью перетира твердых частиц не более 60 мкм. Смесь наносится равномерным слоем на форму и выдерживается до полного отверждения при 15-25^oC в течение 5-10 суток.

Испытания отвержденных образцов проводят по известным методикам: разрывное напряжение при растяжении и относительное удлинение в момент разрыва по ГОСТ 270-75, твердость по ГОСТ 263-75, водопоглощение по ГОСТ 2678-8, прочность сцепления с бетоном по ГОСТ 265789-85. Вязкость исходных композиций (без полиизоцианата) определялась методом ротационной вискозиметрии на вискозиметре системы Воларовича РВ-8.

Состав гидроизоляционной композиции и ее свойства приведены в табл. 1 и 2.

Пример. В шаровую мельницу с фарфоровыми мелящими телами объемом 500 см³ загружают 100 г бутадиенпипериленового каучука, 3 г стеариновой кислоты, 10 г тонкоизмельченного оксида кальция, 60 г мела, 3 г глицерина и 1,5 г диметилбензиламина. Мельницу включают и проводят диспергирование в течение 3-5 часов до достижения степени перетира по клину 60 мкм. Полученную массу выгружают в стакан, добавляют 12 г полиизоцианата, перемешивают вручную в течение 3 минут, затем заливают в форму. Композицию выдерживают до полного отвердения в течение 5-10 суток при 15-25^oC.

Аналогичным способом готовятся композиции по остальным примерам и прототипу (табл. 1 и 2).

Как видно из данных таблиц, при содержании в композиции менее 1 мас.ч. стеариновой кислоты покрытие имеет высокое водопоглощение при выдержке более 30 суток. Увеличение содержания добавки свыше 3 мас.ч. сопровождается ухудшением адгезионных свойств композиции.

Количество оксида кальция оказывает влияние на монолитность покрытия. При содержании указанного компонента менее 10 мас. ч. снижаются деформационно-прочностные показатели покрытия вследствие пористой структуры образца. Увеличение концентрации оксида кальция свыше 15 мас. ч. приводит к понижению относительного удлинения и стойкости покрытия к действию воды.

Увеличение содержания мела свыше 60 мас.ч. вызывает увеличение водопоглощения при длительной выдержке, уменьшение относительного удлинения покрытия при растяжении. С уменьшением концентрации мела менее 30 мас.ч. снижаются вязкость и разрушающее напряжение материала.

Использование глицерина в составе покрытия менее 3 мас. ч. нецелесообразно из-за снижения физико-механических показателей. С увеличением содержания глицерина более 5 мас.ч. нарушается монолитность образцов, вследствие вспенивания.

Уменьшение концентрации полиизоцианата менее 12 мас.ч. вызывает снижение комплекса технических показателей покрытия, повышение его содержания более 24 мас.ч. приводит к образованию пор в отвержденной композиции.

Количество катализатора уретанообразования обосновывается сохранением необходимой жизнеспособности композиции для покрытия. При содержании катализатора свыше 1,5 мас.ч. композиция характеризуется малым временем гелеобразования и склонна к пенообразованию при отверждении. При концентрации катализатора менее 0,01 мас.ч. значительно снижается скорость отверждения покрытия.

Из представленных данных следует, что у прототипа продолжительность процесса водонасыщения при обычных температурах превышает 120 сут. Величина сорбированной воды за это время достигает 11,7%, что недопустимо для гидроизоляционного материала. При повышенных температурах равновесное водопоглощение за более короткий срок характеризуется еще большей величиной. Состав композиций по примерам 1-5 дает возможность в 2-3 раза уменьшить водопоглощение материала и обеспечить покрытию работоспособность в течение длительного времени. Композиции, полученные по примерам 6-9 вне заявленных пределов, имеют пониженное сопротивление к действию воды, особенно подогретой, либо характеризуются недостаточно высоким уровнем других свойств.

Таким образом, преимуществом гидроизоляционных покрытий из предлагаемой композиции является повышение работоспособности и срока службы в условиях непосредственного контакта с водой при обычных и повышенных температурах.

Композиция предназначена для изготовления гидроизоляционных покрытий в бассейнах и резервуарах, для устройства наливных кровельных покрытий. Она содержит, мас. ч. : низкомолекулярный бутадиенпипериленовый каучук - 100, оксид кальция 10-15, мел 30-60, глицерин 3-5, полиизоцианат 12-28, катализатор уретанообразования 0,01-1,50 и стеариновая кислота 1-3. Технический результат - повышение гидроизоляционных свойств покрытия при длительном контакте с водой. 2 табл.

Гидроизоляционная композиция для покрытий, включающая низкомолекулярный бутадиенпипериленовый каучук, оксид кальция, мел, глицерин, полиизоцианат и катализатор уретанообразования, отличающаяся тем, что дополнительно содержит стеариновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Низкомолекулярный бутадиенпипериленовый каучук - 100
Оксид кальция - 10 - 15
Мел - 30 - 60
Глицерин - 3 - 5
Полиизоцианат - 12 - 28
Катализатор уретанообразования - 0,01 - 1,50
Стеариновая кислота - 1 - 3