ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИЙ СОСТАВ Российский патент 2002 года по МПК C09K3/10 

Изобретение относится к области полимерных герметизирующих составов, используемых для герметизации швов по границам поверхностей металл-металл, металл-стекло, стекло-стекло, стекло-бетон и др.

В строительстве известны неотверждаемые герметики на основе полиизобутилена с добавками полимеров: бутилкаучука, этиленпропиленового сополимера и других эластомеров, а также минеральных наполнителей, пластификаторов и адгезионных добавок, обеспечивающих составу гомогенизацию, требуемую вязкость и прочностные характеристики.

Такой неотверждаемый профильный герметик "Бутепрол", включающий этиленпропиленовый каучук, бутилкаучук, минеральное масло и уплотнитель [1], предназначенный для уплотнения и герметизации различных стыков в ограждающих конструкциях, обеспечивает требуемые физико-механические показатели. Однако он, относительно быстро старящийся в процессе эксплуатации, не подлежит длительному хранению.

Известна герметизирующая мастика [2] , содержащая бутилкаучук в виде отхода производства, минеральное масло (индустриальное И-12 или И-20), наполнитель и пиролизную смолу. В качестве наполнителя в мастике использованы мел и тальк.

Мастика имеет повышенную теплостойкость, дешева, однако имеет недостаточную адгезионную прочность.

Известна композиция для гидроизоляции и герметизации [3], включающая бутилкаучук, наполнитель, пластификатор, парахинондиоксим, битум и органический растворитель, обладающая улучшенной когезионной прочностью и атмосферостойкостью за счет активных неорганических добавок, присутствующих в гидрофобных менилитовых сланцах.

Однако такая композиция дорогая, что обусловлено значительной стоимостью исходного сырья и привозными добавками.

Наиболее близким к предлагаемому и взятым за прототип, является герметизирующий состав [4], включающий полимерное связующее, пластификатор - углеводородное масло и мелкодисперсный наполнитель. В качестве полимерного связующего состав содержит низкомолекулярный полиизобутилен с мол. м. 10000-20000, в качестве наполнителя - цемент, или оксид цинка, или сажу, или кремнегель, а в качестве пластификатора - трансформаторное или индустриальное масло, или вазелин.

Рецептура состава, процентное соотношение компонентов обеспечивает повышение адгезии к различным субстратам без введения в герметик специальной адгезионной добавки.

Однако при длительном хранении герметика, при значительном времени пользования изменяются его основные технологические свойства, кроме того, он не сохраняет деформативную способность при работе в заданном повышенном температурном режиме (только до +50...+80^oС).

Задачей изобретения является повышение физической стабильности неотверждаемого герметика при обеспечении его высокой водостойкости, увеличение температурного интервала в процессе эксплуатации, уменьшение текучести при воздействии высоких температур.

Указанная задача решается рецептурой состава, содержащего полимерное связующее в виде низкомолекулярного полиизобутилена с молекулярной массой 10000-20000, пластификатор - углеводородное масло и мелкодисперсный наполнитель, который согласно изобретению дополнительно содержит бутилкаучук и этиленпропиленовый сополимер, битум, асбест, в качестве углеводородного масла - нейтральное минеральное масло, а в качестве мелкодисперсного наполнителя мел или цемент, или тальк при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Вышеуказанный полиизобутилен - 3,5
Бутилкаучук - 4 - 8
Этиленпропиленовый сополимер - 1 - 3
Битум - 1,5 - 4
Асбест - 1 - 3
Нейтральное минеральное масло - 10,5-12
Вышеуказанный мелкодисперсный наполнитель - 67 - 76,2
Предлагаемый герметизирующий состав позволяет получить материал с требуемыми вязкостью и адгезионной прочностью при отрыве и отслаивании, в интервале температур от -50 до +140^oС, пенетрацией при 0,1 мм - 30-320.

Использование в качестве полимерного связующего низкомолекулярного полиизобутилена с добавками бутилкаучука и этиленпропиленового каучука позволяет достигать необходимую прочность крепления материалов на вертикальной поверхности при длительной эксплуатации.

Введение в состав асбеста повышает его теплостойкость, щелоче - и кислотостойкость, долговечность при работе в различных атмосферных условиях, предотвращает текучесть при воздействии повышенных температур.

Использование в герметизирующем составе битумного вяжущего придает составу способность изменять свои физико-механические свойства в зависимости от температуры эксплуатации. В связи с ограниченностью сырья и высокой стоимостью природных составляющих использование в рецептуре предлагаемого состава упомянутых добавок позволяет использовать местное сырье с достижением требуемых показателей.

Предлагаемые интервалы введенных в состав компонентов подобраны опытным путем и являются оптимальными.

По имеющимся у заявителя и авторов сведениям, совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявленного изобретения, не известна из существующего уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна". По мнению авторов сущность заявленного изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Герметизирующий состав готовят следующим образом.

Подготовленные и взвешенные компоненты загружают в смеситель с Z-образными мешалками в следующей последовательности:
- загружается все полимерное связующее (полиизобутилен, бутилкаучук, синтетический этиленпропиленовый каучук), одна треть (от требуемого количества) пластификатора - нейтральное минеральное масло, осуществляют механическое перемешивание в течение 30-40 минут смеси компонентов с отводом тепла, которое выделяется при перемешивании;
- добавляют одну треть наполнителя - цемента, или мела, или талька и перемешивают в течение 20-30 минут;
- загружают две трети пластификатора - минеральное масло, одну треть упомянутого наполнителя и перемешивают 20-30 минут;
- загружают последнюю треть наполнителя, весь битум, одну треть асбеста и перемешивают 20-30 минут;
- загружают оставшуюся часть асбеста и затем состав тщательно перемешивают до образования однородной вязкотекучей массы.

Примеры рецептур герметизирующего состава и их прочностные характеристики приведены в таблице.

Как следует из таблицы, предлагаемый состав обладает улучшенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами, повышенной прочностью, тепло- и морозостойкостью, физической стабильностью, высокой водостойкостью.

Указанный в таблице диапазон значений показателей характеризует составы со всеми названными компонентами. Все приведенные рецептуры могут найти применение для герметизации соединений. Оптимальной следует считать третью рецептуру с использованием любого из указанных наполнителей (или их смеси).

Предложенный герметизирующий состав был апробирован при выпуске опытной партии герметика "Викар" ЗАО "Гермаст" г. Дзержинск Нижегородской области. Испытанию подверглись герметики в виде лент, шнуров, брикетов. Испытания показали, что состав обладает самоклеющейся способностью к любым сухим поверхностям, обеспечивает водостойкость и физическую стабильность, прост и удобен в обращении, экологически чист. Состав может быть использован для герметизации металлических, бетонных, кирпичных, деревянных, стеклянных, полимерных (в т.ч. фторопластовых) и прочих поверхностей в автомобилестроении (при сборке и ремонте для изоляции днищ, крыльев, багажников, крыш и т. д. ), авиа-, вагоно-, кораблестроении, в жилищно-гражданском и промышленном строительстве, быту.

Перед использованием герметизирующего состава рабочую поверхность необходимо осушить и очистить от грязи и пыли.

На ржавой поверхности удалить отслаиваемый наружный слой ржавчины.

При работе с герметизирующим составом не требуется применение специальных защитных средств для работающих.

Состав легко наносится на поверхность, не проявляет склонности прилипания к рукам и хладотекучести, что позволяет использовать его при заделке стыков любых поверхностей (вертикальных, горизонтальных, наклонных) и щелей, пустот любой конфигурации. Состав может быть использован для герметизации разъемных соединений, так как легко снимается с поверхности стыков и швов. Испытания подтвердили ожидаемые свойства герметизирующего состава, а именно:
- прочность связи с бетоном при отрыве, МПА, не менее 0,1
- прочность связи с металлом при отслаивании, кгс/см не менее 0,15
- влагопоглощение, % 0-0,03
- температурный интервал эксплуатации, ^oС от -50 до +140
- пенетрация при 0,1 МПа 30-320
Герметизирующий состав относительно дешев, так как для его производства используется отечественное сырье.

Опытные испытания подтвердили возможность многократного использования сущности предложения в рецептуре герметизирующих составов, гарантирующих требуемые технико-экономические показатели, что позволяет сделать вывод о соответствии решения критерию "промышленная применимость".

На предлагаемый состав разработаны ТУ 5772-002-25687015-99.

Источники информации
1. А. Д. Кокин и В.Е. Байер "Отделочные работы в строительстве", М., Стройиздат, 1987 г., "Гереметизирующие материалы", с. 502-507 (уровень техники);
2. А. с. СССР 1014878, от 04.11.80, oп. 30.04.83, кл. С 09 К 3/10, "Мастика для герметизации и гидроизоляции" (аналог);
3. А. с. СССР 1370127, от 05.02.86, oп. 30.01.88, кл. С 09 К 3/10, "Композиция для гидроизоляции и герметизации" (аналог);
4. Патент РФ 2099383, от 05.07.95, oп. 20.12.97, кл. С 09 К 3/10, "Герметизирующий состав" (прототип).

Использование: герметизирующий состав, применяемый для герметизации швов по границам поверхностей металл - металл, металл - стекло, стекло - стекло, стекло - бетон и др. Сущность изобретения: герметизирующий состав, включающий низкомолекулярный полиизобутилен с молекулярной массой 10000-20000, углеводородное масло и мелкодисперсный накопитель, дополнительно содержит добавки: бутилкаучук, синтетический этиленпропиленовый сополимер, битум и асбест, в качестве наполнителя он содержит цемент, или мел, или тальк, в качестве углеводородного масла - нейтральное минеральное масло при следующем соотношении компонентов в рецептуре, мас.%: полиизобутилен - 3-5, бутилкаучук - 4-8, синтетический этиленпропиленовый сополимер - 1-3, нейтральное минеральное масло 10,5-12, битум - 1,5-4, мел, цемент, тальк - 67-76,2, асбест - 1-3. Техническая задача - повышение физической стабильности неотвержденного герметика при обеспечении его высокой водостойкости, увеличение температурного эксплуатационного интервала, уменьшение текучести при воздействии высоких температур. 1 табл.

Герметизирующий состав, включающий полимерное связующее в виде низкомолекулярного полиизобутилена с молекулярной массой 10000-20000, пластификатор - углеводородное масло, мелкодисперсный наполнитель, отличающийся тем, что он содержит дополнительно бутилкаучук, этиленпропиленовый сополимер, битум, асбест, в качестве углеводородного масла - нейтральное минеральное масло, а в качестве мелкодисперсного наполнителя мел, или цемент, или тальк при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Вышеуказанный полиизобутилен - 3 - 5
Бутилкаучук - 4 - 8
Этиленпропиленовый сополимер - 1 - 3
Битум - 1,5 - 4,0
Асбест - 1 - 3
Нейтральное минеральное масло - 10,5 - 12,0
Вышеуказанный мелкодисперсный наполнитель - 67,0 - 76,2