ХОЛОДНАЯ МАСТИКА ДЛЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫХ И ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИХ РАБОТ Российский патент 2006 года по МПК C09D157/02 C09D123/22 C09K3/10 C09D195/00 

Изобретение относится к составам холодных битумно-полимерных защитных покрытий, конкретнее к битумно-бутилкаучуковым, и может быть использовано для гидроизоляции и герметизации металлических и бетонных поверхностей.

Битумно-бутилкаучуковые защитные покрытия широко используются при проведении наружных работ по герметизации стыков сборных строительных конструкций, гидроизоляции бетонных и железобетонных сооружений промышленного и хозяйственного назначения, ремонта и устройства безрулонной кровли. К их достоинствам следует отнести высокую эластичность отвержденных покрытий и хорошую адгезию к различным материалам при температурах от минус 60 до плюс 120°С.

Мастики представляют собой раствор синтетического каучука в органическом растворителе с добавками пластификаторов, наполнителей, вулканизующих агентов, пигментов и специальных компонентов. В качестве синтетических каучуков используют атмосферостойкие каучуки, такие как хлор-сульфированный полиэтилен, бутилкаучук, этилен-пропиленовый тройной сополимер и некоторые другие (Гаевой С.Н. // Лакокрасочные материалы и их применение. 1995, №3-4, стр.37).

Наиболее известные из мастик Бутислан, Гермабутил, Пигментобутил, производимые OOO "Сигма" (г.Тольятти) представляют собой растворы бутилкаучука БК-1675 С(Т) в бензине или уайт-спирите, содержащие неактивные наполнители и модифицирующие добавки (Афанасьев С.В., Чугунов А.Ф. // Каучук и резина. 2001, №5, стр.11).

Наибольший интерес представляют мастики холодного отверждения, которые застывают при температуре окружающей среды и при этом имеют эластичную, нелипкую, но твердую поверхность.

Анализ существующих мастичных композиций на основе бутилкаучука показал, что известны составы изоляционных покрытий, содержащие или несодержащие битум, и в которые для улучшения их свойств вводятся различные добавки.

Известна мастика для герметизации стыков в полносборном домостроении, транспортных средств (Патент РФ №2063996, МПК⁶ С 09 К 3/10, опубл. 20.07.1996). Эта композиция содержит, мас.%: бутилкаучук 18-22, мягчитель на основе полиизобутилена 28-32, терпенфенолформальдегидная смола 8,0-9,2, повыситель клейкости 2-3, белая сажа 8-10, мел 10-12, тальк или каолин 12-15, олеиновая кислота 0,1, ацетонанил 1,0-1,4, отходы хлопчато-бумажного производства 1,5-2,5.

Недостатком мастики является наличие в ее составе отходов хлопчато-бумажного производства, содержащих асбест.

Известна герметизирующая композиция (Патент РФ №2213116, МПК⁷ С 09 К 3/10, опубл. 27.09.2003), которая применяется, в частности, в строительстве для герметизации стыков, а также неплотностей в транспортных средствах. Герметизирующая композиция содержит, мас.%: бутилкаучук 7,5-17,0, этиленпропилендиеновый каучук 0-8,5, краситель или пигмент 0-5, олигомерный мягчитель - полибутен или полиизобутен 23-26, канифольная смола Герлак - продукт полимеризации канифоли 2-4, мел 22-27, тальк или каолин 21-24, белая сажа 8-10, клеящая добавка - термоэластопласт ИСТ-30 или ДСТ-30р01 0,7-1,0.

Перебатываемость мастик в зависимости от состава исходных компонентов улучшается, когда в их состав вводят битум.

Известна композиция для герметизации и гидроизоляции строительных конструкций из бетона, стекла, металла (Патент РФ №1757222, МПК⁵ С 09 К 3/10, опубл. 28.02.1994), которая содержит, мас.%: бутилкаучук 5-10, этиленпропиленовый каучук 5-15, минеральное масло 15-25, инденкумароновая смола 1-3, битум 0,5-3, углерод технический 2-6, низкомолекулярный полиэтилен 1-5, поливинилхлорид 0,5-3, наполнитель (мел или известняк) - до 100%.

Недостатком этих композиций является использование нескольких видов синтетических каучуков, что удорожает композиции и усложняет способ их получения.

Улучшение эксплуатационных свойств мастик происходит при введении в их состав растворителей. Производство таких мастичных композиций упрощается, так как в качестве исходного сырья используется раствор каучука.

Известна битумная эмульсия (Патент РФ №2034004, МПК⁶ С 08 L 95/00, опубл. 30.04.95), которая содержит следующие компоненты, мас.%:

Бутилкаучук4,5-6,5Бензин33-35Соль октадецилтриметилендиамина0,9-1,1Стеариновая кислота0,4-0,6Вода31-33Едкий натр0,25-0,27Антисептик0,25-0,26БитумОстальное

Композиция содержит свыше 20 мас.% битума и представляет собой эмульсию в воде, процесс приготовления которой достаточно сложен, а использование мастики связано с определенными трудностями.

Известна мастика битумная изоляционная (Патент РФ №2119935, МПК⁶ С 09 D 195/00, опубл. 10.10.98), которая состоит из следующих компонентов, мас.%:

Битум нефтяной98,5-91,0Бутилкаучук марки БК 16750,5-3,0Топливо дизельное летнее1,0-6,0

Данная композиция содержит в основном битум, что не способствует ее быстрому холодному отверждению.

В мастики для улучшения их вызреваемости или придания эластичности в сочетании с твердостью вводят различные смолы.

Так, мастика битумно-бутилкаучуковая изоляционная (Патент РФ №2124542, МПК⁶ С 09 D 195/00, опубл. 10.01.99) состоит из следующих компонентов, мас.%:

Битум28-30Бутилкаучук6,0-8,0Трансформаторное масло2,0-6,0Инден-кумароновая смола2,0-4,0Скипидар10-11Каолин10,5-15,0НефрасОстальное

Использование мастики, особенно в закрытых помещениях, экологически неприемлемо из-за присутствия в ней большого количества битума и сильно пахнущих соединений, таких, как скипидар.

Известна композиция мастики (Заявка РФ.№94004095, МПК⁶ С 09 D 195/00, опубл. 10.10.95), которая имеет состав, мас.%:

Битум18,55-23,85Бутилкаучук4,485-1,325Алюминиевая пудра4,485-1,325Растворитель72,48-73,50

Однако в тексте описания указано, что нанесенный слой мастики следует подсушивать в течение 8 часов, а затем дополнительно подвергать тепловой обработке в течение 16 часов, что является существенным недостатком мастики, так как она не отвечает задаче изобретения придания мастике способности к холодному отверждению.

Наиболее близкой к предлагаемой композиции является композиция "Состава для получения защитного покрытия" (Патент РФ №2107080, МПК⁶ С 09 D 195/00, опубл. 20.03.98), включающего, мас.%:

Битум17,8-50,0Полимер1,0-11,0Пигмент-наполнитель15,0-20,0Растворитель46,0-60,0Неионогенное поверхностно-активное вещество0,5-3,0

В примерах в качестве полимера описано применение бутилкаучука (примеры 1-3, 5-7) или пиперилен-стирольного каучука (пример 4). В качестве пигмента (наполнителя) описано применение или алюминиевой пудры (пример 5), или железного сурика (пример 7), или окиси хрома (пример 6).

Основным недостатком композиции является большое содержание битума в композиции и высокое содержание пигмента (наполнителя), что способствует недостаточно высокой влагостойкости (42 суток), а также отсутствие вещества, создающего каркасность при вызревании мастики, что придает ей повышенную прочность.

Задачей изобретения является создание композиции, обладающей высокой влагостойкостью при сохранении механической прочности: адгезии к металлическим поверхностям, прочности при изгибе и ударе.

Поставленная задача решается разработкой состава холодной мастики для гидроизоляционных и герметизирующих работ, содержащей битум, полимер, железный сурик, стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод и растворитель, при этом в качестве полимера мастика содержит смесь нефтеполимерной смолы и/или нефтеполимерной олифы и галоидированного бутилкаучука при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Галоидированный бутилкаучук2-20Нефтеполимерная смола и/или нефтеполимерная олифа3-20Стеариновая кислота0,2-2Оксид цинка0,5-7Технический углерод2-7Железный сурик1-2Битум0-15РастворительОстальное

Предлагаемое изобретение обладает критерием "новизна", так как содержит новые отличительные от прототипа признаки, такие как используемая в качестве полимера смесь галоидированного бутилкаучука, такого, как хлор- и/или бромбутилкаучук, и нефтеполимерной смолы и/или нефтеполимерной олифы. Мастика также содержит стеариновую кислоту, оксид цинка, углерод технический и железный сурик в новом соотношении всех компонентов.

Предлагаемое изобретение обладает критерием патентоспособности "изобретательский уровень", так как использованные новые компоненты состава в их сочетании не описаны в аналогичных составах. Кроме того, мастика по изобретению начинает отвердевать при 8°С, что позволяет использовать ее в различных климатических условиях.

Наличие в составе мастики по изобретению смеси галоидированного бутилкаучука и нефтеполимерной смолы и/или нефтеполимерной олифы, образующими каркасность при вызревании мастики, а также предлагаемое соотношение компонентов в ее составе, каждый из которых играет свою роль при вулканизации галоидированного бутилкаучука при температуре окружающей среды не ниже 8°С, позволяют достичь высокой влагостойкости мастики при сохранении ее механической прочности. В качестве нефтеполимерной смолы могут быть использованы твердые смолы, полученные ионной или радикальной полимеризацией или сополимеризацией алкенилароматических и алифатических углеводородов, а также дициклопентадиена, содержащихся во фракциях C₈-С₁₀ и С₅. В качестве нефтеполимерной олифы может быть использован раствор нефтеполимерной смолы в уайт-спирите, тяжелом бензине или любом другом подходящем растворителе. Наличие в минимальном количестве или отсутствие битума в составе мастики обусловлено температурой среды, при которой будет использоваться композиция.

"Промышленная применимость" предлагаемого изобретения подтверждается примерами конкретного выполнения.

Примеры 1-9

Для приготовления мастики готовят раствор галоидированного бутилкаучука (ТУ 2294-096-05766801-2000), например, в гексановом растворителе (нефрасе) (ТУ 38.1011228-90), тяжелом бензине (ТУ 0250-001-04855329-94), уайт-спирите (ГОСТ 3134-78), или любом другом подходящем растворителе и раствор нефтеполимерной смолы (ТУ 2451-089-05766801-99) или нефтеполимерной олифы (ТУ 2318094-05766801-2000). Нефтеполимерную смолу получают в результате термической полимеризации фракции С₉-пиролиза - побочного продукта производства этилена. По химическому составу она представляет собой смесь сополимеров стирола, винилтолуолов, индена и дициклопентадиена. Нефтеполимерная олифа - раствор нефтеполимерной смолы в уайт-спирите, тяжелом бензине или любом другом подходящем растворителе. В качестве растворителя нефтеполимерной смолы или олифы может быть использован, например, тяжелый бензин, уайт-спирит или любой другой подходящий растворитель.

Отдельно готовят раствор битума (ГОСТ 6617-76) в растворителе, например, тяжелом бензине, уайт-спирите или любом другом подходящем растворителе.

Готовые растворы битума и полимеров смешивают до получения однородного состава. В случае приготовления мастики, не содержащей битум, железный сурик (ГОСТ 8135-74), стеариновая кислота (ГОСТ 6484-96), углерод технический (ГОСТ 7885-86), оксид цинка (ГОСТ 10262-73) вводятся в смесь растворов галоидированного бутилкаучука и нефтеполимерной смолы и/или нефтеполимерной олифы, при наличии битума в составе мастики их вводят в полимерно-битумную смесь.

Состав предлагаемой холодной мастики для гидроизоляционных и герметизирующих работ приведен в таблице 1.

В таблице 2 представлены основные физико-механические свойства пленок, получаемых из предлагаемой мастики.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемое изобретение позволяет осуществлять гидроизоляционные и герметизирующие работы при температуре окружающей среды не ниже 8°С, при этом используемая мастика обладает высокими показателями влагостойкости и механической прочности.

Таблица 1Компоненты, % масс.№ примера123456789Битум153276100150Галоидированный бутилкаучук:          Хлорбутилкаучук10 2 10  15 Бромбутилкаучук 10 20101015 20Нефтеполимерная смола35200027010Нефтеполимерная олифа05020510310Стеариновая кислота0,20,512220,20,52Оксид цинка0,525770,5267Технический углерод275752757Железный сурик12212121,22Бензин тяжелыйдо 100     до 100  Гексановый растворитель (нефрас) до 100 до 100до 100до 100 до 100 Уайт-спирит  до 100     до 100

Таблица 2Наименование показателя№ примера123456789Внешний видРовная, полуглянцевая пленка серого или коричневого цветаВремя высыхания до степени 3, ч242022222220182420Адгезия пленки к металлической поверхности, балл111111111Прочность пленки при изгибе по шкале гибкости, мм111111111Температура начала отверждения, °С888888888Прочность пленки при ударе, кг/см²505050505050505050Влагостойкость, сутки240240240240240240240240240

Изобретение относится к составам холодных битумно-полимерных защитных покрытий, конкретнее к битумно-бутилкаучуковым, и может быть использовано для гидроизоляции и герметизации металлических и бетонных поверхностей. Мастика содержит битум, смесь нефтеполимерной смолы и/или нефтеполимерной олифы и галоидированного бутилкаучука, железный сурик, стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод и растворитель. Технический результат - создание композиции, обладающей высокой влагостойкостью при сохранении механической прочности: адгезии к металлическим поверхностям, прочности при изгибе и ударе. 2 табл.

Холодная мастика для гидроизоляционных и герметизирующих работ, содержащая битум, полимер, железный сурик и растворитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит стеариновую кислоту, оксид цинка и технический углерод, а в качестве полимера она содержит смесь нефтеполимерной смолы и/или нефтеполимерной олифы и галоидированного бутилкаучука при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Галоидированный бутилкаучук2-20Нефтеполимерная смола и/или нефтеполимерная олифа3-20Стеариновая кислота0,2-2Оксид цинка0,5-7Технический углерод2-7Железный сурик1-2Битум0-15РастворительОстальное