ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2007 года по МПК C08L9/00 C04B26/14 C08K13/02 

Изобретение относится к составам мелкозернистых полимерных композиций и эффективно может быть использовано в конструкциях, подверженных значительным эксплуатационным воздействиям и температурным колебаниям, в частности, для ремонта аэродромных и дорожных цементобетонных покрытий, защиты стальных конструкций от коррозии.

Известна полимерная композиция, включающая в свой состав эпоксидную и каменноугольную смолы, растворитель, аминный отвердитель, заполнитель и микронаполнитель (Я.И.Швидко, Э.Л.Марьямов. Аэродромные покрытия с применением полимерных материалов. Ремонт и содержание. М.: Транспорт. 1982 г. Стр.12-13, 18-30).

Наиболее близкой по достигаемым результатам и по составу к заявляемому является полимерная композиция-прототип (Патент на изобретение №2117644 «Полимербетонная смесь»), включающая в свой состав, мас.%:

окисленный бутадиен-пипериленовый сополимер с динамической вязкостью 70...140 Пз при температуре 25°С по реовискозиметру Гепплера, с соотношением звеньев бутадиен:пиперилен 58:429ди(поли)изоцианат1эпоксидная смола ЭД-201кварцевый песок27лежалый цемент9щебень гранитный53

Указанный состав имеет высокие эксплуатационные и технологические показатели, позволяющие использовать его в качестве материала для ремонта аэродромных и дорожных покрытий. Вместе с тем, указанный состав обладает достаточно высокой жесткостью при нанесении на подложку и низкими показателями значений относительного удлинения при разрыве, что не позволяет использовать его для защиты стальных конструкций, эксплуатирующихся в условиях значительных температурных перепадов (например, в мостостроении).

Задачей изобретения является повышение физико-механических характеристик защитных слоев из заявляемой полимерной композиции, используемой для ремонта аэродромных и дорожных цементобетонных покрытий и защиты стальных конструкций от коррозии, увеличение адгезии предлагаемого материала к стали.

Для приготовления композиции использовали:

- отвердитель - полиизоцианаты с массовой долей NCO-групп в пределах 30...35% и условной вязкостью при 20°С не более 60 с, например полиизоцианаты марок П45-25, ПМ 50-25 по ТУ 2472-002-72311668-2004;

- стабилизаторы фенольного типа для производства синтетических каучуков: стирилированный дифениламин ВТС-150 (ТУ 38.103613-86) или ВС-З0А (ТУ 38.40367-87);

- бутадиен-пипериленовый сополимер марки СКДП-Н (ТУ 38.103242-82);

- жидкий масляно-талловый сиккатив СЖ1П-35 (ТУ-205-2966756-09-93);

- эпоксидную смолу ЭД-20;

- песок кварцевый фракционированный;

- простой полиэфир (лапрол) марки ПЭС-3003 с молекулярной массой М=3000, вязкостью при 25°С не более 450...550 МПа*с по ТУ 2226-022-10488057-95, содержащий реакционноспособные гидроксильные группы (гидроксильное число 51,0...56,0). Указанный полиэфир выпускают в промышленных масштабах. Для расширения сырьевой базы предлагаемой композиции возможно также использование иных полиэфиров молекулярной массой в пределах от 1000 до 5000, вязкостью при 25°С в пределах 300...550 МПа*с, гидроксильным числом в пределах 50...60, например лапрол 2102 по ТУ 2226-411-05761784-95 с молекулярной массой М=2000, вязкостью при 25°С не более 300...400 МПа*с, гидроксильное число 50...56;

- микроармирующий наполнитель - волластонит марки Воксил-100 производства ООО «Ладога Хим» с содержанием частиц размером 10 мкм - 90...97 мас.%, размером 20 мкм - 3...10 мас.%.

Для получения связующего заявляемой композиции производили окисление бутадиен-пипериленового сополимера марки СКДП-Н в присутствии кислорода воздуха при температуре 95...110°С в течение 4...6 часов. Окисление производили при атмосферном давлении при постоянном перемешивании мешалкой с числом оборотов 40...60 в минуту.

В качестве катализатора процесса окисления использовали масляно-талловый сиккатив из расчета 1...3% от массы сополимера.

Стабилизатор вводили после остывания смеси до 50...60°С при перемешивании в течение 4...5 минут.

Затем в смесь вводили лапрол и после перемешивания в течение 4...5 минут эпоксидную смолу и отвердитель - полиизоцианат.

Кварцевый песок и микроармирующий наполнитель - волластонит марки Воксил-100 смешивали и порционно вводили в приготовленное связующее. Влажность кварцевого песка и волластонита не должна превышать 5% по массе.

Составы смесей в % по массе указаны в табл.1. Основные физико-механические характеристики заявляемого материала представлены в табл.2.

Составы 1, 2, 3, 4 приведены для обоснования выбора компонентов в оптимальном составе. Состав 5 - прототип, состав 4 - оптимальный.

Анализ данных, представленных в таблицах 1 и 2, позволяет сделать вывод о том, что задача изобретения достигается при соотношении компонентов смеси, указанных в составе 4.

Наличие в заявляемом составе лапрола увеличивает адгезию защитных слоев к стальной подложке, а микроармирующий наполнитель - волластонит марки Воксил-100 за счет игольчатой формы зерен, с ярко выраженной пространственно-геометрической анизотропностью, способствует увеличению величины относительного удлинения предлагаемого материала без снижения прочности на разрыв.

Кроме того, отмечено, что помимо увеличения значений адгезии и величины относительного удлинения при разрыве возросла морозостойкость.

Таблица 1
Составы материаловКомпонентыСоставы материалов, мас.%12345Окисленный каучук СКДП-Н912,51413,39Песок кварцевый7868556627Цемент лежалый----9Полиизоцианат1,11,21,81,51Смола ЭД-205,53,25,54,61Лапрол0,20,80,50,7-Волластонит «Воксил-100»6,214,323,213,9-Щебень гранитный----53

Таблица 2
Физико-механические характеристики полимерных композицийФизико-механическая характеристикаСоставы12345Прочность на растяжение при разрыве, МПа8,58,68,89,28,6Адгезия к бетону*, МПа>1,6>1,6>1,6>1,6>1,6Адгезия к бетону**, МПа>1,6>1,6>1,6>1,6>1,6Адгезия к стали, МПа3,313,293,363,423,32Коэффициент химстойкости к воде0,90,910,930,920,91Относительное удлинение при разрыве, %22,119,518,215,97,0Морозостойкость, циклов400430440450400* - нормальные температурно-влажностные условия, отрыв по бетону
** - выдерживание в авиационном топливе в течение 50 сут., отрыв по бетону

Изобретение относится к составам мелкозернистых полимерных композиций и эффективно может быть использовано в конструкциях, подверженных значительным эксплуатационным воздействиям и температурным колебаниям, в частности, для ремонта аэродромных и дорожных цементобетонных покрытий, защиты стальных конструкций от коррозии. Полимерная композиция для покрытия цементобетонных и стальных конструкций включает окисленный бутадиен-пипериленовый сополимер с динамической вязкостью 70-140 Пз при температуре 25°С по реовискозиметру Гепплера, с массовым соотношением звеньев бутадиен:пиперилен, равным 58:42, в количестве 13,3 мас.%, эпоксидную смолу ЭД-20 в количестве 4,6 мас.%, полиизоцианат в количестве 1,5 мас.%, кварцевый песок в количестве 66 мас.%, в качестве модифицирующей добавки содержит лапрол в количестве 0,7 мас.%, а в качестве микроармирующего наполнителя - волластонит марки Воксил-100 в количестве 13,9 мас.%. Технический результат состоит в повышении физико-механических характеристик защитных слоев из указанной полимерной композиции, используемой для ремонта аэродромных и дорожных цементобетонных покрытий и защиты стальных конструкций от коррозии, в увеличении адгезии указанной полимерной композиции к стали. 2 табл.

Полимерная композиция для покрытия цементобетонных и стальных конструкций, включающая окисленный бутадиен-пипериленовый сополимер с динамической вязкостью 70-140 Пз при температуре 25°С по реовискозиметру Гепплера, с массовым соотношением звеньев бутадиен : пиперилен, равным 58:42, эпоксидную смолу ЭД-20, полиизоцианат, кварцевый песок, заключающаяся в том, что в качестве модифицирующей добавки содержит лапрол, а в качестве микроармирующего наполнителя - волластонит марки Воксил-100 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

указанный окисленный бутадиен-пипериленовый сополимер13,3полиизоцианат1,5эпоксидная смола ЭД-204,6лапрол0,7кварцевый песок66волластонит марки Воксил-10013,9