ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2008 года по МПК C08L9/00 C08L9/06 C08L17/00 C08L95/00 C08L61/10 C08L91/00 C08L93/04 

Изобретение относится к полимерной отрасли химической промышленности, в частности к композициям, используемым для изоляции стыков, примыканий, швов, приклейки рулонных полимерных материалов (кровельных и/или гидроизоляционных) и гидроизоляции фундаментов и трубопроводов.

Известна композиция [Патент РФ №2142490, 10.12.99 г., Бюл. №34], включающая, мас.%:

отходы производства бутадиен-стирольных каучуков24,0-37,0битум18,0-26,0минеральный наполнитель (мел)27,0-35,0отходы индустриальных масел2,0-30,0

Недостатки композиции - относительно низкие температура размягчения и адгезионные свойства.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является композиция [Патент РФ №2184751, 10.06.2002 г., Бюл. №19], включающая, мас.%:

каучук синтетический СКД или отходы его производства5,5-23,5Битум73,8-88,8отходы индустриальных масел0,2-1,5минеральный наполнитель - мел0,5-1,2

Недостатком композиции прототипа являются относительно низкие физико-механические свойства.

Техническая задача достигается тем, что в полимерной композиции, включающей полимер, битум, минеральный наполнитель - мел, пластификатор - отходы индустриальных масел, отличающейся тем, что она содержит в качестве полимера каучук синтетический бутадиеновый СКД и отходы его производства и/или каучук синтетический бутадиен-стирольный СКС и отходы его производства и дополнительно модифицирующие добавки канифоль и алкилфенолформальдегидную смолу на основе n-трет-бутилфенола с содержанием метилольных групп 9,0-11,0% (смола 101 К) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

каучук синтетический бутадиеновый СКД1,0-2,0отходы производства бутадиенового каучука СКД3,5-17,8и/или каучук синтетический бутадиен-стирольный СКС1,5-2,0отходы производства бутадиен-стирольного каучука СКС3,5-17,5битум74,0-88,0указанная смола 101 К0,8-1,2канифоль0,5-1,3минеральный наполнитель - мел0,6-2,5отходы индустриальных масел0,3-1,5

Технический результат заключается в улучшении физико-механических свойств полимерной композиции, повышении качества изделий, выполненных с ее использованием.

Для изготовления полимерной композиции были использованы: каучуки синтетические цис-бутадиеновые СКД ТУ ГОСТ 14924-75, каучуки синтетические бутадиен-стирольные СКС-30 АРК ТУ ГОСТ 1562-79, битумы БНК-45/180, БНК-90/30, БНК-90/40 (ГОСТ 9548-74); отходы производства синтетических каучуков СКД и СКС, а именно полимерные соединения, не соответствующие требованиям ГОСТ и ТУ по показателям качества, получаемые при производстве данных марок синтетических производства синтетических каучуков СКД и СКС, а именно полимерные соединения, не соответствующие требованиям ГОСТ и ТУ по показателям качества, получаемые при производстве данных марок синтетических каучуков: структурированный полимер, коагулюмы, мелкая крошка, уносимая из отделения коагуляции при производстве цис-бутадиеновых и бутадиен-стирольных каучуков. Содержание каждой марки каучука в соответствующих отходах их производства установить практически невозможно, поэтому в качестве основного критерия для их характеристики выбраны твердость по Дефо, изменяющаяся по полученным данным от 500 до 4000 ед.; смола 101 К ТУ 35 ХГ 500-82, канифоль ГОСТ 19113-84; мел природный обогащенный технический дисперсный ГОСТ 12085-88 или ТУ 21 СРФСР 763-79, отходы индустриальных масел - это прошедшие эксплуатацию, выработавшие свой полезный ресурс и не подлежащие регенерации индустриальные масла любых марок, например И-8А, И-20 и т.п.

Технология изготовления полимерной композиции включает в себя предварительное смешивание полимеров - каучуков синтетических бутадиеновых СКД и отходов производства бутадиеновых каучуков СКД, каучуков синтетических бутадиен-стирольных СКС и отходов производства бутадиен-стирольных каучуков СКС с частью минерального наполнителя (мела 1/2 часть) и битума (1/10 часть) на вальцах, прогретых до 60,0÷80,0°С, 6,0÷8,0 мин, дальнейшую гомогенизацию смеси на вальцах с введением оставшихся частей ингредиентов (в клеемешалках, червячных машинах, или др. аппаратах роторного типа с введением остатка ингредиентов), причем отходы индустриального масла добавляют в полимерную композицию порциями по 1/2 части от его общего количества, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

каучуки синтетические бутадиеновые СКД1,0-2,0отходы производства бутадиеновых каучуков СКД3,5-18,0и/или битум74,0-88,0смола 101 К0,8-1,2канифоль0,5-1,3минеральный наполнитель - мел0,6-2,5отходы индустриальных масел0,3-1,5

Время приготовления композиции - 45,0±10,0 минут.

В таблице 1 приведены составы предлагаемых композиций.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1

На предварительно прогретые вальцы загружают бутадиеновый каучук СКД - 0,100 кг. (1,0 мас.%), отходы производства бутадиеновых каучуков СКД - 1,7800 кг (17,8 мас.%) и вальцуют 8,0 мин при температуре валков 67,0°С, добавляют мел - 0,100 кг (1,0 мас.%) и битум -0,772 кг (7,7 мас.%), продолжают вальцевание до полной гомогенизации смеси. Затем смесь перегружают в аппарат роторного типа (например, клеемешалку) и вводят оставшиеся части мела, битума и отходы масла, причем отходы индустриальных масел добавляют порциями по 0,015 кг, через 38,0 мин композицию вводят смолу 101 К - 0,100 кг (1,0 мас.%) и канифоль - 0,050 кг (0,5 мас.%). Процесс смешения прекращают после получения гомогенной массы полимерной композиции. Время смешения составляет 47,0 мин. Свойства полученной полимерной композиции исследовали. Результаты исследований представлены в табл.2.

Пример 2

Композицию готовят по технологии аналогично примеру 1, но при соотношении ингредиентов - каучуки синтетические бутадиеновые СКД - 0,100 кг (2,0 мас.%), отходы производства бутадиеновых каучуков СКД- 0,75 кг (15,0 мас.%), битум - 3,9 кг (78,0 мас.%), смола 101 К - 0,04 кг (0,80 мас.%), канифоль - 0,06 кг (1,20 мас.%), мел - 0,11 кг (2,20 мас.%) и отходы индустриальных масел - 0,04 кг 101 К - 0,04 кг (0,80 мас.%), канифоль - 0,06 кг (1,20 мас.%), мел - 0,11 кг (2,20 мас.%) и отходы индустриальных масел - 0,04 кг (0,80 мас.%). Время смешения композиции составляет 45,0 мин. Полученную полимерную композицию исследовали, результаты исследований представлены в табл.2.

Пример 3

Композицию готовят по технологии аналогично примеру 1, но при соотношении ингредиентов - каучуки синтетические бутадиен-стирольные СКС - 0,15 кг (1,5 мас.%), отходы производства бутадиен-стирольных каучуков СКС - 0,175 кг (17,5 мас.%), битум - 7,5 кг (75,5 мас.%), смола 101 К - 0,10 кг (1,0 мас.%), канифоль - 0,10 кг (1,0 мас.%), мел - 0,25 кг (2,50 мас.%), отходы индустриальных масел - 0,10 кг 1,0 мас.%. Время смешения композиции составляет 51,0 мин. Полученную полимерную композицию исследовали, результаты исследований представлены в табл.2.

Пример 4

Композицию готовят по технологии аналогично примеру 1, но при соотношении ингредиентов - каучуки синтетические бутадиен-стирольные СКС - 0,10 кг (2,0 мас.%), отходы производства бутадиен-стирольных каучуков СКС - 0,75 кг (15,0 мас.%), битум - 3,88 кг (77,5 мас.%), смола 101 К - 0,06 кг (1,2 мас.%), канифоль - 0,04 кг (0,8 мас.%), мел - 0,100 кг (2,0 мас.%), отходы индустриальных масел - 0,075 кг (1,5 мас.%). Время смешения композиции составляет 54,0 мин. Полученную полимерную композицию исследовали, результаты исследований представлены в табл.2.

Пример 5

Композицию готовят по технологии аналогично примеру 1, но при соотношении ингредиентов - каучуки синтетические бутадиеновые СКД - 0,10 кг (1,0 мас.%), отходы производства бутадиеновых каучуков СКД - 1,30 кг (13,7 мас.%), каучуки синтетические бутадиен-стирольные СКС - 0,15 кг (1,5 мас.%), отходы производства бутадиен-стирольных каучуков СКС - 0,55 кг (5,5 мас.%), битум - 7,40 кг (74,0 мас.%), смола 101 К - 0,10 кг (1,0 мас.%), канифоль - 0,13 кг (1,3 мас.%), мел - 0,10 кг (1,0 мас.%), отходы индустриальных масел - 0,10 кг (1,0 мас.%). Время смешения композиции составляет 55,0 мин. Полученную полимерную композицию исследовали, результаты исследований представлены в табл.2.

Пример 6

Композицию готовят по технологии аналогично примеру 1, но при соотношении ингредиентов - каучуки синтетические бутадиеновые СКД - 0,15 кг (1,5 мас.%), отходы производства бутадиеновых каучуков СКД - 0,35 кг (3,5 мас.%), каучуки синтетические бутадиен-стирольные СКС - 0,10 кг (1,0 мас.%), отходы производства бутадиен-стирольных каучуков СКС - 0,35 кг (3,5 мас.%), битум - 8,80 кг (88,0 мас.%), смола 101 К - 0,09 кг (0,9 мас.%), канифоль - 0,05 кг (0,5 мас.%), мел - 0,06 кг (0,6 мас.%), отходы индустриальных масел - 0,05 кг 0,5 мас.%. Время смешения композиции составляет 46,0 мин. Полученную полимерную композицию исследовали, результаты исследований представлены в табл.2.

На основе анализа результатов эксперимента (табл.2.) и воспользовавшись методами математической обработки и оптимизации полученных данных, были предложены составы полимерных композиций, имеющие улучшенный комплекс физико-механических свойств по сравнению с прототипом, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

каучуки синтетические бутадиеновые СКД1,0-2,0отходы производства бутадиеновых каучуков СКД3,5-18,0и/или каучуки синтетические бутадиен-стирольные СКС1,5-2,0отходы производства бутадиен-стирольных каучуков СКС3,5-17,5битум74,0-88,0смола 101 К0,8-1,2канифоль0,5-1,3минеральный наполнитель - мел0,6-2,5отходы индустриальных масел0,3-1,5

При дозировке в композиции каучуков синтетических бутадиеновых СКД и/или каучуков синтетических бутадиен-стирольных СКС, а также каучуков синтетических неспецифицированных марок СКД и СКС (отходов производства) в количестве больше, чем в предлагаемом в изобретении интервале, получаемые полимерные композиции имеют относительно низкую адгезию, высокое водопоглощение, повышенную эффективную вязкость материала. Содержание в композиции отходов производства соответствующих каучуков меньше, чем в предлагаемом в изобретении интервале, соответственно обуславливает пониженные эксплуатационно-технологические свойства материала, что является неприемлемым. В случае увеличения содержания в рецептуре битума выше 88,0 мас.% наблюдается относительно высокая эффективная вязкость материала при низких температурах, снижение адгезионных свойств, увеличивается водопоглощение. При пониженном содержании битума в системе эффективная вязкость материала снижается незначительно, что приводит к дополнительным энергетическим затратам при получении и применении композиций, наблюдается снижение их адгезионных свойств. Увеличение содержания в рецептуре композиции мела относительно предлагаемого в изобретении наибольшего его количества ведет к значительному повышению эффективной вязкости материала, снижается перерабатываемость и эксплуатационные свойства композиции, в свою очередь пониженное содержание мела в рецептуре материала приводит к увеличению текучести композиции. Передозировка отходов индустриальных масел приводит к значительному снижению эффективной вязкости системы, материал течет по поверхности в условиях эксплуатации, клеящие способности композиции понижены. При заниженном содержании отходов индустриальных масел в композиции наблюдается высокая жесткость композиции, пониженная адгезия, что с точки зрения эксплуатационно-технологических свойств, предъявляемых к данным материалам, неприемлемо. Относительно большое содержание в композиции смолы 101 К и канифоли приводит к увеличению эффективной вязкости материала в условиях эксплуатации, росту водопоглощающих свойств, заниженное содержание в композиции канифоли и смолы 101 К ухудшает физико-механические характеристики полимерной композиции.

Таким образом, предлагаемые полимерные композиции могут быть использованы в качестве самостоятельных полимерных покрытий, выполняющих функции гидроизоляции, а так же как герметизирующе-клеящие покрытия, которые обладают лучшими адгезионными свойствами, расширенным температурным интервалом работоспособности и малым водопоглощением. Предлагаемые материалы имеют низкую себестоимость за счет использования в рецептуре отходов производства каучуков и отработанных, не подлежащих регенерации индустриальных масел.

Таблица 1Компоненты, мас.%Композиция по изобретению123456Каучуки синтетические бутадиеновые СКД1,02,0--1,01,5Отходы производства бутадиеновых каучуков СКД18,015,0--13,73,5Каучуки синтетические бутадиен-стирольные СКС--1,52,01,51,0Отходы производства бутадиен-стирольных каучуков СКС--17,515,05,53,5Битум77,278,075,577,574,088,0Смола 101 К1,00,81,01,21,00,9Канифоль0,51,21,00,81,30,5Мел2,02,22,52,01,00,6Отходы индустриальных масел0,30,81,01,51,00,5Таблица 2СвойствоКомпозиция по изобретениюПрототип123456Эффективная вязкость       t=10°C, Dr=11,1 с^-1, τ=15,0 сек. μ_Э·10^-5, Па·с5,65,15,04,84,25,29,1t=80°C, Dr=11,1 с^-1, τ=10,0 сек. μ_Э·10^-3, Па·с8,37,511,46,212,76,415,0Водопоглощение (24 ч.), мас.%.0,210,230,220,220,210,230,33Адгезия к металлу, МПа0,190,180,190,180,180,160,13Адгезия к бетону, МПа0,220,210,210,200,210,190,16Предел прочности при разрыве f_р, МПа0,050,070,050,050,060,060,05Относительное удлинение при максимальной нагрузке ε_p, %35,7436,4538,2142,1537,6037,0836,12

Изобретение относится к полимерной отрасли химической промышленности, в частности к композициям, используемым для изоляции стыков, примыканий, швов, приклейки рулонных полимерных материалов - кровельных и/или гидроизоляционных и гидроизоляции фундаментов и трубопроводов. Изготавливают полимерную композицию, включающую, мас.%: каучук синтетический бутадиеновый СКД - 1-2, отходы его производства - 3,5-17,8 и/или каучук синтетический бутадиен-стирольный СКС - 1,5-2,0, отходы его производства - 3,5-17,5 и модифицирующие добавки канифоль-0,5-1,3 и алкилфенолформальдегидную смолу на основе n-трет-бутилфенола, с содержанием метилольных групп 9,0-11,0% - смолу 101К - 0,8-1,2, битум - 74-88, минеральный наполнитель - мел - 0,6-2,5, отходы индустриальных масел - 0,3-1,5. Технический результат состоит в улучшении физико-механических свойств полимерной композиции, повышении качества изделий, выполненных с ее использованием. 2 табл.

Полимерная композиция, включающая полимер, битум, минеральный наполнитель - мел, пластификатор - отходы индустриальных масел, отличающаяся тем, что она содержит в качестве полимера каучук синтетический бутадиеновый СКД и отходы его производства и/или каучук синтетический бутадиен-стирольный СКС и отходы его производства и дополнительно модифицирующие добавки канифоль и алкилфенолформальдегидную смолу на основе n-трет-бутилфенола, с содержанием метилольных групп 9,0-11,0% - смола 101 К при следующем соотношении компонентов, мас.%:

каучук синтетический бутадиеновый СКД1,0-2,0отходы производства бутадиенового каучука СКД3,5-17,8и/или  каучук синтетический бутадиен-стирольный СКС1,5-2,0отходы производства бутадиен-стирольного каучука СКС3,5-17,5битум74,0-88,0указанная смола 101 К0,8-1,2канифоль0,5-1,3минеральный наполнитель - мел0,6-2,5отходы индустриальных масел0,3-1,5