ГЕРМЕТИК Российский патент 2008 года по МПК C09K3/10 C09D123/04 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначено для герметизации, ремонта деформационных швов в противофильтрационных бетонных и железобетонных облицовках оросительных каналов, искусственных водоемов различного назначения и систем водоснабжения.

Известны герметизирующие мастики на основе битума с различными добавками (см. Резниченко П.Т. и др. Мастики в строительстве. - Днепропетровск: «Промiнь», 1975, с.181-204).

Однако битумные мастики имеют низкие показатели физико-механических свойств, подвержены интенсивной деструкции и старению под влиянием воздействия совокупности факторов естественной внешней среды и обладают крайне низкой эксплуатационной надежностью и долговечностью.

Известна мастика, включающая битум, латекс, жидкое стекло, растворитель и наполнитель - остаток от гидролиза торфа (см. SU, авторское свидетельство № 472954, М. кл.³ С08H 13/00. Мастика / B.C.Шиманский, Г.А.Евдокимова, В.И.Медведь и др. - Заявка № 1937661/29-33; Заявлено 14.06.1973; Опубл. 05.06.1975, Бюл. № 21).

Известен герметик, включающий битум, резиновую крошку, кумароновую смолу, бутилкаучук, мягчитель олиговинилэтаноламин (см. SU, авторское свидетельство № 621715, М.кл.³ С09К 3/10, С08L 95/00. Герметик / В.А.Пискарев, О.А.Красновская, Э.Г.Балалаев и др. - Заявка № 2434725/23-05; Заявлено 27.12.1976; Опубл. 30.08.1978, Бюл. № 32).

Наиболее близким аналогом по своей сущности к заявленному изобретению является герметик для заделки стыков сборных конструкций, включающий битум и модифицирующую добавку - этилепропиленовый каучук (см. SU, авторское свидетельство № 321495, МПК С04B 13/30. Герметик / A.M.Кисина, Н.В.Стабников и Л.М.Симоновский. - Заявка № 1422226/29-33; Заявлено 31.03.1970; Опубл. 19.11.1971, Бюл. № 35).

Однако вышеуказанный герметик имеет сравнительно высокие показатели водопоглощения, что способствует фильтрации (утечки) воды через стыки и деформационные швы гидротехнических сооружений, в частности противофильтрационных облицовок оросительных каналов и водоемов, и обладает крайне низкими показателями относительного удлинения при отрицательных температурах (менее 3% при температуре - 21°С), и низкой теплостойкостью, что существенно ограничивает область его применения в гидротехническом строительстве (см. Лукинский О.А. О долговечности герметизации швов в гидромелиоративных сооружениях // Гидротехника и мелиорация. 1971, №5, с.44-48).

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - создание герметика с высокими физико-механическими свойствами для герметизации и ремонта деформационных швов и стыков гидротехнических сооружений, в частности противофильтрационных облицовок каналов и водоемов.

Технический результат - повышение относительного удлинения и теплостойкости герметика, снижение его водопоглощения. Указанный технический результат достигается тем, что герметик, преимущественно для заделки стыков и деформационных швов монолитных и сборных бетонных и железобетонных противофильтрационных облицовок каналов и водоемов, включающий битум и этиленпропиленовый каучук, согласно изобретению дополнительно содержит лак ХП-734 на основе хлорсульфированного полиэтилена, асбест хризотиловый, шлифовальную пыль-отход производства асбестотехнических изделий, кубовый остаток колонны ректификации возвратной изопентан-изопреновой фракции при производстве изопренового каучука на основе изопренового олигомера с мол. массой 200-300 (толуольный раствор изопренового олигомера) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битум5-30Этиленпропиленовый каучук5-15Лак ХП-734 на основе хлорсульфированного полиэтилена20-75Кубовый остаток колонны ректификации возвратной изопентан-изопреновой фракции при производстве изопренового каучука на основе изопренового олигомера с мол. массой 200-300 (толуольный раствор изопренового олигомера)5-20Асбест хризотиловый5-10Шлифовальную пыль-отход производства асбестотехнических изделий5-10

Максимальный эффект достигается при введении в состав герметика битума БН 90/10 и этиленпропиленового каучука СКЭП-60. Кроме того, в составе предлагаемого герметика возможно применение битума марок СКЭП-50, СКЭП-40, использование которых позволяет достичь заявленный технический результат.

С целью повышения атмосферостойкости герметика, при содержании в нем битума свыше 20 мас.% в состав герметика дополнительно вводят N,N′-дифенилпарафенилендиамин технический (диафен ФФ-Т) в количестве 0,3-0,5 мас.% или нафтам-2 в количестве 0,3-0,5 мас.% в сочетании с тиурамом Д в количестве 0,3-0,5 мас.%.

Для ускорения процесса твердения герметика в деформационных швах и стыках сооружений в состав герметика дополнительно вводят вулканизирующую добавку - серу техническую (окись серы) в количестве 0,8-1,0 мас.%.

Для увеличения адгезии герметика к бетонным поверхностям стыкуемых элементов в состав герметика дополнительно включают кубовый остаток синтетических жирных кислот марки Б (КОСЖК) в количестве 0,8-1,2 мас.%.

Пример. В аппарат высокооборотного смесителя емкостью 80-100 л, снабженный измельчающим устройством в виде вращающегося вала с перфорированным диском и механизмом поджатия, одновременно помещают в заданном соотношении следующие компоненты: твердый битум БН 90/10 (в холодном состоянии); этиленпропиленовый каучук СКЭП-60; лак ХП-734; толуольный раствор изопренового олигомера; шлифовальную пыль; хризотиловый асбест 7 сорта; при необходимости в рабочий состав герметика в заданном соотношении дополнительно вводят N,N′-дифенилпарафенилендиамин технический (диафен ФФ-Т) или нафтам-2 в сочетании с тиурамом Д, КОСЖК и серу техническую. Производят пуск установки и осуществляют перемешивание загруженных материалов в течение 15-20 мин до полного растворения битума и образования однородной смеси.

При наличии разогретого до 110-120°С битума смесь перемешивают обычными смесителями пропеллерного типа со скоростью вращения 70-120 об/мин.

Приготовленную мастику (герметик) сливают в емкость с герметично закрывающимися крышками для хранения. Герметик (мастику) вносят под давлением с помощью специальных устройств в деформационные швы и стыки сооружений без подогрева, что снижает энергозатраты и трудоемкость работ.

В табл.1-3 приведены составы герметика и результаты испытаний его свойств.

Таблица 1КомпонентыСодержание компонентов, мас.%1234567891011Известного12345678910111213Битум БН 90/105202121520303020303085Этиленпропиленовый каучук5108,78,459,2151510151515СКЭП-60            ЛакХП-7347540404074402020402020-Кубовый остаток колонны ректификации возвратной изопентан-изопреновой фракции при производстве изопренового каучука на основе изопренового олигомера с мол. массой 200-300 (толуольный раствор изопренового олигомера)            520202052014,51419,213,312,8-            Асбест хризотиловый 7 сорта555555101051010-Шлифовальная пыль55555510105101010N,N′-Дифенил-парафенилендиамин (технический диафен ФФ-Т)--0,3---0,5--0,5--Кубовый остаток синтетических жирных кислот марки Б--------0,81,21,2-Нафтам-2---0,3---0,5--0,5-Тиурам Д---0,3---0,5--0,5-Сера техническая (окись серы)----1,00,8------

Таблица 2Свойства герметикаПоказатели для состава1234567891011ИзвестногоОтносительное удлинение герметика при расстяжении по ГОСТ 26589-94, %:            - при +25°С 360350345340357348325323351320318230- при -20°С50413534523833324031302Водопоглощение по ГОСТ 4650-80*, мас.%0,050,060,070,070,050,060,080,080,060,080,080,35Теплостойкость (текучесть) герметика по наклонной под            углом 60° к000000000004горизонтальной плоскости при температуре 60°С, мм (единая методика)            

Таблица 3КомпонентыГОСТ, ТУ, технологический регламентХарактеристика компонентов123Битум: БН 90/10ГОСТ 6617-76*Получают окислением остаточных продуктов прямой перегонки нефти и их смесей с асфальтами и экстрактами масляного производства. Глубина проникновения иглы при 25°С, ОД мм 5-20, температура размягчения по кольцу и шару ≥90°С, растяжимость при 25°С, ≥1 см, растворимость в бензоле ≥99%, изменение массы после прогрева ≥1%, температура вспышки ≥240°С, содержание водорастворимых соединений ≤0,3%, содержание воды - следыЛак ХП-734ТУ 6-02-11-52-81Раствор хлорсульфированного полиэтилена (ХСПЭ) в сольвенте, ксилоле или толуоле. Массовая доля нелетучих веществ ≥17%; массовая доля хлора в пересчете на ХСПЭ 26-34%, массовая доля серы в пересчете на ХСПЭ 1,3-2,2%.
Стоек практически к любым агрессивным средам, озоностойкий и температуростойкий материал. Применяется для защиты от коррозии деформируемых строительных конструкций в комплексном химически стойком покрытии с эмалями ХП-799 и самостоятельно, а также для грунтовки и шпатлевания поверхности защищаемых конструкций. Условная вязкость при 20±2°С не более ВЗ-1 с диаметром сопла 5,4 мм составляет 70-90 с.Время высыхания, ≤5 ч.Кубовый остаток колонны ректификации возвратной изопентан-изопреновой фракции при производстве изопренового каучука на основе изопренового олигомера с мол. массой 200-300 (тулуольный раствор изопренового олигомера)Технологический регламент ректификации возвратной изопентан-изопреновой фракцииКубовый остаток колонны 526 при производстве изопренового каучука. Мол. масса 200-300. Состав, мас.%: толуол 29,7-69,1; изопентан 0,05-0,50; триметилэтилен 7,5-19,1; изопреновый олигомер 20,35-38,00; триметилкарбинол 3-12,17Асбест хризотиловый 7 сортаГОСТ 12871-93*Химический состав приближенно соответствует теоретической формуле 3MgO-2SiO₂-2H₂O. Т.пл. 1450-1500°С, термостойкость (потеря конституционной воды и прочности) при длительном постоянном нагреве 500°С, при кратковременном нагреве 700°С, щелочестойкость высокая, содержание растворимых веществ в 25%-ой КОН при кипячении 4 ч ≤5%, кислотостойкость слабая.Шлифовальная пыльТУ-38.3146-78Отход производства завода асбестотехнических изделий. Насыпная плотность 0,4-0,6 г/см³. Получается при шлифовке автоформованных деталей, состоящих из смеси вулканизованного каучука, асбеста, барита, сурика железного, глинозема, графита скрытокристаллического и др. Химический состав, мас.%: бутадиеновый каучук 14,0-16,3; окись железа 1,2-11,6; окись магния 4,0-19,7; окись цинка 0,4-3,1; двуокись цинка 0,4-3,1; двуокись кремния 4,0-5,5; сера 1,0-2,2; сажа 15-23; ацетоновый экстракт (твердый остаток) после выпаривания ацетона, используемого в технологическом  процессе производства автоформованных деталей. 1,4-2,6; сернокислый барий 16,0-59. Массовая доля фракции размером <0,25 мм ≥95%, >1 мм ≤1%.N,N′-Дифенилпарафенилен-диамин (технический ди-афен ФФ-Т)ТУ 6-14-10-173-85Предназначен в качестве антиоксиданта для каучука СКИ-3.
Внешний вид - паста черного цвета, массовая доля. %: вторичные амины ≥6,6: примеси нерастворимые в спирто-толуольной смеси ≤7,0; зола ≤8,5; летучие вещества и вода ≤50; фракции размером ≤0,8 мм ≥75. фракция размером >2,0 мм отсутствует.Кубовый остаток синтетических жирных кислот (марки Б)ОСТ 38.01182-80Кубовый остаток синтетически жирных кислот получается в результате реактификации или кубовой дистилляции сырых жирных кислот. Кубовый остаток представляет собой смесь высших жирных кислот C₂₁ и выше, в основном насыщенных монокарболовых, а также неомыляемых веществ и смолистых продуктов конденсации и полимеризации. Кислотное число 70-90 мг; массовая доля жирных кислот не менее 77 мас.%; массовая доля воды не более 0,5 мас.%, температура воспламенения 270°С; температура самовоспламенения 290°С.Сера техническая (окись серы)ГОСТ 127-76* ЕВулканизирующая добавкаНафтам-2ГОСТ 39-79* ЕПротивоокислитель - противостарительТиурам ДГОСТ 740-76** ЕСтабилизатор

Из представленных в табл.2-3 данных следует, что предлагаемый состав герметика, преимущественно для заделки стыков и деформационных швов монолитных и сборных бетонных и железобетонных противофильтрационных облицовок каналов и водоемов, обладает более высокими показателями физико-механических свойств по сравнению с известным составом герметика (прототипом).

Таким образом, результаты исследований (см. табл.2) свидетельствуют о том, что по предлагаемому изобретению достигается указанный технический результат, а именно: повышение относительного удлинения при растяжении и теплостойкости герметика, снижение его водопоглощения по сравнению с известным герметиком (прототипом).

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначено для герметизации, ремонта деформационных швов в противофильтрационных бетонных и железобетонных облицовках оросительных каналов, искусственных водоемов различного назначения и систем водоснабжения. Технической задачей изобретения является создание герметика с высокими физико-механическими свойствами для герметизации и ремонта деформационных швов и стыков гидротехнических сооружений, в частности противофильтрационных облицовок каналов и водоемов, а также повышение относительного удлинения и теплостойкости герметика, снижение его водопоглощения. Задача решается тем, что герметик включает битум и этиленпропиленовый каучук, и дополнительно содержит лак ХП-734 на основе хлорсульфированного полиэтилена, асбест хризотиловый, шлифовальную пыль-отход производства асбестотехнических изделий, кубовый остаток колонны ректификации возвратной изопентан-изопреновой фракции при производстве изопренового каучука на основе изопренового олигомера с мол. массой 200-300 (толуольный раствор изопренового олигомера). 4 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Герметик преимущественно для заделки стыков и деформационных швов монолитных и сборных бетонных и железобетонных противофильтрационных облицовок каналов и водоемов, включающий битум и этиленпропиленовый каучук, отличающийся тем, что он дополнительно содержит лак ХП-734 на основе хлорсульфированного полиэтилена, асбест хризотиловый, шлифовальную пыль-отход производства асбестотехнических изделий, кубовый остаток колонны ректификации возвратной изопентан-изопреновой фракции при производстве изопренового каучука на основе изопренового олигомера с мол. массой 200-300 (толуольный раствор изопренового олигомера) при следующем соотношении компонентов, мас.%.:

битум5-30этиленпропиленовый каучук5-15лак ХП-734 на основе хлорсульфированного полиэтилена20-75кубовый остаток колонны ректификации возвратной изопентан-изопреновой фракции при производстве изопренового каучука на основе изопренового олигомера с мол. массой 200-300 (толуольный раствор изопренового олигомера)5-20асбест хризотиловый5-10шлифовальную пыль-отход производства асбестотехнических изделий5-10