ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2010 года по МПК C08L17/00 C08L63/02 

Изобретение относится к производству строительных материалов на основе переработанной резины и может найти применение для производства плит для пола и стен, в производстве труб для ирригационных систем для сельского хозяйства, для слива бытовых и сливных вод, а также в производстве различных деталей для дачных и поселковых участков.

Из уровня техники известен полимерный материал «резинол-бен» для защитных покрытий строительных сооружений и конструкций, состоящий из смеси полиэтилена низкой плотности и хлорсульфированного полиэтилена, резиновой крошки с размером частиц до 1 мм и бентолитового глинопорошка (RU, патент 2176713, МПК Е04Д 5/06, C08L 23/06). Недостатком данного материала является недостаточно высокие физико-механические свойства из за присутствия в составе композиции бентолитового порошка и крошки крупной фракции.

Известна вулканизируемая резиновая смесь, включающая резиновую крошку, полимерное связующее - латекс бутадиен стирольного каучука и целевые добавки - кордное волокно и серу (SU, ав. св. 265856, A01J 9/00). Существенным недостатком данной композиции является высокая стоимость из за наличия в составе композиции дорогостоящего и дефицитного связующего.

Известна полимерная композиция, включающая полимерное связующее в виде карбамидной смолы, резиновую крошку с размером частиц не более 3 см и полимерно-текстильную крошку из отходов кроя (SU, ав. св. 16893376, С04В 26/12). Недостатком данной композиции является ограниченность применения, а именно использование в крупнопанельном домостроении только для изоляции стыков несущих панелей.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является полимерная композиция, включающая резиновую крошку с размером частиц 1 мм, полимерное связующее на основе блок-сополимера бутадиена со стиролом и отвердитель, содержащий серу в сочетании с ускорителем структурирования (ав. св. 1162836, C08L 17/00). Недостатком данной композиции является использование резиновой крошки с указанными размерами частиц, поскольку при таких размерах резиновой крошки площадь соприкосновения между телами в единице объема недостаточна для обеспечения прочной связи взаимодействующих тел.

Наличие в составе отвердителя серы как химического элемента с незначительной твердостью и повышенной хрупкостью значительно снижает прочностные характеристики. Кроме того, сера, будучи легковоспламеняющим веществом, увеличивает вероятность возгорания композиции и, как следствие, пожаров. Кроме того, при нагревании сера взаимодействует с металлами с образованием сульфидов, а с водородом образует сероводород - газ с крайне неприятным запахом, опасный для здоровья человека.

Техническим результатом данного технического решения является создание полимерной композиции с повышенными физико-механическими свойствами и широким спектром применения.

Технический результат достигается тем, что полимерная композиция, включающая резиновый измельченный компонент, полимерное связующее и отвердитель, при этом в качестве измельченного резинового компонента композиция содержит мелкодисперсный резиновый порошок с фракциями 0,01-0,03 мм, в качестве полимерного связующего - эпоксидно-диановую смолу, а в качестве отвердителя - продукт конденсации диэтилентриамина и нитрила акриловой кислоты в соотношении 1:2, при следующем содержании компонентов, мас.%

Смола эпоксидно-диановая 9-12 Указанный отвердитель 0,9-1,2 Мелкодисперсный резиновый порошок с фракциями 0,01-0,03 мм остальное

Кроме того композиция дополнительно содержит аллюминиевую пудру - 0,5-1%, опилки 0,5-1% и краситель 0,1-0,5%.

Основу заявляемой композиции составляет продукт переработки изношенных автопокрышек - резиновый порошок с фракциями 0,01-0,03 мм. При заявленном количественном соотношении используемых компонентов композиции в процессе технологического приготовления происходит образование новой структуры композиции с улучшенными физико-механическими свойствами. Так, при взаимодействии мелкодисперсного резинового порошка с фракциями 0,01-0,03 мм происходит максимальное выстраивание новых молекулярных и межмолекулярных связей за счет предельно большой адгезии вследствие полного контакта по всей площади соприкосновения компонентов. Используемый отвердитель, способствующий отверждению эпоксидно-диановой смолы при комнатной температуре, позволяет получить готовый продукт с повышенными прочностными характеристиками.

Для приготовления композиции используют следующие компоненты:

- резиновый порошок с фракциями 0,01-0,03 мм;

- смолу эпоксидно-диановую ЭД-20 по ГОСТ10587-93;

- отвердитель УП-0633 по ТУ 6-05-1863-78 для отверждения эпоксидных смол, представляющий собой продукт конденсации диэтилентриамина и нитрила акриловой кислоты при мольном соотношении 1:2. (далее отвердитель).

Композицию готовят следующим образом.

Пример 1 (оптимальный вариант)

При комнатной температуре смешивают резиновый порошок с фракциями 0,01-0,03 в количестве 88,35% от общей массы с эпоксидно-диановой смолой в количестве 10,5%, например, в бетономешалке до сметанообразного состояния, добавляют отвердитель в количестве 1,15% и вновь перемешивают. При тщательном перемешивании обеспечивается максимальная поверхность соприкосновения для перемешиваемых компонентов, в результате чего возникает предельно большая адгезия между перемешиваемыми компонентами.

Полученная отвержденная композиция (после введения отвердителя и выдержки в течение 24 часов) имеет следующие физико-механические свойства:

- крутящий момент при смешении Н·м 30 - относительное удлинение, % 325 - остаточное удлинение, % 7 - предел прочности при разрыве, МПа 10,8 - сопротивление раздиру, кН·м 38 - твердость по ТМ-2, усл.ед. 60 - эластичность по отскоку, % 49

Пример 2

Готовят по примеру 1 с содержанием компонентов, мас.%

Смола эпоксидная 9 Отвердитель 0,9 Резиновый порошок с фракциями 0,01-0,03 остальное

Получена композиция с показателями, аналогичными примеру 1.

Пример 3

Композицию готовят по примеру 1 с содержанием компонентов, мас.%

Смола эпоксидная 12 Отвердитель 1,2 Резиновый порошок с фракциями остальное

Получена композиция с показателями, аналогичными примеру 1.

Во всех трех примерах полученные композиции достигают технического результата.

Пример 4

Композицию готовят по примеру 1 с содержанием компонентов, мас.%

Смола эпоксидная 12,1 Отвердитель 0.8 Резиновый порошок с фракциями 0,01-0,03 остальное

Получена композиция с недостаточным отверждением, то есть в данном случае полученная композиция не достигает технического результата.

Пример 5

Композицию готовят по примеру 1 с содержанием компонентов, мас.%

Смола эпоксидная 8 Отвердитель 1,3 Резиновый порошок с фракциями 0,01-0,03 остальное

При данном соотношении компонентов получена композиция, обладающая большой хрупкостью, то есть в данном случае технический результат не достигнут. Таким образом, заявленное количественное соотношение компонентов является оптимальным для достижения технического результата.

Пример 6

При комнатной температуре смешивают резиновый порошок с фракцией 0,01-0,03 мм в количестве 87,35% от общей массы с эпоксидно-диановой смолой в количестве 10,5% с добавлением алюминиевой пудры в количестве 1%, например, в бетономешалке до сметанообразного состояния, добавляют отвердитель в количестве 1,15% и вновь перемешивают. Полученную полимерную композицию заливают в форму для изготовления ограждающей решетки, штакетника или емкости под воду, выдерживают в течение 24 часов до полного отверждения и получают изделие.

Пример 7

При комнатной температуре смешивают резиновый порошок с фракцией 0,01-0,03 мм в количестве 87,35% от общей массы с эпоксидно-диановой смолой в количестве 10,5% с добавлением опилок в количестве 1%, например, в бетономешалке до сметанообразного состояния, добавляют отвердитель в количестве 1,15% и вновь перемешивают. Полученную полимерную композицию заливают в форму для изготовления кирпичей или блоков для строительства в малоэтажном домостроении. Наполнитель в виде опилок повысит теплоизоляционные свойства композиции.

Пример 8

При комнатной температуре смешивают резиновый порошок с фракцией 0,01-0,03 мм в количестве 87,35% от общей массы с эпоксидно-диановой смолой в количестве 10,5% с добавлением красителя в количестве 1%, например, в бетономешалке до сметанообразного состояния, добавляют отвердитель в количестве 1,15% и вновь перемешивают. Полученную полимерную композицию заливают в форму для изготовления отделочных плиток, плит, панелей и других изделий, выдерживают в течение 24 часов до полного отверждения и получают отделочные материалы и изделия различной цветовой гаммы.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1. Изготовление труб

Полученную в вышеуказанных примерах композицию заливают в соответствующую форму и при комнатной температуре выдерживают 24 часа. Таким же способом можно приготовить, например, различные емкости, изгородь для дачи, брусчатку для тротуаров и т.д.

Пример 2. Изготовление напольных покрытий

На выровненную поверхность укладывают решетчатую опалубку с размером ячеек, например, 1 м², заливают композицию толщиной 30-100 мм в зависимости от назначения и условий эксплуатации и выдерживают 24 часа. Полученное напольное покрытие легко обрабатывается шлифованием; позволяет получить на поверхности пола неограниченное количество цветовых мозаик; нетоксично и неопасно; является хорошим изолятором и может обеспечить электробезопасность людей; не подвергается гниению под воздействием окружающей среды.

Полимерная композиция с высокими физико-механическими свойствами и с расширенной областью применения найдет применение в промышленности.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может найти применение в строительстве и сельском хозяйстве. Описывается полимерная композиция, содержащая мас.%: эпоксидно-диановую смолу 9-12, отвердитель - продукт конденсации диэтилентриамина и нитрила акриловой кислоты в соотношении 1:2 - 0,9-12 и мелкодисперсный резиновый порошок с фракциями 0,01-0,03 мм - остальное. Предложенная полимерная композиция обладает повышенными физико-механическими свойствами и экологической безопасностью. 1 з.п. ф-лы.

1. Полимерная композиция, включающая резиновый измельченный компонент, полимерное связующее и отвердитель, отличающаяся тем, что в качестве измельченного резинового компонента композиция содержит мелкодисперсный резиновый порошок с фракциями 0,01-0,03 мм, в качестве полимерного связующего - эпоксидно-диановую смолу, а в качестве отвердителя - продукт конденсации диэтилентриамина и нитрила акриловой кислоты в соотношении 1:2 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
смола эпоксидно-диановая 9-12 указанный отвердитель 0,9-1,2 мелкодисперсный резиновый порошок с   фракциями 0,01-0,03 мм остальное

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алюминиевую пудру - 0,5-1%, или опилки 0,5-1%, или краситель 0,1-0,5%.