КОМПОЗИЦИЯ МАСТИКИ ПОЛИМЕРНОЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ Российский патент 2012 года по МПК C04B26/26 C08L95/00 

Изобретение относится к области строительства, в частности к выполнению гидроизоляционных и антикоррозионных покрытий с применением составов на основе хлорсульфированного полиэтилена (ХСПЭ).

Известен состав гидроизоляционной мастики «Кровлелит-М», представляющую собой двухкомпонентную систему, состоящую из полуфабриката (суспензии пигментов и наполнителя в лаке ХСПЭ с добавлением органических растворителей) и вулканизатора (аминного отвердителя) (см. сайт в сети Интернет: http://www.ssintez.ru/?Page=production&Id=12&veiw=3// и http://www.ssintez.ru/?Page=production&cId=12//.

Мастику «Кровлелит -М» готовят путем тщательного смешивания полуфабриката и аминного отвердителя: на 100 г полуфабриката 0,7-1,0 г 10% отвердителя типа ПЭПА или М-4 (ТУ 2313-029-50199225-03).

Покрытие из данной мастики сохраняет эластичность и защитные свойства в диапазоне температур от -40 до +100°С. Стойкость пленки при температуре 20,0±2°С (час), не менее:

для воды - 72 ч.

3% раствор НСl - 72 ч.

NaOH - 72 ч.

Мастику наносят в несколько слоев с промежуточной сушкой при температуре (20,0±2)°С и относительной влажности (65±5)% в течение 1 часа. Окончательная выдержка покрытия до эксплуатации 24-48 часов. Расход мастики для однослойного покрытия 290-330 г/м².

Известен состав мастики «Кровлелит-Б» (ТУ 21-27-104-83 Минпромстройматериалов СССР) представляющий собой смешанные в заданном соотношении полимерный, битумный и вулканизующий составы. Полимерный состав представляет собой раствор хлорсульфированного полиэтилена в толуоле с наполнителем. Битумный состав может быть двух типов: К-1 - раствор битума БИД 60/90 в растворителе (керосине, бензине, уайт-спирите, сольвент-нафте) в соотношении 2:1; К-2 - битумно-скипидарный состав на комбинированном растворителе. Вулканизующий состав - раствор триэтаноламина в ацетоне в соотношении 1:3. Перед нанесением мастики «Кровлелит-Б» полимерный и битумный составы смешивают в соотношении 100: 300. К полученному полимерно-битумному составу добавляется вулканизующий состав из расчета 15 г триэтаноламина в ацетоне на 1 кг мастики (см. http://www.zodchii.ws/karts/info-66.html//).

Известен состав гидроизоляционной мастики, выбранной в качестве ближайшего аналога, включающпя хролсульфированный полиэтилен, битум, толуол и скипидар и дополнительно микротальк или мел гидрофобизированный, цемент, бутилкаучук, бензин, уайт-спирит, триэтаноламин и ацетон, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- хлорсульфированный полиэтилен 12,0-15,0 - битум 10,0-20,0 - толуол 50,0-56,0 - скипидар 2,5-3,0 - микротальк или мел гидрофобизированный 6,0-7,0 - цемент 2,5-3,3 - бутилкаучук 0,1-0,2 - бензин 0,3-0,6 - уайт-спирит 4,5-5,0 - триэтаноламин 0,2-0,5 - ацетон 0,6-1,5

(см. авт. св-во СССР №1110791, М. кл. С08L 95/00, C09D 3/133, опубл. 30.08.84 г.).

Целью данного известного изобретения является повышение физико-механических характеристик и срока службы покрытия.

Известную гидроизоляционную мастику готовят в виде трех составов: полимерного, битумного и вулканизирующего.

Однако, как показал анализ данных эксплуатационных характеристик, известная мастика обладает недостаточно высокими эксплуатационными показателями.

Так, для количественного состава полимерной составляющей (75 мас.% пример №5 таблицы 1, авт. св-во №1110791), в известной композиции:

- предел прочности при разрыве составляет 1,0 (МПа);

- адгезия к железобетону в известной композиции - 0,15 (МПа);

- водопоглощение поверхности известного материала за 24 часа - 9 (г/м² или 3%);

- время отверждения известного состава 2 (ч).

Помимо этого, в известной композиции адгезия к иным, чем железобетон основаниям - рубероиду и стали составляет минимально допустимые значения.

В известной композиции морозостойкость имеет также недостаточно высокие значения - 180 циклов.

Кроме того, известная композиция создавалась в период времени, когда еще не было известно, что наибольший вклад в радиоактивное облучение человека вносит радон. Лишь недавно стало известно, что радон ответственен за ³/₄ годовые дозы облучения, получаемые людьми от земных источников радиации (в том числе и от строительных материалов: бетон, щебень, кирпич и др.) и примерно за ¹/₂ этой дозы от всех природных источников. Таким: образом, перед создателями известной мастики не ставилась задача создания мастики, обладающей устойчивостью к пропусканию радона, следовательно, она не может быть использована для этой цели, из-за более низкого содержания хлорсульфированного полиэтилена и чрезмерно малого количества бутилкаучука, как показали эксперименты, в основном влияющих на устойчивость мастики к пропусканию радона.

Таким образом, известная композиция защитной мастики не обеспечивает достаточно высокое качество защитного покрытия, в частности имеет низкие показатели прочности сцепления с железобетоном, низкие показатели морозостойкости, низкую устойчивость к пропусканию радона.

Помимо этого, известная композиция включает в себя значительное большее количество ингредиентов, то есть известная композиция имеет достаточно сложный состав.

При этом способ приготовления двух из трех входящих в него составов (полимерного и битумного) достаточно сложен, требует специального оборудования, а приготовление битумного состава является еще и энергозатратным (требуется нагрев до 150-170°С) и длительным по времени: время на охлаждение смеси битума с цементом, разогретой до 150-170°С до 70-80°С и время на перемешивание охлажденной смеси с бутилкаучуком и бензином - 30-40 минут. Причем приготовление известной композиции сопряжено с определенными трудностями, поскольку требует соблюдения пропорций каждого из компонентов, входящих в состав каждого из трех составов.

Кроме того, использование в известной композиции таких растворителей, как скипидар, бензин, уайт-спирит и ацетон, причем в достаточно больших количествах, делает известную композицию пожаро- и экологически небезопасной.

Таким образом, техническим результатом, на решение которого направлено заявляемое изобретение, является создание композиции мастики полимерной многофункциональной защитной, простой по составу и в приготовлении, с улучшенными эксплуатационными характеристиками, а именно со значительно более высокой прочностью сцепления с бетоном, значительно более высокой морозостойкостью, обладающей высокой устойчивостью к пропусканию радона, при сохранении высоких качественных показателей других эксплуатационных характеристик.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемой композиции мастики полимерной многофункциональной для защитного покрытия, включающей полимерный состав, представляющий собой раствор хлорсульфированного полиэтилена в растворителе, раствор вулканизующего компонента и битумный состав, включающий помимо битумного компонента синтетический каучук, согласно изобретению, в качестве полимерного состава используют лак ХСПЭ-20, или лак ХСПЭ-20 «И», или лак ХСПЭ-Л или полимерный состав, приготовленный растворением сухого хлорсульфированного полиэтилена ХСПЭ при 60°С в органическом растворителе - толуоле или ксилоле нефтяном, при этом концентрация ХСПЭ в полимерном составе составляет 10-20%, в качестве вулканизующего компонента используют полиизоцианат или полиэтиленполиамин, в качестве битумного состава, включающего дополнительно помимо битумного компонента синтетический каучук, используют битумно-каучуковую мастику БКМ-200, или Ребакс-М, или «Аутокрин» (МБПХ), при следующем соотношении ингредиентов в мас.%:

Полимерный состав 75,1-77,7 Битумно-каучуковая мастика 22,0-24,5 Раствор полиизоцианата или полиэтиленполиамина 0,3-0,5

Причем готовый полимерный состав дополнительно содержит 0,8-2,0% стабилизатора, в качестве которого используют раствор эпоксидной смолы.

Заявителем экспериментально установлено, что использование в качестве полимерного состава в заявляемой композиции лака ХСПЭ-20, или лака ХСПЭ-20 «И», или лака ХСПЭ-Л или полимерного состава, приготовленного растворением сухого хлорсульфированного полиэтилена ХСПЭ при 60°С в органическом растворителе - толуоле или ксилоле нефтяном, с концентрацией ХСПЭ в полимерном составе 10-20%, способствует значительному повышению морозостойкости и газонепроницаемости заявленной мастики, конкретно, в отношении радона, а также способствует повышению прочности сцепления с железобетоном.

Заявителем также экспериментальной установлено, что использование в качестве битумного состава, дополнительно включающего помимо битумного компонента синтетический каучук - битумно-каучуковых мастик БКМ-200 и «Ребакс М», в которых, как известно из уровня техники, в качестве каучука используется синтетический каучук дивинилстирольный каучук и битумно-каучуковой мастики «Аутокрин (МБПХ)», имеющей в своем составе синтетический каучук -стирол-бутадиен-стирольный модификатор, способствует еще в большей степени повышению морозостойкости и устойчивости к пропусканию радона.

Использование в заявляемой композиции в качестве вулканизующего компонента полиизоцианата или полиэтиленполиамина, способствующих образованию прочных физико-химических связей между защитным покрытием и бетоном, обеспечивает еще в большей степени увеличение прочности их сцепления.

А использование в качестве стабилизатора раствора эпоксидной смолы еще в большей степени способствует повышению адгезии мастики к железобетону, повышению морозостойкости и снижению эмиссии радона через барьер в виде заявленной мастики.

Так заявляемая композиция имеет морозостойкость - 300-500 циклов. Как показали экспериментальные исследования, заявляемая композиция мастики обеспечивает надежную защиту от радона, сокращая уровень объемной активности радона в помещении в 56-90 раз, от максимально допустимой концентрации во вновь строящихся помещениях 100 Бк/м³, а в ранее построенных - 200 Бк/м³. Заявленная композиция обеспечивает, по сравнению с ближайшим аналогом, значительное повышение (в 1,33-38,6 раз) адгезии мастики к железобетону.

Кроме того, заявляемая композиция имеет более простой состав, по сравнению с ближайшим аналогом, проста в приготовлении, поскольку производится простым смешиванием готовых ингредиентов: лака ХСПЭ, битумно-каучуковой мастики и вулканизата и, в некоторых случаях, стабилизатора.

При этом заявленная композиция сохраняет высокие значения остальных эксплуатационных характеристик.

Таким образом, заявителем экспериментально установлено, что именно совокупность данного качественного и количественного составов заявленной композиции обеспечивает достижение заявленного технического результата, который в отношении морозостойкости и устойчивости к пропусканию радона является неожиданным.

Заявляемая композиция мастики полимерной многофункциональной представляет собой 3-компонентную однородную жидкую систему, состоящую из компонента «1», компонента «2» и компонента «3». Компонент «1» представляет собой полимерный состав основы мастики в виде хлорсульфированного полиэтилена в растворителе и стабилизатора. В качестве полимерного состава используют лак ХСПЭ-20, или лак ХСПЭ-20-«И», или лак ХСПЭ-Л, или полимерный состав, приготовленный растворением сухого хлорсульфированного полиэтилена при 60° в органическом растворителе - толуоле или ксилоле нефтяном. Возможно, в готовый полимерный состав, добавление при необходимости стабилизатора - эпоксидной смолы. Концентрация хлорсульфированного полиэтилена (ХСПЭ) в полимерном составе составляет 10-20%. Компонент «2» представляет собой раствор битума и синтетического каучука в растворителе. Компонент «2» представляет собой готовую битумно-каучуковую мастику БКМ-200, или «Ребакс-М», или «Аутокрин (МБПХ)». Компонент «З» является раствором вулканизатора. В качестве вулканизирующего компонента рекомендуется использовать полиизоцианат или полиэтиленполиамин.

В готовый полимерный состав: лак ХСПЭ-20, или лак ХСПЭ-20-«И» или лак ХСПЭ-Л, или полимерный состав, полученный после растворения при 60°С 10-20% сухого ХСПЭ в 80-90% ароматического растворителя, возможно добавление стабилизатора в количестве 0,8-2,0%. Смесь тщательно перемешивают в течение 3-5 минут. В качестве стабилизатора в полимерном составе используют эпоксидную смолу, например эпоксидную смолу марки ЭД-20.

Вязкость готовой композиции регулируется путем добавления растворителя.

Готовая композиция имеет следующие эксплуатационные показатели.

Внешний вид - после высыхания мастика образовывает матовую или полуматовую однородную, без расслаивания, морщин и посторонних включений поверхность.

Цвет пленки находится в пределах допускаемых отклонений, устанавливаемых контрольными образцами цвета.

Водостойкость - 72 часа.

Водопоглощение, за 1 сутки мас.%, не более 0,5.

Водопроницаемость, МПа (кгс/м²), не менее 0,2 МПа (2 кгс/м²).

Гибкость на стержне диаметром 10 мм, °С, минус 40°.

Теплостойкость при 100°С выдерживает.

Время высыхания до степени 1 при температуре 20±2°С, час, не более 1 часа.

Стойкость покрытия при температуре 20±2°С к статическому воздействию, ч, не менее:

- воды 72 часа - 3% раствору NaСl 72 часа - 40% раствору NaOH 72 часа

Морозостойкость покрытия, циклов 300-500. Относительно удлинение пленки при разрыве, %, 300-700. Прочность пленки при разрыве, МПа, не менее 1,2. Прочность сцепления с основанием, МПа:

- бетон 0,4-5,8 - рубероид 1,2-1,4 - сталь 0,8-1,8

Заявляемую композицию используют следующим образом.

Основанием для покрытия из заявляемой мастики могут служить цементно-песчаные стяжки, кирпичная кладка, бетон, дерево, керамика, металл, оцинкованное железо, бикрост, рубероид и др. Основание должно быть тщательно очищено от пыли, грязи, пластовой ржавчины, а также от снега и наледи, устранены все имеющиеся дефекты: пузыри, трещины и т.д., а также высушены.

Перед нанесением смешивают компоненты «1», 2» и «3» в следующей последовательности. Сначала смешивают состав «1» и «2» в количестве, мас.%:

полимерный состав 75,1-77,7 битумно-каучуковая мастика 22,0-24,5

При необходимости, для задания необходимой вязкости добавляют растворитель, например, толуол. Систему тщательно перемешивают в течение 3-5 минут, затем в смесь добавляют компонент «3» в количестве, мас.%:

раствор вулканизирующего компонента 0,3-0,5

и тщательно перемешивают в течение 3-5 минут.

Возможно в готовый раствор полимерного состава добавлять стабилизатор в количестве 0,8-2,0%. Смесь тщательно перемешивают в течение 3-5 минут. В качестве стабилизатора в полимерном составе используют эпоксидную смолу, например эпоксидную смолу марки ЭД-20.

Мастика наносится на поверхность кровли или конструкции в несколько слоев любым традиционным методом: кисти, валики, безвоздушным распылением. Приготовленную композицию использовать не более чем за 3 часа.

Окончательная выдержка покрытия до эксплуатации - 24-48 часов.

Расход мастики для однослойного покрытия составляет 1,2-1,45 кг/м².

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1

Полимерный состав, мас.% 75,1

включающий:

- 14 мас.% сухого ХСПЭ -20 ТУ 6-55-9-90

- 86 мас.% растворителя - толуола

Готовая битумно-каучуковая мастика «БКМ-200», мас.% 24,4

ТУ 2384-008-13238275-97,

Вулканизирующий компонент, мас. % 0,5

в качестве которого используют

отвердитель полиизоцианат, ТУ 113-03-38-106-90

Готовую композицию готовят описанным выше способом.

Готовая мастика имеет следующие физико-механические показатели:

адгезия к железобетону: 0,8 кгс/см²;

адгезия к рубероиду: 1,2 кгс/см²;

адгезия к стали: 1,8 кгс/см²;

водопоглощение поверхности: 0,3%;

морозостойкость: 450 циклов;

уровень объемной активности радона в помещении: 6 Бк/м³.

Мастика пригодна для применения в качестве гидроизоляционного и/или антикоррозионного покрытий.

Пример 2

Полимерный состав, мас.% 75,1

включающий:

- 20 мас.% сухого ХСПЭ -20 ТУ 6-55-9-90

- 80 мас.% растворителя - толуола ГОСТ 14710-78

Стабилизатор - раствор эпоксидной смолы ЭД-20, мас.% 0,8 Готовая битумно-каучуковая мастика «Ребакс М», мас.% 23,7

ТУ 5775-011-13238275-97

Вулканизирующий компонент мас.% 0,4

в качестве которого используют

отвердитель полиизоцианат ТУ 113-03-3 8-106-90

В готовый (100 мас.%) полимерный состав добавляют 0,8 мас.% стабилизатора - раствора эпоксидной смолы ЭД-20. Смесь тщательно перемешивают в течение 5 минут.

Далее готовую композицию готовят описанным выше способом.

Готовая мастика имеет следующие физико-механические показатели:

адгезия к железобетону: 4,8 кгс/см²;

адгезия к рубероиду: 1,2 кгс/см²;

адгезия к стали: 0,8 кгс/см²;

водопоглощение поверхности: 0,45%;

морозостойкость: 500 циклов;

уровень объемной активности радона в помещении: 5 Бк/м³.

Мастика пригодна для применения в качестве гидроизоляционного и/или

антикоррозионного покрытий.

Пример 3

Полимерный состав, мас.% 77,7

в качестве которого используют Лак ХСПЭ-20

ТУ 6-005763450-82-89

Битумно-каучуковая мастика, мас.% 22,0

в качестве которой используют мастику «Аутокрин»

(МБПХ) ТУ РБ 145] 1885.001 -98

Вулканизирующий компонент, мас.% 0,3

в качестве которого используют

полиэтиленполиамин,

ТУ 6-02-594-80 или ТУ 113-03-38-106-90

Готовую композицию готовят описанным выше способом.

Пример 4

Полимерный состав, мас.% 76

в качестве которого используют лак ХСПЭ 20 «И»

ТУ 6-55-9-90

Битумно-каучуковая мастика, мас.% 23,5

в качестве которой используют битумно-каучуковую

мастику «Аутокрин» (МБПХ) ТУ РБ 14511885.001-98

Вулканизирующий компонент, мас.% 0,5

в качестве которого используют Полиизоцианат «Д»,

ТУ 113-03-38-106-90

Готовую композицию готовят описанным выше способом. Готовая мастика имеет следующие физико-механические показатели:

адгезия к железобетону: 3,8 кгс/см²;

адгезия к рубероиду: 1,3 кгс/см²;

адгезия к стали: 0,9 кгс/см²;

водопоглощение поверхности: 0,37%;

морозостойкость: 350 циклов;

уровень объемной активности радона в помещении: 4 Бк/м³.

Мастика пригодная для применения в качестве гидроизоляционного и/или антикоррозионного покрытий.

Пример 5

Полимерный состав, мас.% 77,0

в качестве которого используют лак ХСПЭ-Л,

ТУ 6-005763450-82-89

Битумно-каучуковая мастика, мас.% 22,5

в качестве которой используют битумно-каучуковую

Мастику «БКМ-200» ТУ 23840008-13238275-97

Вулканизирующий компонент, мас.% 0,5

в качестве которого используют полиэтиленполиамин,

ТУ 6-02-594-80 или ТУ 113-03-38-106-90

Готовую композицию готовят описанным выше способом.

Готовая мастика имеет следующие физико-механические показатели:

адгезия к железобетону: 4,1 кгс/см²;

адгезия к рубероиду: 1,4 кгс/см²;

адгезия к стали: 0,8 кгс/см²;

водопоглощение поверхности: 0,2%;

морозостойкость: 460 циклов;

уровень объемной активности радона в помещении: 6 Бк/м³.

Мастика пригодна для применения в качестве гидроизоляционного и/или антикоррозионного покрытий.

В качестве растворителя используют толуол ГОСТ 14710-78 или ксилол нефтяной ГОСТ 9410-78.

В качестве готовой битумно-каучуковой мастики могут быть использованы готовые битумно-каучуковые мастики БКМ- 200 ТУ 2384-008-13238275-97, Ребакс-М ТУ 5775-011-13238275-97, «Аутокрин» (МБПХ) производство НПО «Алкид» (Белоруссия) ТУ РБ 14511885.001-98 и т.п.

В качестве вулканизирующего состава используют аминные отвердители: полиэтиленполиамин ТУ 6-02-594-80; полиизоцианаты:

полиизоцианат Д ТУ 113-03-38-106-90, полиметиленполифенилизоцианат на основе 4,4-дифенилметандиоизоцианата ТУ 6-03-375-75; ТУ 113-03-38-106-90; ТУ 113-03-603-86; ТУ 2224-152-04691277-96 или импортные аналоги: Десмодур; Супрасек 5005, Воратекс СД-100 фирмы Нунстман Полиуретан (Бельгия).

Изобретение относится к области строительства, в частности к выполнению гидроизоляционных и антикоррозионных покрытий с применением составов на основе хлорсульфированного полиэтилена. Композиция мастики полимерной многофункциональной для защитного покрытия включает полимерный состав, в качестве которого используют лак ХСПЭ-20 или лак ХСПЭ-20«И», или лак ХСПЭ-Л, или полимерный состав, приготовленный растворением сухого хлорсульфированного полиэтилена ХСПЭ при 60°С в органическом растворителе - толуоле или ксилоле нефтяном, при этом концентрация ХСПЭ в полимерном составе составляет 10-20%, вулканизирующий компонент - полиизоцианат или полиэтиленполиамин и битумный состав - битумно-каучуковую мастику БКМ-200 или Ребакс-М, или «Аутокрин» (МБПХ), при следующем соотношении ингредиентов в мас.%: полимерный состав 75,1-77,7, битумно-каучуковая мастика 22,0-24,5, раствор полиизоцианата или полиэтиленполиамина 0,3-0,5. Технический результат: повышение сцепления полученного покрытия с основанием, удлинения при разрыве и прочности. 1 з.п. ф-лы, 5 пр.

1. Композиция мастики полимерной многофункциональной для защитного покрытия, включающая полимерный состав, представляющий собой раствор хлорсульфированного полиэтилена в растворителе, раствор вулканизующего компонента и битумный состав, включающий дополнительно, помимо битумного компонента, синтетический каучук, отличающаяся тем, что в качестве полимерного состава используют лак ХСПЭ-20, или лак ХСПЭ-20«И», или лак ХСПЭ-Л, или полимерный состав, приготовленный растворением сухого хлорсульфированного полиэтилена ХСПЭ при 60°С в органическом растворителе - толуоле или ксилоле нефтяном, при этом концентрация ХСПЭ в полимерном составе составляет 10-20%, в качестве вулканизирующего компонента используют полиизоцианат или полиэтиленполиамин, в качестве битумного состава, включающего дополнительно, помимо битумного компонента, синтетический каучук, используют битумно-каучуковую мастику БКМ-200, или Ребакс-М, или «Аутокрин» (МБПХ), при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
полимерный состав 75,1-77,7 битумно-каучуковая мастика 22,0-24,5 раствор полиизоцианата или полиэтиленполиамина 0,3-0,5

2. Композиция мастики полимерной многофункциональной для защитного покрытия по п.1, отличающаяся тем, что готовый полимерный состав дополнительно содержит 0,8-2,0% стабилизатора, в качестве которого используют раствор эпоксидной смолы.