МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СОСТАВ НА ОСНОВЕ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО ОТХОДА ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2021 года по МПК C09D5/32 C09D5/08 C04B41/45 C08L63/00 C08K7/04 

Описание патента на изобретение RU2760962C1

Изобретение относится к пропиточным составам, применяющимся в строительстве в качестве средств коррозионной защиты и придания повышенных физико-технических характеристик пропитанным составом конструкциям на минеральной основе. По способу приготовления состав может быть отнесен к технологии получения наноматериалов, предназначенных для повышения коррозионной стойкости и защиты изделий от сульфатной коррозии, воздействия влаги, техногенного электромагнитного и ионизирующего излучений.

Из уровня техники известен ряд материалов, используемых для защиты минеральных композитов от сульфатной коррозии, воздействия влаги, техногенного электромагнитного и ионизирующего излучения. В частности, известен состав для обработки строительных материалов и способ их обработки (RU 2416589C1, МПК С04В 41/45, опубл. 20.04.2011), содержащий в качестве основного компонента высокодисперсную серу, полученную путем разложения тиосульфата натрия. Состав получают путем окисления раствором полисульфида кальция с концентрацией 10÷20% при комнатной температуре в присутствии 10÷20%-ного раствора соляной кислоты. При производстве предлагаемого состава применяется выпускная форма серы с нефтеперерабатывающего завода, что является менее затратным способом и обладает высоким экономическим эффектом.

Недостатком известного состава и способа его производства является сложная технология получения высокодисперсной серы, при этом известный состав не обеспечивает значительного повышения долговечности бетонных и железобетонных изделий, обработанных с его помощью.

Наиболее близкими к заявленному изобретению и выбранными в качестве прототипа признаны состав гидроизоляционного покрытия на основе полимерной серы и способ его получения (RU 2562636 C2, МПК С04В 41/45 опубл. 10.09.2015). Гидроизоляционное покрытие получают путем разогрева полимерной серы, сушку и прогрев изделий, размещение их в пропиточной ванне, пропитку и выгрузку изделий, при этом сушку и прогрев изделий осуществляют при температуре 120÷125°С в течение 1÷5 минут в вакууме, а пропитку проводят при температуре 130÷140°С в течение 0,5÷10 минут, после чего пропитку повторяют.

Недостатком указанного способа является зависимость глубины пропитки от вязкости расплава серы и атмосферного давления, необходимость соблюдения жестких технологических условий и сложность технического оснащения, которое ограничивает возможность массового применения способа при производстве конструкций значительных размеров и сложной конфигурации.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение долговечности бетонных и железобетонных изделий, повышение коррозионной стойкости, снижение расхода покрытия при сохранении высокой степени защиты от коррозии, электромагнитного и ионизирующего излучения.

Указанная задача решена тем, что многофункциональный состав на основе термопластичного отхода топливно-энергетического комплекса повышенной долговечности содержит техническую серу и органический растворитель в соотношении 1:2, а также каолин от 8% до 10% от массы технической серы и химическую добавку отвердителя на основе аминов 0,01% от массы этиленгликоля. Отличает состав от известных аналогов то, что техническая сера имеет плотность не менее 1,3 г/см3 с массовой долей серы от 99,1% до 99,8% в своем химическом составе. При этом массовая доля оксида железа в химическом составе каолина составляет от 1% до 1,8%, а отвердитель представляет собой аминный водный раствор с массой активного вещества 90% и содержанием воды от 8 до 10%. Целесообразно в составе применять мелкодисперсную серу, а в качестве органического растворителя использовать этиленгликоль.

Способ приготовления многофункционального состава включает в себя загрузку в емкость, с объемом превышающую объем производимого состава в два раза, каолин, отвердитель и органический растворитель, например этиленгликоль, далее в емкость загружают техническую серу, соблюдая соотношение серы и органического растворителя 1:2, после чего состав диспергируют при 1800 оборотах в минуту, в течение 90 минут до получения смеси лимонного цвета и однородной консистенции, затем к полученной композиции добавляют отвердитель в соотношении 0,01% от массы этиленгликоля и каолин в качестве наполнителя в количестве 10% от массы технической серы, после чего состав дополнительно диспергируют в течение 30 минут. Способ приготовления многофункционального состава на основе термопластичного отхода может осуществляться в два этапа, при этом первый этап состоит в диспергировании базового состава, включающего в себя техническую серу и этиленгликоль, а второй этап заключается в доработке базового состава введением наполнителя, в качестве которого используют каолин, и аминного компонента с проведением дополнительного диспергирования.

Положительный технический результат, обеспечиваемый приведенной выше совокупностью признаков группы изобретений, состоит в следующем: при нанесении состава на поверхность изделия на минеральной основе ионизирующее и электромагнитное излучения снижаются на 60÷80%, обеспечивается повышение коррозионной стойкости изделий при эксплуатации в щелочных и кислотных средах на 70%, по сравнению с контрольными изделиями без нанесенного состава, повышается прочность изделий на изгиб и сжатие до 40%.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен дифференциально-термический анализ пропиточного состава в структуре бетона; на фиг. 2. представлена микроструктура модифицированного цементного камня.

Ниже приведена одна из возможных рецептур состава и раскрыт способ его приготовления.

Пример. Многофункциональный состав на основе термопластичного отхода топливно-энергетического комплекса включает в себя техническую серу и органический растворитель в соотношении 1:2, а также каолин в соотношении 8% от массы технической серы и химическую добавку отвердителя на основе аминов 0,01% от массы этиленгликоля. Техническая сера имеет плотность 1,3 г/см3 с массовой долей серы 99,8% в своем химическом составе, при этом массовая доля оксида железа в химическом составе каолина составляет 1%, а отвердитель представляет собой аминный водный раствор с массой активного вещества 90% и содержанием воды 10%. Состав должен содержать частицы диаметром менее 5 мкм в пределах 30÷35% и диаметром менее 20 мкм 60÷65%).

Способ изготовления состава на основе термопластичного отхода топливно-энергетического комплекса включает загрузку в емкость серы и растворителя, по объему емкость должна превышать объемный выход продукта в два раза. Диспергирование проводится в герметично закрытой емкости при скорости 1800 оборотов в минуту фрезой в течение 90 минут. Техническая сера и органический растворитель вводятся в состав композиции на первом этапе диспергирования в соотношении 1:2, после чего состав диспергируется в течение 90 минут, затем на втором этапе к полученной композиции добавляют аминный отвердитель, в качестве наполнителя вводят каолин, после чего состав дополнительно диспергируют в течение 30 минут.

За счет применения технической серы в указанном соотношении и при указанных условиях диспергирования дополнительно достигается снижение расхода состава при нанесении его на изделия до 200 грамм на 1 м2 при низкой вязкости по Брукфильду шпиндель 5, V=20-158 сП. Также полученный по способу состав обеспечивает глубину проникновения в минеральную матрицу от 10 до 13 мм, при этом усиливается эффект защиты от ионизирующего излучения, выраженный согласно СанПиН 2.6.1.11920S.2.6.1. в снижении эквивалентной толщины материала в мм при напряжении на рентгеновской трубке (кВ). Также достигается снижение проницаемости электромагнитными полями (ЭМП), в соответствии с расчетами по СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03 до диапазона от 30 до 300 кГц. Кроме того, обеспечивается стабильно высокая коррозионная стойкость к щелочным и кислотным средам.

Многофункциональный состав на основе термопластичного отхода топливно-энергетического комплекса в качестве покрытия используют следующим образом.

Состав наносится на минеральную поверхность при помощи валика или кисти на сухую очищенную поверхность при температуре наружного воздуха не ниже -5°С. При работе необходимо использовать защитные очки и респиратор. При попадании в глаза и на слизистые оболочки необходимо промыть пораженные участки большим объемом воды. Результаты испытаний покрытия на основе состава приведены ниже (таблица 1).

Технологические показатели разработанного состава на основе термопластичного отхода и методы их определения соответствуют ГОСТ 32017-2012 «Материалы и системы для защиты и ремонта бетонных конструкций. Требования к системам защиты бетона при ремонте», ГОСТ 33290-2015 «Материалы лакокрасочные, применяемые в строительстве. Общие технические условия», ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов».

Похожие патенты RU2760962C1

название год авторы номер документа
АНТИКОРРОЗИОННОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБЫ, СОСТАВ ДЛЯ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2023
  • Цыбин Александр Игоревич
  • Попова Евгения Сергеевна
  • Шуклина Ольга Владимировна
RU2805934C1
АНТИКОРРОЗИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ 1997
  • Субботина О.Ю.
  • Фришберг И.В.
  • Никулина М.О.
  • Латош Н.И.
  • Кишкопаров Н.В.
RU2141984C1
ЭМАЛЬ ДЛЯ АТМОСФЕРОСТОЙКОГО РАДИАЦИОННОСТОЙКОГО ДЕЗАКТИВИРУЕМОГО ПРОТИВООБРАСТАЮЩЕГО ГРИБОСТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ 2018
  • Лысов Аркадий Анатольевич
  • Мещеряков Юрий Яковлевич
  • Карпов Валерий Анатольевич
  • Ковальчук Юлия Лукинична
RU2703636C1
Грунт-эмаль для защитного противокоррозионного эпоксидного покрытия с толщиной защитного слоя до 500 мкм, способ формирования защитного противокоррозионного эпоксидного покрытия и изделие с защитным противокоррозионным эпоксидным покрытием 2015
  • Полякова Светлана Орестовна
  • Поляков Михаил Викторович
RU2613985C1
ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ ИЗ ПОЛИУРЕТАНА 2020
  • Нелюб Владимир Александрович
  • Орлов Максим Андреевич
  • Калинников Александр Николаевич
  • Сторожук Иван Павлович
  • Бородулин Алексей Сергеевич
  • Богачёв Вячеслав Владимирович
  • Поликарпова Ирина Александровна
RU2790264C2
ВОДОРАСТВОРИМЫЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ЭПОКСИДНЫХ СМОЛ 2009
  • Феола Роланд
RU2518123C2
Эмаль для атмосферостойких коррозионностойких покрытий 2016
  • Голубев Андрей Евгеньевич
  • Медведков Сергей Юрьевич
  • Мазлин Арнольд Анатольевич
  • Григорьев Юрий Иванович
  • Зиновьев Василий Михайлович
RU2654753C1
СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ АРМИРОВАННЫХ ПЛАСТИКОВ 2007
  • Черняков Андрей Валерьевич
  • Богомолова Ольга Витальевна
  • Федунец Борис Иванович
  • Левченко Александр Николаевич
RU2338762C1
ЭМАЛЬ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ 2011
  • Мурашов Александр Валерьевич
  • Яговцев Антон Анатольевич
  • Максимов Дмитрий Андреевич
  • Зубков Вячеслав Дмитриевич
RU2472829C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ 1995
  • Колосов Г.Г.
  • Чернов М.А.
  • Анциферова Т.Г.
RU2109782C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 760 962 C1

Реферат патента 2021 года МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СОСТАВ НА ОСНОВЕ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО ОТХОДА ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ

Изобретение относится к пропиточным составам, применяющимся в строительстве в качестве средств коррозионной защиты. Предложен многофункциональный состав на основе термопластичного отхода топливно-энергетического комплекса повышенной долговечности, содержащий техническую серу и органический растворитель в массовом соотношении 1:2, каолин в количестве от 8 до 10% от массы технической серы и химическую добавку отвердителя на основе аминов в количестве 0,01% от массы органического растворителя, при этом техническая сера имеет плотность не менее 1,3 г/см3 с массовой долей серы от 99,1 до 99,8% в своем химическом составе, массовая доля оксида железа в химическом составе каолина составляет от 1 до 1,8%, отвердитель представляет собой аминный водный раствор с массой активного вещества 90% и содержанием воды от 8 до 10%, а органический растворитель представляет собой этиленгликоль. Также предложен способ приготовления многофункционального состава. Технический результат - повышение долговечности бетонных и железобетонных изделий, повышение коррозионной стойкости, снижение расхода покрытия при сохранении высокой степени защиты от коррозии, электромагнитного и ионизирующего излучения. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 1 пр.

Формула изобретения RU 2 760 962 C1

1. Многофункциональный состав на основе термопластичного отхода топливно-энергетического комплекса повышенной долговечности, содержащий техническую серу и органический растворитель в массовом соотношении 1:2, каолин в количестве от 8 до 10% от массы технической серы и химическую добавку отвердителя на основе аминов в количестве 0,01% от массы органического растворителя, при этом техническая сера имеет плотность не менее 1,3 г/см3 с массовой долей серы от 99,1 до 99,8% в своем химическом составе, массовая доля оксида железа в химическом составе каолина составляет от 1 до 1,8%, отвердитель представляет собой аминный водный раствор с массой активного вещества 90% и содержанием воды от 8 до 10%, а органический растворитель представляет собой этиленгликоль.

2. Способ приготовления многофункционального состава по п.1, включающий в себя загрузку в емкость с объемом, превышающим объем производимого состава в два раза, технической серы и органического растворителя, соблюдая массовое соотношение серы и органического растворителя 1:2, после чего состав диспергируют при 1800 оборотах в минуту в течение 90 минут до получения смеси лимонного цвета и однородной консистенции, затем к полученной композиции добавляют отвердитель в соотношении 0,01% от массы органического растворителя и каолин в количестве от 8 до 10% от массы технической серы, после чего состав дополнительно диспергируют в течение 30 минут, где в качестве органического растворителя используется этиленгликоль.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2021 года RU2760962C1

Гуменюк Александр Николаевич "Исследование влияния структурирующей добавки на основе отхода производства на минеральную матрицу"
Выпускная квалификационная работа
Станок для придания концам круглых радиаторных трубок шестигранного сечения 1924
  • Гаркин В.А.
SU2019A1
МОЛОТКОВАЯ ДРОБИЛКА 1939
  • Эйгелес М.А.
SU60448A1
ПОЛЯНСКИХ И.С., ГУМЕНЮК А.Н., ШЕВЧЕНКО Ф.Е
"МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ МОДИФИКАТОР

RU 2 760 962 C1

Авторы

Гуменюк Александр Николаевич

Гордина Анастасия Федоровна

Даты

2021-12-01Публикация

2020-10-13Подача