Композиция для покрытий спортивных площадок Советский патент 1993 года по МПК C09D115/00 C09D115/00 C09D109/00 C09D133/10 

Изобретение относится к покрытиям из композиций на основе жидких каучуков и может быть использовано для устройства упругих наливных покрытий спортивных площадок.

Целью изобретения является повышение деформационно-прочностных показателей покрытия.

Согласно изобретению, в качестве низкомолекулярного бутадиенпипериленового каучука используется каучук СКПД-Н (ТУ 38- 103242-82) радикальной деполимеризации

бутадиена с пипериленом в массе. Инициатор полимеризации - гидропероксид изо- пролилбензола. Среднечисленная мол. масса 1200-3200. среднемассовая Мм 4800-6000, содержание гидроксильных групп 0,75-1,1 %, соотношение бутадиена и пиперилена 50:50. Вязкость каучука 2,0-2.5 Па с при 50° С. В качестве катализатора уретанообраэования используются диме- тилбензиламин (ТУ 84-585-75), дибутилди- лауринат олова (ТУ 6-02-818-78), однако могут использоваться и другие катализаторы, в частности, третичные амины и метал00

ч

ю

х|

VI

со

лорганические соединения, применяемые в производстве полиуретанов,

В качестве полиизоцианата в составе композиции для покрытий используются полиметиленполифенилизоцианаты; ПИЦ Б (ТУ 6-03-375-75) или ЛИЦ Д (ТУ 113-03- 603-86). Могут быть использованы другие марки полиизоцианатов на основе 4, 4 -ди- фенилметандиизоцаната.

В качестве противостарителя применяются антиксиданты класса замещенных фенолов: агидол 1 (2,6-ди-трет-бутил-4-ме- тилфенол), НГ 2246 (2, 2 -метиленбис (4-ме- тил-6-третбутилфенол); эфиры фосфористой кислоты - фениламид 1-адамантилпирокате- хинфосфористой кислоты. Могут быть использованы другие типы противостарителей, применяемые для стабилизации полидиену- ретанов.

В качестве полибутилметакрилата используется линейный атмосферный полимер н-бутилметакрилата, полученный радикальной полимеризацией в массе с применением в качестве инициатора перекиси бензоила. Характеристическая вязкость в метилэтилкетоне 0,66-0,74 дл/г.

В композиции для покрытия используют крошку по ТУ 38. 108015-87 Резина дробленая для спортивных дорожек. Также в композиции может быть использована и другая резиновая крошка с размером частиц 0,5-6 мм, полученная измельчением вулканизованных резиновых отходов, в частности, шинной резины на основе каучуков общего назначения.

Согласно изобретению в композиции для покрытий используются комплексный пластификатор состава, мае. %: .

дибутилфенилфосфат 64-84

дифенилбутилфосфат9-19

трибутилфосфат5,5-14,5

трифенилфосфат1,0-1,5

диоксид винилциклогексена0,5-1,0.

Комплексный пластификатор готовится путем механического смешения исходных компонентов, которое проводят в лабораторном смесителе якорного типа при скорости вращения якоря 125 об/мин в течение 15-20 мин при температуре 35-40° С. Полученный комплексный пластификатор по внешнему виду представляет собой однородную легкоподвижную жидкость голубого цвета со следующими характеристиками:

- температура вспышка, ° С 168-174

- кислотное число, мг КОН/г 0,10-0,17

- плотность при 20° С, г/бм3 1,05-1,07

- кинематическая вязкость при20°С,сСт5,2-6,5.

- показатель преломления 1,4595.

Улучшение условной прочности и деформации покрытия при растяжении обеспечивается благодаря использованию в составе пластификатора синергической

смеси алкиларилфосфатов и ациклического экпоксида, а также наличию в составе покрытия бутилметарилактного полимера.

Эффект повышения деформационно- прочностных показателей покрытия прояв0 ляется за счет снижения краевого угла смачивания и межфазного натяжения в граничных слоях эластомер-наполнитель, уменьшения свободной энергии системы при увеличении общей поверхности разде5 ла. Указанные изменения топологической структуры композиционного материала обусловливают усиление адсорбционно-хи- мического взаимодействия между эласто- мерной матрицей и поверхностью

0 наполнителя. Наличие в пластификаторе ди- элоксида - диоксида винилциклогексена способствует образованию в процессе от- верждения триизоциануратных узлов сшивания. Кроме того, возможна химическая

5 реакция диэпоксида с изоцианатными группами структурирующего агента с образованием оксазолидоновых групп. Наличие в отвержденном материале связей с различной плотностью энергии когезии, а также

0 структур типа взаимопроникающих сеток, обусловленных введением в состав покрытия полибутияметакрилата, способствуют микрогетерегенности системы и обеспечивают положительный эффект.

5 в состав покрытия могут быть введены и другие целевые добавки, например, пигменты, которые не оказывают существенного влияния на обеспечение положительного эффекта, но могут применяться для улучше0 ния эстетического вида покрытия.

Композицию готовят следующим образом,

П р и м е р 1. 8 смеситель помещают 100 г каучука, 5 г оксида кальция, 50 г мела,

5 2 г глицерина, 0,01 г дибутилдилаурината олова, 3 г фениламида 1-адамантилпирокэ- техинфосфристой кислоты, 100 г резиновой крошки, 0,5 г полибутилметакрилата с у 0,66 дл/г и 10 г пластификатора.

0 Смешение компонентов проводят в течение 10 мин. Затем добавляют 16 г полиизоцианата марки Б и вновь перемешивают в течение 10 мин. Полученную смесь заливают в форму высотой 12 мм и выдерживают при

5 температуре 18-25° С в течение 20-25 суток до полного отверждения.

Композиция по примерам 2-12 готовят аналогичным образом.

Состав и свойства покрытий приведены в табл. 1 и 2.

Растекаемость композиций определяется по следующей методике. Цилиндрическая форма диаметром 30 мм и глубиной 36 мм, снабженная плунжером, заполняется свежеприготовленной смесью. После за- полнения формы, заключенная в ней композиция выталкивается плунжером из формы и свободно растекается по плоскости формы, занимая определенную площадь. За по- казатель растекаемости принимается отношение площади контакта композиции, свободно растекавшейся в течение 5 минут после выталкивания из формы, к первоначальной площади.

Вязкость композиций определяется ме- тодом ротационной вискозиметрии на вис- . козиметре РВ-8.

Условную прочность и деформацию при растяжении определяют на разрывной машине РТ-250М-2 при скорости .движения нижнего зажима 100 мм/мин. Образцы в виде двухсторонних лопаток с длиной рабочего участка 25 мм и шириной 20 мм вырубают штанцевым ножом на вырубном прессе. Условную прочность рассчитывают по известной формуле. Деформация измеряется автоматически по расстоянию в момент разрыва между нижним и верхним зажимами. За результат испытания прини- мается среднее арифметическое при изме- рении показателей шести образцов.

Старение образцов проводят в термостате в среде воздуха при температуре 120Р С в течение 168 ч.

Эластичность по отскоку определяют на упругометре конструкции Шоба. В качестве испытуемых образцов используют цилиндры высотой 10 мм и диаметром 16 мм, вырубаемые на специальной машине. Пробки приклеивают на площадку упругометра ре- эиновым клеем.

При содержании в составе покрытия пластификатора .менее 10 мае. ч. не достигается эффект повышения деформационно- прочностных показателей. При введении свыше 20 мае. ч. пластификатора наблюдается снижение условной прочности и деформации, а также теплостойкости покрытия.

Количество оксида кальция оказывает влияние на монолитность покрытия. При со- держании указанного компонента менее 5 мае. ч. снижаются деформационно-прочностные показатели покрытия вследствие пористой структуры образца. Увеличение концентрации оксида кальция свыше 15 мае, ч. приводит к понижению деформации и эластичности покрытия.

Увеличение содержания мела выше 50 мае. ч. вызывает уменьшение деформации покрытия при растяжении. С уменьшением

концентрации мела менее 40 мае. ч. снижается условная прочность покрытия.

Использование глицерина в составе покрытия менее 2 мае. ч. нецелесообразно из- за снижения физико-механических показателей. С увеличением содержания глицерина более 4 мае. ч. нарушается монолитность образцов вследствие вспенива- ния.

Уменьшение концентрации полиизоци- аната менее 16 мае. ч. вызывает снижение деформационно-прочностных показателей покрытия, повышение его содержания более 24 мае. ч, приводит к появлению пористости образца.

Количество катализатора уретанообра- зования обосновывается сохранением необходимой жизнеспособности композиции для покрытия. При содержании катализатора свыше 1,0 мае. ч. композиция характеризуется малым временем гелеобразования и низкой растекаемостью. При концентрации катализатора менее 0,01 мае. ч, значительно снижается скорость отверждения покрытия.

Использование менее 0,5 мае. ч. проти- востарения приводит к понижению стойкости покрытия к термоокислительному старению, а при введении более.3,0 мае. ч. наблюдается снижение физико-механических показателей.

При содержании в составе покрытия менее 100 мае. ч. резиновой крошки наблюдается снижение условной прочности, деформации и эластичности по отскоку. С увеличением содержания эластичного наполнителя более 150 мае. ч. деформационно-прочностные показатели покрытия снижаются.

Уменьшение концентрации полибутил- метакрилата вызывается снижение физико- механических свойств покрытия. При увеличении содержания полибутилметакри- лата наблюдается ухудшение как растекаемости покрытия, так и его деформационно-прочностных показателей.

Как следует из представленных в табл. 1 и 2 данных, предлагаемые покрытия отличаются более высокой условной прочностью и деформацией при растяжении. С увеличением содержания в известной композиции резиновой крошки с 50 до 100 мае. ч. наблюдается резкое ухудшение растекаемости и снижение деформационно-прочностных показателей.

У предлагаемых покрытий существенно более высокая концентрация резиновой крошки (до 150 мае. ч.) не вызывает существенного ухудшения растекаемости, а деформационно-прочностные свойства остаются на высоком уровне. По эластичности и стойкости к термоокислительному старению предлагаемая композиция не уступает известной.

Преимуществом предлагаемого покрытия является повышение его качества, а также возможность более высокого наполнения его резиновой крошкой. Увеличение содержания резиновой крошки, получаемой из отходов переработки резины, позволяет снизить стоимость покрытий за счет снижения нормы расхода композиции.

Формул а изобретения Композиция для покрытий спортивных площадок на основе бутадиенпиперилено- вого каучука с мол. м. 1200-3200, включающая глицерин, полиизоцианат, катализатор уретанообразования и резиновую крошку, отличающаяся тем, что, с целью повышения деформационно- прочностных показателей покрытия из данной композиции, она дополнительно содержит пластификатор состава, мае. %:

0

5

0

5

дибутилфенилфосфат -64-84;

дифенилбутилфосфат -9-19;

трибутилфосфат -5,5-14,5;

трифенилфосфат - 1,0-1,5;

диоксид винилциклогексена-0,5-1,0,

модифицирующую добавку - полибу- тилметакрилат, а также оксид кальция, мел и противостаритель, при следующем соотношении ингредиентов композиции, мае. ч:

бутадиенпипериленовый

каучук с мол. м. 1200-3200 - 100,

глицерин-2-4;

полиизоцианат-16-24;

катализатор уретанообразования -0,01-1,0;

резиновая крошка -100-150;

оксид кальция -5-15;

мел-40-50;

противостаритель -0,5-3,0;

пластификатор указанного

состава-10-20;

полибутилметакрилат -0,5-2,0.

Т а б п и ц в 1 - i

Использование: устройство упругих наливных покрытий спортивных площадок. Сущность изобретения: композиция содержит, мае. ч: бутэдиенпипериленовый каучук с мол. м. 1200-32000 100; глицерин 2-4; полиизоцианэт 16-24; катализатор уретано- образования 0,01-1,0; резиновая крошка 100-150: оксид кальция 5-15; мел 40-50. прртивостаритель 0,5-3,0; модифицирующая добавка полибутилметакрилат 0,5-2,0 и пластификатор 10-20. Пластификатор представляет собой композицию состава, %: дибутилфенилфосфат 64-84; дифенил- бутилфосфат 9-19; трибутилфосфат 5,5- 14,5; трифенилфосфат 1,0-1,5 и диокисд винилциклогексена 0.5-1,0. Пластификатор указанного состава имеет следующие характеристики; температура вспышки 168- 174° С, кислотное число 0,10-0,17 мг КОН/г продукта, плотность при 20° С 1,05- 1,07 г/см , кинематическая вязкость при 20° С 5,2-6,5 сСт, показатель преломления 1,4595. Условная прочность покрытий при растяжении составляет 1,4-1,5 МПа при деформации 53-58 мм. Эластичность по отскоку составляет 36-39 %. После старения при 120° С в течение 168 ч условная прочность составляет 1,1-1,3 МПа при деформации 49-55 мм. Преимуществом нового покрытия является повышение его качества, а также возможность более высокого наполнения его резиновой крошкой. 2 табл. « е

Рецептура композиций

100

100

100

100

100 100 100

100

too too too too loo too tot

Примечании: l.flo примерам используется пластификатор следуадего состава:

Р 1,6,10 - диЬутилФенилфосфат - дифенилбутилфосфат - 19, трибутилфосфат - 1Ч,:,

трифенилфосфат - 1,5; диоксид еинилциклогексана - 1,0; If 2,5, - дибутилфенипфосфат - , дифенилбутилфосфат - 9, трибутилфосфат - 5,5,

трифенилфосфэт - 1,0, диоксид аинилциклогексена - 0,5)

трифенилфосфат - 1,25, диоксид винилциклогексена - 0,75; № 7.8 - дибутилфенилФосфэт - 88, дифенилбутилфосфэт - 7, твибутилфосфат - k,

трифенилфосфат - 0,75, диоксид винилциклогексена - 0,25;

V 9,11 - дибутилфенилфосфат - 60, дифекипбутилфосфат - 20, трибутилфосфат - 16,5, :трифенилфосфат - 2, диоксид винилциклогексена - 1,5.

Свойства покрытий

Образец покрытия, соответствующий составу 7, имеет пористую структуру

Редактор

Составитель Н. Лузина Техред М.Моргентал

1819277

10

Продолжение табл. 1

Таблица

Корректор С. Патрушева