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

Изобретение относится .к полимерным композициям на основе низкомолекулярных каучукое и может быть использовано для устройства покрытий спортивных площадок.

Известна композиция для покрытий, включающая сополимер бутадиена и пипе- рилена, глицерин, полиизоцианат, катализатор уретанообразования и этияендиаминоформальдегидную смолу. Недостатком данной композиции являются низкие технологические свойства и стойкость к термоокислительному старению покрытия из нее.

Целью изобретения является улучшение технологических свойств композиции и

повышение стойкости к термоокислительному старению покрытия из ее.

Согласно изобретению в качестве низкомолекулярного бутадиенпипериленового каучука используется каучук СКДП-Н (Ту 38- 103242-82) радикальной сополимеризации бутадиена с пипериленом в массе. Средне- численная ММ 1200-3200, среднемассовая ММ 4800-6000, содержание гидроксильных групп 0,75-1,1 %, соотношение бутадиена и пиперилена в макромолекуле 50 : 50. Вязкость каучука 2,0-2,5 Па с при 50°С: В качестве катализатора уретанообразования используются диметилбензиламин (ТУ 84-585-75), дибутилдилауринат олова (ТУ 6- 02-818-78), однако могут использоваться и

00

ю

ю VI

00

CJ

другие катализаторы уретанообразования, в частности, третичные амины и металлорга- нические соединения, применяемые в производстве полиуретанов.

В качестве противостарителя использу- ются антиоксиданты класса замещенных фенолов: агидол 1 (2 ,6-ди-трет-бутил-4-ме- тилфенол), НГ 2246 (2, 2 -метиленбис- 4-метил-6-третбутилфенол); эфиры фосфористой кислоты - фениламид 1-ада- мантилпирокатехинфосфористой кислоты. Могут быть использованы другие типы про- тивостарителей, применяемых для стабилизации полидиенуретанов.

В качестве полиизоцианата в комлози- ции используют полиметиленлолифенили- зоцианата: 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-дифенилметандийзоцианата.

В композиции для покрытий используют комплексный пластификатор состава, мае. %:

дибутилфенилфосфат 59-80 дифенилбутилфосфат8-18 трибутилфосфат 5,5-13,5 трифенилфосфат 1-1,5 диоксид винилцикло- гексена-1 0,5-1,0 полибутилметакрилат 5-7 В качестве полмбутилметакрилата используется атактический полимер, получен- ный радикальной полимеризацией н-бутилметакрилата в массе под действием перекиси бензоила. Плотность при 25Р С - 1,055 г/см3, характеристическая вязкость в метилэтилкетоне - 0,66-0,74 дл/г. температура стеклования.- 18° С.

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 минут при температуре 35-40° С, Яол- ученный комплексный пластификатор по внешнему виду представляет собой однородную легко подвижную жидкость голубого цвета и имеет следующие характеристики:

- температура вспышки, определяемая в открытом тигле, °С 168-174

- кислотное число, мг КОН/г 0,10-0,17

- плотность при 20° С, г/см3 1,05-1,06

- кинематическая вязкость при 20° С. сСт 6.3-6,6

- показатель преломления 1,4685 Композиция также может содержать резиновую крошку- измельченные вулканизованные отходы, полученные дроблением

изношенных покрышек или РТИ на основе каучуков общего назначения, с размером частиц 0,5-6 мм. Используется резиновая крошка по ТУ 38. 10436-76, ТУ 38. 105378- 77, ТУ 38. 108015-87.

Улучшение технологических свойств композиции обеспечивается, благодаря использованию в составе пластифицирующей композиции синергической смеси алкила- рилфосфатов, алициклического эпоксида и бутилметакрилатного полимера. Эффект проявляется, по-видимому, за счет снижения межфазного натяжения в граничном слое наполнитель-полимер и уменьшения поверхностной энергии системы.

Повышение стойкости покрытый к термоокислительному старению обеспечивается благодаря совместному использованию в составе композиции пластификатора и противостарителя. Эффект достигается за счет предотвращения образования гидроперок- сидных групп, инициирующих окисление фосфатами, входящими в состав пластификатора, и дезактивации возникающих в процессе окисления макрорадихалов фрагментами противостарителя. Помимо этого, наличие в составе пластификатора эпоксида - диоксида винилциклогексена способствует образованию в процессе от- верждения композиции трииэоциануратных узлов сшивания, являющихся более термостойкими по сравнению с уретановыми сшивками.

Композиция может содержать и другие целевые добавки, в частности, пигменты, которые не оказывают существенного влияния на обеспечение положительного эффекта, но могут вводиться в композицию для придания ей цвета.

Пример t. В смеситель помещают 30 г низкомолекулярного бутадиенпиперилено- вого каучука, 5 г оксида кальция. 80 г мела, 2 г глицерина, 0,05 г катализатора уретано- обраэования - дибутилдилауритана олова. 0,5 г противрстаритеяя - агидол а-1 и 40 г резиновой крошки. Смешение компонентов проводят в течение 10 минут. Затем добавляют 70 г каучука, 30 г мела, 16 г полиизоцианата марки Б и 15 г пластификатора. Смешение проводят в течение 10 минут. Полученную смесь заливают в форму и выдерживают до полного отверждения при температуре 1.8-25° С в течение 5-tO суток.

Композиции по примерам 2-12 готовят аналогичным образом.

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

Динамическую вязкость определяют с помощью ротационного вискозиметра РВ-8 системы Виларовича при 20° С. Твердость

по Шору А, условную прочность и относительное удлинение при растяжении определяют по известным методикам (ГОСТ 263-75, ГОСТ 270-75) Старение отвержден- ных композиций проводят согласно ГОСТ 9. 024-74 при температуре 100° С в течение 168ч.

Адгезионные свойства определяют методом отрыва на разрывной машине РМ-05, Для оценки адгезии композицию непбсред- ственно после приготовления наносят слоем толщиной 1-1,5 мм на поверхность двух кубиков из асфальтобенона или дерева с размером ребра 40 мм. Затем кубики склеивают и выдерживают в прижатом состоя- нии до испытания в течение 10 суток, при температуре 18-25° С.

Морозостойкость эластомеров характеризуют изменением удлинения образца при - 40° С по сравнению с этим показателем при комнатной температуре (ГОСТ 408-78).

При содержании в композиции пластификатора менее 10 мае. ч. не реализуется Эффект повышения стойкости к термоокислительному старению и улучшения техноло- гических свойств композиции, кроме того, снижается морозостойкость покрытия. При введении свыше 15 мае. ч, пластификатора наблюдается снижение физико-мехэниче- скихи адгезионных показателей композиции.

Количество оксида кальция оказывает влияние на монолитность отверждемной композиции. При содержании оксида кальция менее 5 мае. ч. снижается твердость покрытия из композиции следствии вспени- вания. Увеличение концентрации оксида кальция свыше 15 мае. ч. приводит к повышению вязкости композиций.

Увеличение содержания мела свыше 80 мае. ч. вызывает уменьшение условной прочности и относительного удлинения эластомеров. С уменьшением концентрации мела снижается твердость покрытия. 0

Использование глицерина в композиции менее 2 мае. ч. нецелесообразно из-за снижения физико-механических и адгезионных показателей, С увеличением содержания глицерина более 4 мае. ч. нарушается монолитность образцов вследствие вспени- вания.

Уменьшение концентрации полиизоци- аната менее 16 мае. ч. вызывает снижение комплекса физико-механических свойств покрытия, а повышение содержания лоли- изоцианата более 24 мае. ч. приводит к вспениванию образца.

Количество катализатора уретанообра- эования обосновывается сохранением необходимой жизнеспособности композиции,

при содержании катализатора свыше 1.0 мае. ч. композиция характеризуется быстрым нарастанием вязкости. При концентрации катализатора менее 0,01 мае. ч. значительно снижается скорость отвержде- ния композиции.

Использование в составе композиции менее 0,5 мае. ч. противостарителя не позволяет обеспечить стойкость покрытия к термоокислительному старению, а при введении более 3,0 мае. ч. противостарителя наблюдается снижение физико-механических показателей.

Преимуществом предлагаемой композиции является облегчение технологии укладки покрытия из нее, заключающееся в низкой вязкости, хорошей растекаемости и формуемое™ композиции. Другим преимуществом покрытий из предлагаемой композиции является увеличение срока службы. Период эксплуатации таких покрытий без ремонта увеличивается в 1,3-1,5 раз, что имеет важное значение в условиях органического производства композиций для монолитных наливных покрытий спортивного назначения.

Формула изобретения

Композиция для покрытий спортивных площадок на основе бутадиенопериленово- го каучука с мол. м. 1200-3200, включающая глицерин, полииэоцианат и катализатор уретанообразозания, отличающаяся тем, что, с целью улучшения технологических свойств композиции и повышения стойкости к термоокмслительному старению покрытий из нее, композиция дополнительно содержит пластификатор состава, мае. %:

дибутилфенилфосфат - 59-80;

дифенилбутилфосфат - 8-18; , трибутилфосфат -5,5-13.5;

трифенилфосфат -1-1,5;

диоксид винилциклогексена -0,5-1.0;

полибутилметакрилат - 5-7, оксид кальция, мел и противостаритель при следующем соотношении ингредиентов композиции, мае. ч.:

бутадиенпипериленооый

каучук с мол. м. 1200-3200 - 100;

глицерин -2-4;

полиизоцианат - 16-24;

катализатор уретанообразования -0,01-1,0;

оксид кальция -5-15;

мел -60-80;

противостаритель- 0,5-3,0;

пластификатор указанного

состава-10-15.

Таблица 1

Использование: устройство покрытий спортивных площадок. Сущность изобретении: композиция содержит, мае. ч: бутади- енпипериленовый каучук с мол. м. 1200-3200 100; глицерин 2-; полиизоцианат 16-24; катализатор уретанообразования 0,01-1.0; оксид кальция 5-15; мел 60-80; противостаритель 0,5-3,0 и пластификатор 10-15. Пластификатор представляет собой композицию состава, %: дибутилфенилфос- фат 59-80; дифенилбутилфосфат 8-18; три- бутилфосфат 5,5-13,5; трифенилфосфат 1-1,5; диоксид винилциклогексена 0,5-1,0 и полибутилметакрилат 5-7. Пластификатор указанного состава имеет следующие характеристики: температура вспышки learnt, кислотное число 0,10-0,17 мг КОН/г продукта, плотность при 20° С 1,05- 1,06 г/см , кинематическая вязкость при 20° С 6,3-6,6 сСт, показатель преломления 1,4685. Динамическая вязкость композиций при 20° С составляет 28-40 Па. с. Покрытия характеризуются повышенной стойкостью к термоокислительному старению. 2 табл. fe

Состав композиций

100

100

100

100

100

s

10

30

1|

20

0,05

0,05 0,5

0,01

фенилэмид 1-адаман- тилоирокатехинфосфо- ристой кислоты

П р и мечання. 1.0 составах 1,6 использован пластификатор, содержащий (мзсД) дибутилфенипфосфага - 59,

дифенилбутишфосфэта - 18, трибутилфосфата - 13,5, трифенилФосфата - 1,5, диоксид винил- цмклогексона - 1,0, попибутилмеракрилат - 7. в составе 3;Ю - либутипфенилфосфат - 80, лифсиипбутипфосфат - В, трибутилфосфэт - 5,5, трифенилфосфат - 1,0, диоксид вннилцикпо- гексенз - 0,5у полибутилметакрилата - 5. & составах 2,4,5 дибутияфенипфосфэт - 70, дифенилбутигфосфат - 12, триСутилфосфат 10, трифенилфосфэт - t,J,- диоксид винилцикло- гексена - 0,7, пояибу илметакрилат - 6,

8 составе 7,8 использован пластификатор, содержащий (масД) дибутилфеиилфосфат - 52, дифенмлбутипфосфат 20, трибутилфс-сфат 15, трифенилФосфат 2, диоксид вйнилцикло гексема - 2, полибутилнетякрилат - 9. в Составе 9 - дибутилфенилфосфат - 85, дифенилбутил- Фосфат - 6, трибутилфосФат - 5, трифеиилфосфат - 0,8, диоксидвкнилциклогвксена - 0,2, полибутияметзкрнлэт - 3.

2, В составах 1,2,5,7,В и 10 используется.полинэоцизнат марки Б; в составах 3,,,9,11,12, .а также в прототипе используется полиизоциэнат парки Д.

100

100

100 100

too

100 100 100 100

0,5 0.3

1,5

0,5

В.З 8,5

0,05

0,05

0,005

0,7

0,2

0,7 - - 2

Свойства композиций и покрытий

Динамическая «яэкость при ,

Па с55

Твердость по Нору, А: усл.ед. 47

Условная прочность, ,5

Относительное удлинение, S. 100

Коэффициенты изменения показателей после старения течение 168 ч при 100 С

по твердости 1.IJ

по условной прочности0,83

по относительному удлиненна 0,8

ядгеэия на отрыв,НПа ..« деревуI

к асфальтобетону0,53

Коаф.мороэостойкости при -40 С0,62

48

45 44 0,Э 1.3 70ПО

0.77

0.71

32403628

47475451

120НО100120

3037 9

485245

50462750

1,60,80,31,2

100 100 130 130 70 180 80

зец 0,33 О.Э4 0,59 1,00 1,07 0.88 Вспе. 0.6 0.88 1,33 0,75

0,92 0,91 0,9 0,92 1,1 0,9 нвн 0,57 0,86 0,6 0,75

ный

0,53-0,570,550,540,530,56

0.55 -0,910,760,830,870,90,62

1,30,40,20,8

0,540,10,070,4

0,680,970,60;87

Таблица 2

35306047

50462750

1,60,80,31,2

130 70 180 80

104

65

2,0

50

1,22 1,02 0,93 1,04

0.6 0.88 1,33 0,75

0,57 0,86 0,6 0,75

1,30,40,20,8

0,540,10,070,4

0,680,970,60;87