Холодная мастика для гидроизоляционных и герметизирующих работ

Холодная мастика для гидроизоляционных и герметизирующих работ

Реферат

Изобретение относится к составам холодных битумно-полимерных защитных покрытий, конкретнее к битумно-бутилкаучуковым, и может быть использовано для гидроизоляции и герметизации металлических и бетонных поверхностей.

Битумно-бутилкаучуковые защитные покрытия широко используются при проведении наружных работ по герметизации стыков сборных строительных конструкций, гидроизоляции бетонных и железобетонных сооружений промышленного и хозяйственного назначения, ремонта и устройства безрулонной кровли. К их достоинствам следует отнести высокую эластичность отвержденных покрытий и хорошую адгезию к различным материалам при температурах от минус 60 до плюс 120°С.

Мастики представляют собой раствор синтетического каучука в органическом растворителе с добавками пластификаторов, наполнителей, вулканизующих агентов, пигментов и специальных компонентов. В качестве синтетических каучуков используют атмосферостойкие каучуки, такие как хлор-сульфированный полиэтилен, бутилкаучук, этилен-пропиленовый тройной сополимер и некоторые другие (Гаевой С.Н. // Лакокрасочные материалы и их применение. 1995, №3-4, стр.37).

Наиболее известные из мастик Бутислан, Гермабутил, Пигментобутил, производимые OOO "Сигма" (г.Тольятти) представляют собой растворы бутилкаучука БК-1675 С(Т) в бензине или уайт-спирите, содержащие неактивные наполнители и модифицирующие добавки (Афанасьев С.В., Чугунов А.Ф. // Каучук и резина. 2001, №5, стр.11).

Наибольший интерес представляют мастики холодного отверждения, которые застывают при температуре окружающей среды и при этом имеют эластичную, нелипкую, но твердую поверхность.

Анализ существующих мастичных композиций на основе бутилкаучука показал, что известны составы изоляционных покрытий, содержащие или несодержащие битум, и в которые для улучшения их свойств вводятся различные добавки.

Известна мастика для герметизации стыков в полносборном домостроении, транспортных средств (Патент РФ №2063996, МПК⁶ С 09 К 3/10, опубл. 20.07.1996). Эта композиция содержит, мас.%: бутилкаучук 18-22, мягчитель на основе полиизобутилена 28-32, терпенфенолформальдегидная смола 8,0-9,2, повыситель клейкости 2-3, белая сажа 8-10, мел 10-12, тальк или каолин 12-15, олеиновая кислота 0,1, ацетонанил 1,0-1,4, отходы хлопчато-бумажного производства 1,5-2,5.

Недостатком мастики является наличие в ее составе отходов хлопчато-бумажного производства, содержащих асбест.

Известна герметизирующая композиция (Патент РФ №2213116, МПК⁷ С 09 К 3/10, опубл. 27.09.2003), которая применяется, в частности, в строительстве для герметизации стыков, а также неплотностей в транспортных средствах. Герметизирующая композиция содержит, мас.%: бутилкаучук 7,5-17,0, этиленпропилендиеновый каучук 0-8,5, краситель или пигмент 0-5, олигомерный мягчитель - полибутен или полиизобутен 23-26, канифольная смола Герлак - продукт полимеризации канифоли 2-4, мел 22-27, тальк или каолин 21-24, белая сажа 8-10, клеящая добавка - термоэластопласт ИСТ-30 или ДСТ-30р01 0,7-1,0.

Перебатываемость мастик в зависимости от состава исходных компонентов улучшается, когда в их состав вводят битум.

Известна композиция для герметизации и гидроизоляции строительных конструкций из бетона, стекла, металла (Патент РФ №1757222, МПК⁵ С 09 К 3/10, опубл. 28.02.1994), которая содержит, мас.%: бутилкаучук 5-10, этиленпропиленовый каучук 5-15, минеральное масло 15-25, инденкумароновая смола 1-3, битум 0,5-3, углерод технический 2-6, низкомолекулярный полиэтилен 1-5, поливинилхлорид 0,5-3, наполнитель (мел или известняк) - до 100%.

Недостатком этих композиций является использование нескольких видов синтетических каучуков, что удорожает композиции и усложняет способ их получения.

Улучшение эксплуатационных свойств мастик происходит при введении в их состав растворителей. Производство таких мастичных композиций упрощается, так как в качестве исходного сырья используется раствор каучука.

Известна битумная эмульсия (Патент РФ №2034004, МПК⁶ С 08 L 95/00, опубл. 30.04.95), которая содержит следующие компоненты, мас.%:

Бутилкаучук	4,5-6,5
Бензин	33-35
Соль октадецилтриметилендиамина	0,9-1,1
Стеариновая кислота	0,4-0,6
Вода	31-33
Едкий натр	0,25-0,27
Антисептик	0,25-0,26
Битум	Остальное

Композиция содержит свыше 20 мас.% битума и представляет собой эмульсию в воде, процесс приготовления которой достаточно сложен, а использование мастики связано с определенными трудностями.

Известна мастика битумная изоляционная (Патент РФ №2119935, МПК⁶ С 09 D 195/00, опубл. 10.10.98), которая состоит из следующих компонентов, мас.%:

Битум нефтяной	98,5-91,0
Бутилкаучук марки БК 1675	0,5-3,0
Топливо дизельное летнее	1,0-6,0

Данная композиция содержит в основном битум, что не способствует ее быстрому холодному отверждению.

В мастики для улучшения их вызреваемости или придания эластичности в сочетании с твердостью вводят различные смолы.

Так, мастика битумно-бутилкаучуковая изоляционная (Патент РФ №2124542, МПК⁶ С 09 D 195/00, опубл. 10.01.99) состоит из следующих компонентов, мас.%:

Битум	28-30
Бутилкаучук	6,0-8,0
Трансформаторное масло	2,0-6,0
Инден-кумароновая смола	2,0-4,0
Скипидар	10-11
Каолин	10,5-15,0
Нефрас	Остальное

Использование мастики, особенно в закрытых помещениях, экологически неприемлемо из-за присутствия в ней большого количества битума и сильно пахнущих соединений, таких, как скипидар.

Известна композиция мастики (Заявка РФ.№94004095, МПК⁶ С 09 D 195/00, опубл. 10.10.95), которая имеет состав, мас.%:

Битум	18,55-23,85
Бутилкаучук	4,485-1,325
Алюминиевая пудра	4,485-1,325
Растворитель	72,48-73,50

Однако в тексте описания указано, что нанесенный слой мастики следует подсушивать в течение 8 часов, а затем дополнительно подвергать тепловой обработке в течение 16 часов, что является существенным недостатком мастики, так как она не отвечает задаче изобретения придания мастике способности к холодному отверждению.

Наиболее близкой к предлагаемой композиции является композиция "Состава для получения защитного покрытия" (Патент РФ №2107080, МПК⁶ С 09 D 195/00, опубл. 20.03.98), включающего, мас.%:

Битум	17,8-50,0
Полимер	1,0-11,0
Пигмент-наполнитель	15,0-20,0
Растворитель	46,0-60,0
Неионогенное поверхностно-активное
вещество	0,5-3,0

В примерах в качестве полимера описано применение бутилкаучука (примеры 1-3, 5-7) или пиперилен-стирольного каучука (пример 4). В качестве пигмента (наполнителя) описано применение или алюминиевой пудры (пример 5), или железного сурика (пример 7), или окиси хрома (пример 6).

Основным недостатком композиции является большое содержание битума в композиции и высокое содержание пигмента (наполнителя), что способствует недостаточно высокой влагостойкости (42 суток), а также отсутствие вещества, создающего каркасность при вызревании мастики, что придает ей повышенную прочность.

Задачей изобретения является создание композиции, обладающей высокой влагостойкостью при сохранении механической прочности: адгезии к металлическим поверхностям, прочности при изгибе и ударе.

Поставленная задача решается разработкой состава холодной мастики для гидроизоляционных и герметизирующих работ, содержащей битум, полимер, железный сурик, стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод и растворитель, при этом в качестве полимера мастика содержит смесь нефтеполимерной смолы и/или нефтеполимерной олифы и галоидированного бутилкаучука при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Галоидированный бутилкаучук	2-20
Нефтеполимерная смола и/или
нефтеполимерная олифа	3-20
Стеариновая кислота	0,2-2
Оксид цинка	0,5-7
Технический углерод	2-7
Железный сурик	1-2
Битум	0-15
Растворитель	Остальное

Предлагаемое изобретение обладает критерием "новизна", так как содержит новые отличительные от прототипа признаки, такие как используемая в качестве полимера смесь галоидированного бутилкаучука, такого, как хлор- и/или бромбутилкаучук, и нефтеполимерной смолы и/или нефтеполимерной олифы. Мастика также содержит стеариновую кислоту, оксид цинка, углерод технический и железный сурик в новом соотношении всех компонентов.

Предлагаемое изобретение обладает критерием патентоспособности "изобретательский уровень", так как использованные новые компоненты состава в их сочетании не описаны в аналогичных составах. Кроме того, мастика по изобретению начинает отвердевать при 8°С, что позволяет использовать ее в различных климатических условиях.

Наличие в составе мастики по изобретению смеси галоидированного бутилкаучука и нефтеполимерной смолы и/или нефтеполимерной олифы, образующими каркасность при вызревании мастики, а также предлагаемое соотношение компонентов в ее составе, каждый из которых играет свою роль при вулканизации галоидированного бутилкаучука при температуре окружающей среды не ниже 8°С, позволяют достичь высокой влагостойкости мастики при сохранении ее механической прочности. В качестве нефтеполимерной смолы могут быть использованы твердые смолы, полученные ионной или радикальной полимеризацией или сополимеризацией алкенилароматических и алифатических углеводородов, а также дициклопентадиена, содержащихся во фракциях C₈-С₁₀ и С₅. В качестве нефтеполимерной олифы может быть использован раствор нефтеполимерной смолы в уайт-спирите, тяжелом бензине или любом другом подходящем растворителе. Наличие в минимальном количестве или отсутствие битума в составе мастики обусловлено температурой среды, при которой будет использоваться композиция.

"Промышленная применимость" предлагаемого изобретения подтверждается примерами конкретного выполнения.

Примеры 1-9

Для приготовления мастики готовят раствор галоидированного бутилкаучука (ТУ 2294-096-05766801-2000), например, в гексановом растворителе (нефрасе) (ТУ 38.1011228-90), тяжелом бензине (ТУ 0250-001-04855329-94), уайт-спирите (ГОСТ 3134-78), или любом другом подходящем растворителе и раствор нефтеполимерной смолы (ТУ 2451-089-05766801-99) или нефтеполимерной олифы (ТУ 2318094-05766801-2000). Нефтеполимерную смолу получают в результате термической полимеризации фракции С₉-пиролиза - побочного продукта производства этилена. По химическому составу она представляет собой смесь сополимеров стирола, винилтолуолов, индена и дициклопентадиена. Нефтеполимерная олифа - раствор нефтеполимерной смолы в уайт-спирите, тяжелом бензине или любом другом подходящем растворителе. В качестве растворителя нефтеполимерной смолы или олифы может быть использован, например, тяжелый бензин, уайт-спирит или любой другой подходящий растворитель.

Отдельно готовят раствор битума (ГОСТ 6617-76) в растворителе, например, тяжелом бензине, уайт-спирите или любом другом подходящем растворителе.

Готовые растворы битума и полимеров смешивают до получения однородного состава. В случае приготовления мастики, не содержащей битум, железный сурик (ГОСТ 8135-74), стеариновая кислота (ГОСТ 6484-96), углерод технический (ГОСТ 7885-86), оксид цинка (ГОСТ 10262-73) вводятся в смесь растворов галоидированного бутилкаучука и нефтеполимерной смолы и/или нефтеполимерной олифы, при наличии битума в составе мастики их вводят в полимерно-битумную смесь.

Состав предлагаемой холодной мастики для гидроизоляционных и герметизирующих работ приведен в таблице 1.

В таблице 2 представлены основные физико-механические свойства пленок, получаемых из предлагаемой мастики.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемое изобретение позволяет осуществлять гидроизоляционные и герметизирующие работы при температуре окружающей среды не ниже 8°С, при этом используемая мастика обладает высокими показателями влагостойкости и механической прочности.

Таблица 1
Компоненты, % масс.	№ примера
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Битум	15	3	2	7	6	10	0	15	0
Галоидированный бутилкаучук:
Хлорбутилкаучук	10		2		10			15
Бромбутилкаучук		10		20	10	10	15		20
Нефтеполимерная смола	3	5	20	0	0	2	7	0	10
Нефтеполимерная олифа	0	5	0	20	5	1	0	3	10
Стеариновая кислота	0,2	0,5	1	2	2	2	0,2	0,5	2
Оксид цинка	0,5	2	5	7	7	0,5	2	6	7
Технический углерод	2	7	5	7	5	2	7	5	7
Железный сурик	1	2	2	1	2	1	2	1,2	2
Бензин тяжелый	до 100						до 100
Гексановый растворитель (нефрас)		до 100		до 100	до 100	до 100		до 100
Уайт-спирит			до 100						до 100

Таблица 2
Наименование показателя	№ примера
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Внешний вид	Ровная, полуглянцевая пленка серого или коричневого цвета
Время высыхания до степени 3, ч	24	20	22	22	22	20	18	24	20
Адгезия пленки к металлической поверхности, балл	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Прочность пленки при изгибе по шкале гибкости, мм	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Температура начала отверждения, °С	8	8	8	8	8	8	8	8	8
Прочность пленки при ударе, кг/см2	50	50	50	50	50	50	50	50	50
Влагостойкость, сутки	240	240	240	240	240	240	240	240	240

Холодная мастика для гидроизоляционных и герметизирующих работ, содержащая битум, полимер, железный сурик и растворитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит стеариновую кислоту, оксид цинка и технический углерод, а в качестве полимера она содержит смесь нефтеполимерной смолы и/или нефтеполимерной олифы и галоидированного бутилкаучука при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Галоидированный бутилкаучук	2-20
Нефтеполимерная смола и/или
нефтеполимерная олифа	3-20
Стеариновая кислота	0,2-2
Оксид цинка	0,5-7
Технический углерод	2-7
Железный сурик	1-2
Битум	0-15
Растворитель	Остальное