Полимерная композиция для герметизации

Полимерная композиция для герметизации

Реферат

Изобретение относится к составам полимерных композиций, используемых для герметизации деформационных швов аэродромных и дорожных цементобетонных покрытий, подверженных значительным эксплуатационным воздействиям и температурным колебаниям.

Известна полимерная композиция [Патент РФ, RU 2059684 С1], включающая в свой состав бутадиен-стирольный термоэластопласт, адгезив, наполнитель, тиксотропную добавку и растворитель. Указанная композиция в качестве вяжущего содержит бутадиен-стирольный термоэластопласт, наполненный полистиролом, с содержанием последнего 3...80 мас.% и дополнительно - сополимер бутадиена со стиролом с содержанием связанного стирола 60...65 мас.% и блочного стирола 30...34 мас.%, антиоксидант при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

бутадиен-стирольный термоэластопласт	30,0...70,0
сополимер бутадиена со стиролом	30,0...70,0
адгезив	10,0...40,0
наполнитель	40,0...70,0
тиксотропная добавка	3,0...5,0
антиоксидант	0,5...1,5
растворитель	240,0...300,0

Указанный герметик имеет следующие недостатки: низкие ударная вязкость и стойкость к знакопеременным колебаниям, возможность полного отверждения при температурах выше 10°С.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к настоящему техническому решению является герметик [Патент РФ. RU 2014341 С1] на основе низкомолекулярного диенового каучука, содержащий в качестве вяжущего деструктированный бутадиен-стирольный сополимер, пластификатора - инденкумароновую смолу и дополнительно латекс высокостирольного бутадиен-стирольного сополимера, стабилизатор и органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

деструктированный бутадиен-стирольный каучук
с вязкостью 20-35 с при 20°С	35,0...55,0
ди-(поли) изоцианат	2,5...6,0
инденкумароновая смола	1,0...2,0
латекс высокостирольного
бутадиен-стирольного сополимера	3,0...7,0
стабилизатор	0,5...1,5
органический растворитель	35,0...55,0

Основными недостатками представленных материалов являются: очень сложный технологический процесс получения мастики для герметика, большая усадка материала при испарении растворителя. Кроме того, соотношение мастики и отвердителя составляет 1:25, т.е. необходимое количество отвердителя всего 4...4,5% от массы мастики. Поскольку плотность мастики около 1 г/см³, а отвердителя 1,35 г/см³, то в объемном соотношении эта величина еще меньше. При перемешивании мастики и отвердителя при этом соотношении очень сложно добиться тщательного распределения отвердителя в мастике. Это приводит к неравномерному протеканию процесса отверждения герметизирующего материала, а, как следствие, к нарушению однородности его структуры и снижению общих физико-механических характеристик.

Указанный материал можно заливать только абсолютно в горизонтальные швы, поскольку вязкость материала составляет около 350 с по В3-4. Даже при незначительных уклонах (уклон поперечных швов аэродромных покрытий составляет 0,01) за время полной полимеризации (2...2,5 час) герметик стекает по уклону. Как было сказано ранее, содержание сухого вещества в герметике составляет 65...70%, что приводит к усадочным деформациям и впоследствии к адгезионному отрыву или когезионному разрыву с образованием трещин.

Данное изобретение направлено на снижение стоимости композиционного материала за счет использования недорогой ненасыщенной полиэфирной смолы, повышение технологической вязкости, стойкости к знакопеременным колебаниям, снижение температуры применения.

Это достигается тем, что полимерная композиция для герметизации включает в свой состав: полимерное вяжущее, отвердитель, пластификатор, наполнитель и модифицирующие добавки, отличающаяся тем, что в качестве полимерного вяжущего содержит ненасыщенную полиэфирную смолу, имеющую реакционно-способные концевые гидроксильные группы; в качестве отвердителя - жидкий толуилендиизоцианат; в качестве пластификатора - дибутилфталат ДБФ; в качестве наполнителя - молотый мраморный кальцит; в качестве модифицирующих добавок содержит антиоксидант агидол 21, антипор - негашеную известь и загуститель - технический вазелин или литол и сиккатив СЖ1П-35 в качестве катализатора, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ненасыщенная полиэфирная смола	56...58
отвердитель-толуилендиизоцианат	7...9
пластификатор-дибутилфталат ДБФ	0,8...1
наполнитель- молотый мраморный кальцит	26...28
антиоксидант - агидол 21	1...2
антипор - негашеная известь	1,5...2
загуститель - технический вазелин, литол	1...2
катализатор - сиккатив СЖ1П-35	1,4...1,5,

причем композиция не содержит органические растворители.

В композиции используют ненасыщенную полиэфирную смолу марки ПЭС-3003, содержащую реакционно-способные концевые гидроксильные группы (гидроксильное число 51,0...56,0). Указанную ненасыщенную смолу выпускают в промышленных масштабах. Для расширения сырьевой базы предлагаемой композиции возможно также использование иных ненасыщенных полиэфирных смол с реакционно-способными концевыми гидроксильными группами, например ПЭС-5003-2Б-10 (ТУ 2226-008-10488057-94).

Полное отверждение композиции осуществляется жидким толуилендиизоцианатом при температурах не ниже -20°С.

Исключение из состава композиции органических растворителей устраняет усадку, а введение загустителя позволяет регулировать технологическую вязкость при применении в зависимости от температуры покрытия.

Примеры.

Предлагаемая полимерная композиция содержит в качестве вяжущего ненасыщенную полиэфирную смолу, имеющую концевые реакционно-способные гидроксильные группы. В отношении этих групп наибольшую активность проявляют полиизоцианаты, причем отверждение может протекать и при отрицательных температурах. В процессе протекания реакции образуется небольшое количество газообразных продуктов, которое поглощается компонентом смеси - антипором.

Для увеличения стойкости герметиков, получаемых на основе указанной ненасыщенной полиэфирной смолы, к различным видам деструкции в состав композиции вводят агидол 21, используемый в производстве антиоксидантов синтетических каучуков, представляющий собой смесь диалкилфенолов с их содержанием не более 15% по массе.

С целью ускорения процесса пленкообразования предлагаемой композиции в ее состав включен жидкий масляно-талловый сиккатив СЖ1П-35 активный по отношению к гидроксильным группам.

Состав и некоторые физико-механические и технологические характеристики предлагаемой полимерной композиции представлены в табл.1 и 2.

Таблица 1
Составы предлагаемой полимерной композиции
Компоненты	Содержание компонентов, % мас.
	1	2	3	4
ненасыщенная полиэфирная смола ПЭС-3003 (ТУ 2226-008-10488057-94)	56	57	58	56
катализатор - сиккатив СЖ1П-35 (ТУ 205-2966756-09-93)	1,4	1,5	1,5	1,4
отвердитель - толуилендиизоцианат	8	8	9	8
антиоксидант - агидол 21 (ТУ 6-14-717-76)	2	1	2	2
наполнитель - молотый мраморный кальцит	28	28	26	28
антипор - негашеная известь	1,8	2	1,5	2
пластификатор-дибутилфталат ДБФ (ГОСТ 8728-88	0,8	0,8	1	0,8
загуститель - технический вазелин, литол (литол 24 ГОСТ-21150-87)	2	1,7	1	13
Итого:	100	100	100	100
Таблица 2
Физико-механические и технологические характеристики
Показатели	Результаты испытаний полимерной композиции по составам
	1	2	3	4	Прототип
Полное отверждение, ч (при t=-10°С)	2,3	2,5	2,0	2,5	5,0
Относительное удлинение, %	650	660	690	645	600
Относительное удлинение при -30°С,%	330	380	410	380	350
Температура хрупкости не менее, °С	-50	-65	-87	-72	-80
Рабочая температура применения, °С	-10	-12	-15	-11	-10
Усадка, %*	0,1	0,4	0,1	0,2	12
Вязкость при 20°С, с*	42	42	49	45	38
Количество циклов растяжения до 200%, тыс. цикл*	2,2	2,1	2,9	2,5	1,8
* Приведенные данные определяли согласно ГОСТ 30740-2000

Полимерная композиция для герметизации, включающая полимерное вяжущее, отвердитель, пластификатор, наполнитель и модифицирующие добавки, отличающаяся тем, что в качестве полимерного вяжущего содержит ненасыщенную полиэфирную смолу, имеющую реакционно-способные концевые гидроксильные группы; в качестве отвердителя - жидкий толуилендиизоцианат; в качестве пластификатора - дибутилфталат ДБФ; в качестве наполнителя - молотый мраморный кальцит; в качестве модифицирующих добавок содержит антиоксидант агидол 21, антипор - негашеную известь и загуститель - технический вазелин или литол и сиккатив СЖ1П-35 в качестве катализатора, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ненасыщенная полиэфирная смола	56...58
отвердитель - толуилендиизоцианат	7...9
пластификатор - дибутилфталат ДБФ	0,8...1
наполнитель - молотый мраморный кальцит	26...28
антиоксидант - агидол 21	1...2
антипор - негашеная известь	1,5...2
загуститель - технический вазелин, литол	1...2
катализатор - сиккатив СЖ1П-35	1,4...1,5

причем композиция не содержит органические растворители.