Слабогорючая химически стойкая полимерная композиция

Слабогорючая химически стойкая полимерная композиция

Реферат

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к получению химически стойких, слабогорючих (Г1) наполненных эпоксидно-каучуковых композиций, которые могут быть использованы для ремонта и восстановления строительных конструкций.

Известна композиция для огнестойких покрытий, содержащая, мас.%: эпоксидная диановая смола 54,2-60,8, низкомолекулярный бутадиеннитрильный каучук 9,9-16,2, аминный отвердитель 5,9-7,3, ферроцен 0,2-0,3, продукт взаимодействия отхода производства тетрабромдифенилолпропана стадии бромирования и эпихлоргидрина при их массовом соотношении 1:(1,2-2,1), с содержанием эпоксидных групп 7-9% и содержанием брома 53-57% 11,8-14,2, неорганический пигмент - остальное (Авт. св. СССР №1627551, C09D 163/02, 15.02.1991).

Недостатками данного технического решения являются: низкая механическая прочность эпоксидных полимеррастворов, невысокая адгезия их к металлу.

Известна огнезащитная полимерная композиция пониженной горючестью, содержащая, мас.%: эпоксидная диановая смола 31,25-36,50, низкомолекулярный полибутадиеновый каучук с молекулярной массой 2000-3000 1,30-3,29, трихлордифенил 7,30-9,38, хлорпарафин 3,51-4,69, аминный отвердитель - полиэтиленполиамин 3,12-5,26, хлоргидриновый эфир пентабромфенола 6,62-9,15, α-оксиэтилферроцен 0,03-0,16, минеральный наполнитель - остальное (Авт. св. СССР №1548196, C08L 63/02, 07.03.1990. - прототип).

Недостатками данного технического решения являются: низкая механическая прочность эпоксидных полимеррастворов, используемых для ремонта и восстановления строительных конструкций, и невысокая адгезия их к металлу.

Целью изобретения является повышение прочности эпоксидно-каучуковых композиций для покрытий при ремонте и восстановлении бетонных и железобетонных строительных конструкций.

Поставленная задача достигается тем, что слабогорючая химически стойкая полимерная композиция, содержащая эпоксидную диановую смолу, аминный отвердитель, каучук и минеральный наполнитель, содержит минеральный наполнитель, обработанный низкотемпературной плазмой с T_e=3·10^-2 кве и n_e=10¹⁸ см^-3 по способу (Патент RU №2448768 С2 от 28.07.2010), а в качестве каучука - смесь бутадиен-нитрильного каучука или низкомолекулярного полибутадиена и трихлордифенила в соотношении 1:1, и дополнительно - трехоксид сурьмы и продукт бромирования 1,1-дихлор-2,2-ди(4-хлорфенил)этилена, содержащий 50,44% брома, 22,38% хлора, 26,54% углерода и 0,64% (Дорофеев В.Т., и др. Разработка новых химических элементов продуктов на основе ДДТ. Сб. тез. докладов XV Менделеевского съезда по общей и прикладной химии, т.1, Минск, 1993, с.128) водорода при следующем соотношении компонентов, мас.%:

эпоксидная диановая смола	26,88-33,67
аминный отвердитель	2,53-3,90
смесь бутадиен-нитрильного каучука
или низкомолекулярного полибутадиена
и трихлордифенила в соотношении 1:1	10,12-15,28
указанный минеральный наполнитель	39,86-46,70
трехоксид сурьмы	1,63-2,85
продукт бромирования
1,1-дихлор-2,2-ди (4-хлорфенил) этилена	5,19-8,55

В качестве эпоксидной диановой смолы используют олигомеры марок ЭД-20 и ЭД-22 (ГОСТ 10587-84), в качестве аминного отвердителя - полиэтиленполиамин (ПЭПА, ТУ 2413-357-00203447-99), триэтилентетрамин (ТЭТА, ТУ 6-09-05-805-78), диэтилентетрамин (ДЭТА, ТУ 6-02-433-78). Для повышения упруго-эластических характеристик эпоксидных композиций применяют смесь бутадиен-нитрильных каучуков марки СКН-18-1А, СКН-26-1А (ТУ 38.303-01-41-92) или низкомолекулярного полибутадиена СКДН-Н с молекулярной массой 2000-3000 (ТУ 38.103515-82) и трихлордифенила в соотношении 1:1. Продукт бромирования 1,1-дихлор-2,2-ди(4-хлорфенил)этилена, содержащий 50,44% брома, 22,38% хлора, 26,54% углерода и 0,64% водорода, с температурой начала разложения 271°С используют в качестве антипирена, трехоксид сурьмы (ТУ 48-14-1-88) - в качестве синергиста. В качестве кислотостойкого минерального наполнителя используют андезит (ГОСТ 22263-76), маршалит (ТУ 501-217-77, ТУ 9077-82), диабазовую муку (ТУ 5716-001-41357914) или кварцевую муку (ГОСТ 3077-82).

С целью повышения прочности полимерной композиции минеральный наполнитель обрабатывают низкотемпературной плазмой в плазмо-химическом реакторе.

Физико-механические свойства эпоксидных композиций определяли по действующим ГОСТам: разрушающее напряжение при растяжении, изгибе и сжатии по ГОСТ 11262-80, ГОСТ 4648-81, ГОСТ 4670-82 соответственно, водопоглощение - по ГОСТ 10634-78, адгезионную прочность (по отрыву) к бетону и металлу - по ГОСТ 14760-79, коэффициент стойкости - по ГОСТ 21826-76.

Таблица 1
Компоненты	Содержание, мас.% по примеру			Прототип, SU №1548196
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Эпоксидная диановая смола:
ЭД-20	32,47	-	33,22	-	33,67	-	30,21	-	29,85	-	35,23
ЭД-22	-	31,65	-	28,25	-	26,88	-	31,65	-	27,47	-
Каучук: СКН-18-1А	6,49	-	7,64	-	-	6,72	6,65	-	-	-	-
СКН-26-1А	-	6,65	-	-	-	-	-	5,06	5,97	6,87	-
СКДН-Н	-	-	-	6,78	6,06	-	-	-	-	-	1,3
Трихлордифенил	6,49	6,65	7,64	6,78	6,06	6,72	6,65	5,06	5,97	6,87	7,5
Аминный отвердитель:
ПЭПА	3,90	-	2,67	-	-	-	3,02	-	3,58	-	4,93
ТЭТА	-	3,15	-	3,39	-	3,22	-	-	-	-	-
ДЭТА	-	-	-	-	3,37	-	-	2,53	-	3,30	-
Трехоксид сурьмы	1,63	1,90	2,33	2,54	2,69	2,69	2,11	2,85	2,39	2,20	3,51 - хлорпарафин
Продукт бромирования 1,1-дихлор-2,2-ди (4-хлорфенил) этилена	5,19	5,70	6,64	7,06	7,74	8,07	6,04	8,55	7,46	6,59	9,15-хлоргидриновый эфир пентабромфенила
Минеральный наполнитель, обработанный (модифицированный) неравновесной плазмой в плазмохимическом реакторе:											0,1-α-оксиэтилферроцен
Андезит	43,83	-	39,86	-	-	-	45,32	-	-	-	38,28
Маршалит	-	44,30	-	45,20	-	45,70	-	-	-	-	-
Диабазовая мука	-	-	-	-		-	-	44,30	-	46,70	-
Кварцевая мука	-	-	-	-	40,41	-	-	-	44,78	-	-

Таблица 2
Показатели	Свойства отвержденной композиций по примеру			Прототип, SU №1548196
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Разрушающее напряжение, МПа:
при растяжении	36,1	35,6	35,7	35,2	35,9	36,4	35,4	35,5	35,8	34,8	28,9
при изгибе	75,3	74,8	75,0	74,4	75,1	75,5	69,5	69,8	69,2	67,8	58,3
при сжатии	159,0	158,8	159,0	157,6	159,1	160,1	158,4	154,9	157,9	157,5	126,1
Водопоглощение за 30 суток, %	0,09	0,11	0,08	0,12	0,07	0,13	0,09	0,10	0,10	0,11	0,16
Твердость по Бринеллю, МПа	42,3	41,8	42,0	41,5	41,9	42,5	43,0	41,7	41,5	42,1	317
Кислородный индекс, %	29,9	30,0	31,2	30,6	31,3	31,1	31,8	30,9	32,0	31,3	33,4
Коэффициент дымообразования в режиме горения, м2/кг	630	630	610	620	600	580	560	620	560	580	660
Ударная вязкость, кДж/см2:
без эластичного подслоя	6,5	6,4	6,3	6,2	6,7	6,6	6,8	6,7	6,7	6,8	5,9
с эластичным подслоем	10,3	10,2	9,9	9,7	10,4	10,5	10,5	10,7	10,9	10.6	9,7
Адгезионная прочность (при отрыве), МПа:
к бетону марки 300	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0	6,0	3,0	3,0	3,0	3,0
к металлу	7,2	7,4	6,9	6,5	6,8	6,4	6,7	6,5	6,7	6,6	4,8
Истираемость на приборе Шопера, мгм	46	49	47	48	46	45	45	45	48	47	52

Слабогорючая химически стойкая полимерная композиция, содержащая эпоксидную диановую смолу, аминный отвердитель, каучук и минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что она содержит минеральный наполнитель, обработанный низкотемпературной плазмой, а в качестве каучука - смесь бутадиен-нитрильного каучука или низкомолекулярного полибутадиена и трихлордифенила в соотношении 1:1 и дополнительно - трехоксид сурьмы и продукт бромирования 1,1-дихлор-2,2-ди(4-хлорфенил)этилена, содержащий 50,44% брома, 22,38% хлора, 26,54% углерода и 0,64% водорода при следующем соотношении компонентов, мас.%:

эпоксидная диановая смола	26,88-33,67
аминный отвердитель	2,53-3,90
смесь бутадиен-нитрильного каучука
или низкомолекулярного полибутадиена
и трихлордифенила в соотношении 1:1	10,12-15,28
указанный минеральный наполнитель	39,86-46,70
трехоксид сурьмы	1,63-2,85
продукт бромирования
1,1-дихлор-2,2-ди(4-хлорфенил) этилена	5,19-8,55