Биостойкий гидроизоляционный полимерный материал

Биостойкий гидроизоляционный полимерный материал

Реферат

1. Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области переработки полимеров, в частности к производству искусственных кож, которые могут быть использованы для облицовки бассейнов.

2. Уровень техники

Известен гидроизоляционный материал «Изол» (ГОСТ 10296-79).

Указанный материал не может быть использован для отделки бассейнов по причине низкой устойчивости к перепадам температуры, недостаточной условной прочности (4,8 МПа), темной окраски.

Известен также рулонный кровельный материал (патент №2372198 RU), содержащий защитный слой и подложку, состоящие из композиций на основе ПВХ, и размещенной между ними полимерной сетки. Однако указанный материал обладает низкой светостойкостью - 3 балла, недостаточной устойчивостью к действию микроорганизмов (грибостойкость - 4 балла), водопоглощение за 24 часа в % по массе составляет более 1%, морозостойкость минус 20°C, условная прочность - 9,8 МПа.

3. Раскрытие изобретения

Задачей данного изобретения является создание биостойкого, гидроизоляционного полимерного материала с повышенной устойчивостью к истирающим нагрузкам и атмосферным явлениям, пригодного для использования в качестве облицовочного материала при изготовлении бассейнов.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в качестве основы для биостойкого гидроизоляционного материала, состоящего из полиэфирной основы с полимерным покрытием, используют сетку, выполненную из нити перевивочного переплетения с размером ячейки 2×2 мм, с поверхностной плотностью 80 г/м², при этом соотношение полиэфирной основы и поливинилхлоридного покрытия составляет 1:18.

Для достижения устойчивости к истирающим нагрузкам, колебаниям температуры (атмосферным явлениям), к средствам очистки, дезинфекции воды и бассейна, полимерное покрытие на основе суспензионного поливинилхлорида с константой Фикентчера 70÷72 дополнительно содержит смесь пластификаторов: диоктилфталат (ДОФ), диоктиладипинат (ДОА), лапроксид БД с массовой долей эпоксидных групп (28÷34)%, бутадиен-нитрильный каучук синтетический с массовой долей акрилонитрила (26÷30)% в соотношении 1:0,8:0,2:0,6 соответственно.

В качестве термо- и светостабилизатора используется карбоксилатный барий-, цинксодержащий стабилизатор Baerostab UBZ 711 - 1x RF.

Устойчивость к образованию водорослей и микроорганизмов достигается введением противогрибковой бактерицидной добавки 2-octil-3(2H) isothiosolone (OIT) «Бионейтрал М 10».

4. Осуществление изобретения

Биостойкий гидроизоляционный полимерный материал включает полиэфирную основу и поливинилхлоридное покрытие. Материал отличается тем, что основа выполнена из нити полиэфирной перевивочного переплетения с размером ячейки 2×2 мм, при этом массовое соотношение слоев составляет - лицевой:промежуточный (полиэфирная основа):изнаночный -9:1:9 соответственно, а массовое соотношение слоев полиэфирная основа:полимерное покрытие - 1:18, полученный на основе суспензионного поливинилхлорида и дополнительно содержащий смесь пластификаторов - диоктилфталата, диоктиладипината, лапроксида БД с массовой долей эпоксидных групп (28÷34)% и бутадиен-нитрильного каучука синтетического с массовой долей акрилонитрила (26÷30)% в соотношении 1:0,8:0,2:0,6 соответственно; в качестве термо-, светостабилизатора используется стабилизатор Baerostab UBZ 711 - 1x RF; в качестве биодобавки - Бионейтрал М 10; для окрашивания композиции применяются пигменты: диоксид титана, пигмент голубой фталоцианиновый, пигмент зеленый фталоцианиновый, а количественный состав поливинилхлоридной композиции выбран при следующем соотношении, масс. ч.:

1. Поливинилхлорид марки С-7059М	100,0
2. Диоктилфталат (ДОФ)	25,0
3. Диоктиладипинат (ДОА)	20,0
4. Лапроксид БД	5,0
5. Бутадиен-нитрильный каучук синтетический
марки БНКС-28	15,0
6. Стабилизатор Baerostab UBZ 711-1xRF	3,0
7. Бионейтрал М 10	2,0
8. Пигменты	2,5

В качестве сырья используются компоненты, приведенные в таблице 4.

В качестве основы при изготовлении биостойкого гидроизоляционного полимерного материала используется полиэфирная сетка по ТУ БУ 200048573.184 - 2010.

Физико-механические показатели полиэфирной сетки приведены в таблице 3.

При изготовлении биостойкого гидроизоляционного полимерного материала соблюдается следующая последовательность технологических операций:

1) приготовление полимерной композиции в 2-стадийном турбосмесителе;

2) обработка в интенсивном смесителе;

3) обработка на вальцах;

4) обработка в экструдере;

5) нанесение полимерного покрытия на основу на 3-валковом каландре.

Реализация изобретения с разными конкретными значениями отличительных признаков показана в примерах 1-8 и в таблицах 1, 2.

Пример 1

Поливинилхлорид марки С-7059М, ди-(2 этилгексил)фталат(ДОФ), ди-(2 этилгексил)адипинат(ДОА), Лапроксид БД, стабилизатор Baerostab UBZ 711 - 1x RF, Бионейтрал M 10, взятые в соотношении 100:25:20:5:3:2, обрабатываются в 2-стадийном турбосмесителе при температуре (110÷120)°C в течение (7÷10) минут.

В интенсивный смеситель, нагретый до 150°C, загружаются предварительно развальцованный бутадиен-нитрильный каучук синтетический марки БНКС-28, набухшая ПВХ - композиция из 2-стадийного смесителя; предварительно затертые в пасты с диоктилфталатом пигменты (диоксид Ti и пигмент голубой фталоцианиновый) - (1:0,8), взятые в количестве 2,0 и 0,5 масс. ч. на 100 масс. ч. ПВХ соответственно.

Полученная смесь обрабатывается в течение 3-х минут. Соотношение пластифицирующих добавок 1:0,8:0,2:0,6 соответственно. ПВХ - пластикат после интенсивного смесителя обрабатывается на вальцах и в экструдере.

На полиэфирную основу с техническими показателями, приведенными в таблице 3, на каландре наносится на обе стороны полимерное покрытие таким образом, чтобы соотношение слоев по массе составляло:

лицевой:промежуточный:изнаночный (9:1:9), соответственно.

Пример 2

Аналогичен примеру 1, но соотношение пластификаторов составляет 1:0,5:0,13:0,67 соответственно, количество стабилизатора составляет 4 масс. ч. на 100 масс. ч. ПВХ, содержание пигментов - диоксид Ti, пигмент зеленый фталоцианиновый составляет 2,0 и 0,5 масс. ч. на 100 масс. ч. ПВХ соответственно.

Пример 3

Аналогичен примеру 1, но соотношение пластификаторов составляет 1:1,25:0,3:0,5 соответственно, количество стабилизатора составляет 2 масс, ч., содержание пигментов - диоксид Ti, пигмент голубой фталоцианиновый составляет 1,5 и 0,5 масс. ч. на 100 масс. ч. ПВХ соответственно.

Пример 4

Аналогичен примеру 1, но содержание биодобавки составляет 1 масс. ч. на 100 масс. ч. ПВХ, содержание пигментов - диоксид Ti, пигмент зеленый фталоцианиновый составляет 2,0 и 1,0 масс. ч. на 100 масс. ч. ПВХ соответственно.

Пример 5

Аналогичен примеру 1, но соотношение слоев - лицевой:промежуточный:изнаночный составляет 6:1:12 соответственно.

Пример 6

Аналогичен примеру 1, но соотношение слоев - лицевой:промежуточный:изнаночный составляет 12:1:6 соответственно.

Пример 7

Аналогичен примеру 1, но соотношение - полиэфирная основа:полимерное покрытие составляет 1:16 соответственно.

Пример 8

Аналогичен примеру 1, но соотношение полиэфирная основа:полимерное покрытие составляет 1:20 соответственно.

Полученный материал испытывался на физико-механические показатели в соответствии с действующими ГОСТами (таблица 2, 3).

Как видно из данных, приведенных в таблице 2, примере 1, количественный состав поливинилхлоридной композиции для покрытия является оптимальным и позволяет получить заявленный в описании биостойкий, гидроизоляционный материал, соответствующий современным требованиям.

Технический результат выражается в использовании основы полиэфирной сетки, выполненной из нити перевивочного переплетения с размером ячейки 2×2 мм с поверхностной плотностью 80 г/м², при этом соотношение полиэфирной основы и поливинилхлоридного покрытия составляет 1:18.

При использовании предложенной поливинилхлоридной композиции биостойкий, гидроизоляционный материал дает надежные физико-механические показатели, за счет использования эффективных пластифицирующих, стабилизирующих и биодобавок, обеспечивается устойчивость к температурным перепадам от минус 35°C до плюс 80°C, атмосферным воздействиям, устойчивость к действию микроорганизмов (3 балла) и образованию водорослей, хорошая свариваемость (прочность сварного шва на сдвиг - 0,39), стойкость к процессам гниения, высокая устойчивость к истиранию (100 г/кВт·ч).

Таблица 1
СОСТАВ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ
№ п/п	Наименование показателей	Прототип	Примеры
Массовые части
1	2*	3***	4****	5	6**	7	8**
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1.	Поливинилхлорид суспензионный марка
	С-7059М	35÷55	100	100	100	100	100	100	100	100
2.	Пластификатор:
	диоктилфталат (ДОФ)	23÷53	25	30	20	25	25	25	25	25
	диоктиладипинат (ДОА)	-	20	15	25	20	20	20	20	20
	лапроксид БД	-	5	4	6	5	5	5	5	5
	бутадиен-нитрильный каучук синтетический
	марка БНКС-28	-	15	20	10	15	15	15	15	15
3.	Стабилизатор Baerostab UBZ 711-lx RF	-	3	4	2	3	3	3	3	3
4.	Бионейтрал M 10	-	2	3	2	1	2	2	2	2
5.	Пигменты, в том числе:-диоксид Ti-пигмент голубой фталоцианиновый-пигмент зеленый фталоцианиновый	-	2,52,00,5-	2,52,0-0,5	2,01,50,5-	3,02,0-1,0	2,52,00,5-	2,52,00,5-	2,52,00,5-	2,52,00,5-
6.	Мел	5÷15	-	-	-	-	-	-	-	-
7.	Стабилизаторы
	(стеарат Са, стеарат Cd, Ba/Cd стеарат)	1÷2,5	-	-	-	-	-	-	-	-
8.	Отходы производства	30	-	-	-	-	-	-	-	-
	Итого:		172,5	178,5	167,0	172,0	172,5	172,5	172,5	172,5
Примечание: * - наблюдается образование налета на поверхность** - технологические сложности при нанесении лицевого покрытия*** - изменение цвета при обработке на оборудовании**** - не пригоден при изготовлении бассейна

Таблица 2
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
№ п/п	Наименование показателей	Прототип	Примеры
1	2	3	4	5	6	7	8
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1.	Толщина, мм		1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,2	1,5
2.	Масса 1 кв.м, г		1520	1520	1520	1520	1520	1520	1380	1680
3.	Масса 1 кв.м полимерного покрытия, г
	- лицевой слой		720	720	720	720	480	960	640	800
	- изнаночный слой		720	720	720	720	960	480	640	800
4.	Истираемость, г/кВт·ч	210	100	98	105	110	100	100	98	98
5.	Морозостойкость, °C	-25	-35	-30	-40	-35	-35	-35	-35	-35
6.	Прочность связи пленочного покрытия
	с основой, кгс/см		1,4	1,2	1,4	1,4	1,5	0,8	1,5	1,0
7.	Грибостойкость, баллы	4	2	1	2	3	2	2	2	2
8.	Светостойкость, баллы	3	5	5	4	5	5	5	5	5
9	Прочность сварного шва на сдвиг, кН	-	0,30	0,27	0,30	0,29	0,32	0,21	0,31	0,26
10.	Условная прочность, МПа	9,8	16,4	16,0	16,2	15,8	16,2	16,4	16,0	16,2
11.	Водопоглощение, по массе за 24 часа, %	более 1	0,9	1,0	0,9	0,9	1,0	0,9	0,9	1,0

Таблица 3
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЛИЭФИРНОЙ СЕТКИ
№ п/п	Наименование показателей	Значение
1	2	3
1.	Поверхностная плотность, г/м2	80±4
2.	Ширина, см	160±2
3.	Разрывная нагрузка полоски (50×200) мм, Н
	- в продольном направлении	300
	- в поперечном направлении	350
4.	Размер ячеек, мм	2×2

Таблица 4
ХАРАКТЕРИСТИКА ИСПОЛЬЗУЕМЫХ КОМПОНЕНТОВ
№ п/п	Наименование	Основные качественные показатели	Значение
1	2	3	4
1.	Поливинилхлорид	1. Агрегатное состояние	Порошок
	суспензионный	2. Количество загрязнений и
	ПВХ С - 7059М,	посторонних включений, шт., не более	16
	ГОСТ 14332-78	3. Значение K	70÷72
		4. Насыпная плотность, г/см3	0,45÷0,55
		5. Остаток после просева
		на сите №0315, %, не более	0,5
		на сите №0063, %. не более	95
2.	Бутадиен-нитрильный	1. Агрегатное состояние	Твердое аморфное вещество
	синтетический каучук		от желтого до коричневого
	марка БНКС-28,		цвета
	ТУ 38.30313-98	2. Вязкость по Муни (100°C)
		марка А	45÷65
		марка Б	58÷68
3.	Пластификатор -	1. Агрегатное состояние	Прозрачная маслянистая
	диоктилфталат,		жидкость без механических
	ГОСТ 8728-88		примесей
		2. Кислотное число, мг КОН/г, не более	0,07
		3. Температура кипения, °C	231
		4. Температура вспышки, °C	205
4.	Пластификатор -	1 Агрегатное состояние	Прозрачная маслянистая
	диоктиладипинат,		жидкость без механических
	ГОСТ 8728-88		примесей
		2. Кислотное число, мг КОН/г, не более	0,1
		3. Температура кипения, °C	214
		4. Температура вспышки, °C	196
5.	Пластификатор -	1. Агрегатное состояние	Прозрачная жидкость от
	Лапроксид БД		бесцветного до желтого цвета
	ТУ 2225-048-10488057-	2. Массовая доля эпоксидных групп, %	28-33
	2009	3. Массовая доля гидролизуемого хлора,
		%, не более	0,5
		4. Массовая доля воды, %, не более	0,2
		5. Вязкость динамическая при 20°C,
		МПа в пределах	10-30
6.	Стабилизатор Baerostab	Агрегатное состояние	Прозрачная жидкость
	UBZ 711-1x RF
7.	Бионейтрал М 10	1. Агрегатное состояние	Прозрачная жидкость от
	ТУ 2499-023-96752756-		желтого до темно желтого
	2009		цвета с характерным запахом
		2. Плотность при 20°C, г/см3	1,092±0,02
		3. Показатель преломления	1,4465±0,08
8.	Диоксид Ti	1. Агрегатное состояние	Белый порошок
		2. Массовая доля летучих, %	не более 0,5
		3. Укрывистость, г/м2	не более 40
9.	Пигмент голубой фталоцианиновыйГОСТ 6220-76	1. Агрегатное состояние2. Концентрация по отношению к стандартному образцу, %3. Оттенок4.Содержание воды, %5. Содержание растворимых в воде веществ6. Реакция водной вытяжки	Однородный порошок синего цвета100Соответствует стандартному образцуне более 1,5не более 1,06,5÷7,5
10.	Пигмент зеленый	1. Агрегатное состояние	Однородный порошок
	фталоцианиновый ТУ 2463-012-40476089-2001	2. Устойчивость к свету в связующем 1:10 TiO2, баллы3.Маслоемкость, г/100г пигмента,не более	5÷650

Биостойкий гидроизоляционный полимерный материал, включающий полиэфирную основу и поливинилхлоридное покрытие, отличающийся тем, что основа выполнена из нити полиэфирной перевивочного переплетения с размером ячейки 2×2 мм, при этом массовое соотношение слоев составляет - лицевой:промежуточный:изнаночный - 9:1:9 - соответственно, а массовое соотношение слоев - полиэфирная основа:полимерное покрытие - 1:18, полученный на основе суспензионного поливинилхлорида и дополнительно содержащий смесь пластификаторов - диоктилфталата, диоктиладипината, диглицедилового эфира 1,4-бутандиола лапроксида БД с массовой долей эпоксидных групп 28÷34% и бутадиен-нитрильного каучука синтетического с массовой долей акрилонитрила 26÷30% в соотношении 1:0,8:0,2:0,6 соответственно; в качестве стабилизатора используется Baerostab UBZ 711-1x RF; в качестве бактерицидной добавки - Бионейтрал М 10, для окрашивания композиции применяются пигменты, а количественный состав поливинилхлоридной композиции выбран при следующем соотношении, мас.ч.:

1. Поливинилхлорид марки С-7059М		100,0
2. Диоктилфталат		25,0
3. Диоктиладипинат		20,0
4. Диглицедиловый эфир 1,4-бутандиола лапроксид БД		5,0
5. Бутадиен-нитрильный каучук синтетический		15,0
марки БНКС-28
6. Стабилизатор Baerostab UBZ 711-1x RF		3,0
7. Бионейтрал M 10		2,0
8. Пигменты		2,5