Пластмасова композиція для ремонту металевих будівельних конструкцій

Реферат: Використання: для швидкого ремонту у важкодоступних місцях металевих несучих та огороджуючих будівельних конструкцій, які піддалися корозійним руйнуванням або механічному спрацюванню. Винахід дозволяє підвищити адгезію до сталі за рахунок пластмасової композиції для ремонту металевих будівельних конструкцій, яка містить, мас. %: полістирол - 23-29; метилметакрилат - 13-15; епоксидна смола - 4-6; метакрилова кислота - 6-8; перекис бензоїлу 0,3-0,5; диметиланілін - 0,5-0,8; металевий порошок - решта. UA 104383 C2 (12) UA 104383 C2 UA 104383 C2 5 10 15 20 25 Винахід належить до пластмасових композицій для ремонту металевих будівельних конструкцій на основі співполімерних смол, наприклад, для швидкого ремонту у важкодоступних місцях сталевих несучих та огороджуючих будівельних конструкцій, які піддалися корозійним руйнуванням або механічному спрацюванню. Відома самотвердіюча клейова композиція такого складу, мас. %: порошок відходів поліметилметакрилату 20-25 метилметакрилат 16-20 полівінілбутираль 4-6 перекис бензоїлу 0,5-1 диметиланілін 0,3-0,5 відходи азбестового текстильного виробництва 3-5 кварцовий пісок решта. (Патент України № 49587 A C09J 3/14 C08L 33/12, 2002). Недоліком відомої композиції є невелика адгезія до сталі. Найбільш близькою до запропонованої є самотвердіюча композиція для ремонту металевих деталей електротранспорту такого складу, мас. %: полістирол 31-35 метилметакрилат 23-25 полівінілбутираль 5-7 перекис бензоїлу 0,6-0,8 диметиланілін 0,5-0,7 металевий порошок решта. (Патент України на корисну модель № 69722, C09J 4/00 C08L 33/12, 2012). Проте для цієї композиції також характерна невелика адгезія до сталі, що значно знижує надійність та довговічність металевих деталей після ремонту. Задачею винаходу є створення такої пластмасової композиції для ремонту металевих будівельних конструкцій, в якій шляхом підбору компонентів було б забезпечено підвищення адгезії до сталі, що приводить до збільшення надійності та довговічності після ремонту металевих конструкцій, які витримують значні динамічні та статичні навантаження. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що пластмасова композиція для ремонту металевих будівельних конструкцій, яка містить полістирол, метилметакрилат, перекис бензоїлу, диметиланілін та металевий порошок, згідно з винаходом, додатково містить епоксидну смолу та метакрилову кислоту при такому співвідношенні компонентів, мас. %: полістирол 23-29 метилметакрилат 13-15 епоксидна смола 4-6 метакрилова кислота 6-8 перекис бензоїлу 0,3-0,5 диметиланілін 0,5-0,8 металевий порошок решта. Між суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, та технічним результатом, який досягається, існує причинно-наслідковий зв'язок. Відмінною ознакою від прототипу є використання у композиції епоксидної смоли, що приводить до підвищення її адгезії до сталі внаслідок вмісту, головним чином, гідроксильних груп, які утворюються при затвердінні епоксидної смоли, та меншою мірою обумовлено кількістю епоксидних груп. Другою ознакою відмінності від прототипу є використання у композиції метакрилової кислоти, яка здатна утворювати з епоксидною смолою епоксіакрилові смоли при етерифікації по схемі: CH3 R CH CH2 + HO O O R 30 CH OH C CH2 O C C CH2 CH3 C O CH2 , 1 UA 104383 C2 5 де R - олігомерний блок епоксіолігомеру. Таким чином, метакрилова кислота, яка розчинена у метилметакрилаті, здатна, по-перше, затверджувати епоксидну смолу в умовах окисно-відновної полімеризації при кімнатній температурі, а по-друге, сприяє співполімеризації олігомерної епоксіакрилової смоли з метилметакрилатом. Склад запропонованої композиції наведено у табл. 1, а аналіз властивостей різних складів запропонованої композиції у порівнянні з властивостями відомої композиції наведено у табл. 2. Таблиця 1 Компоненти Полістирол емульсійний А або Б (ГОСТ 9440-60) Метилметакрилат (ГОСТ 20370-74) Епоксидна смола ЭД-20 (ГОСТ 10587-76) Метакрилова кислота (ТУ 6-01-914-79) Перекис бензоїлу (ГОСТ 14888-78) Диметиланілін (ГОСТ 2168-71) Металевий порошок Вміст компонентів у складі запропонованої композиції, мас. % 1 2 3 29 26 23 15 14 13 6 5 4 8 7 6 0,5 0,4 0,3 0,8 0,6 0,5 40,7 47 53,2 Таблиця 2 Показники для складу композиції Що пропонується Відомої * 1 2 3 Властивості Час схоплювання (втрата рухомості загущеної маси) при 20 °С, хв. Адгезія до сталі, МПа Межа міцності при вигині, МПа, через: 1 добу 28 діб Межа міцності при розтягу, МПа, через: 1 добу 28 діб Теплостійкість по Віка, °С Відносне подовження при розтягу, % 17 19 22 18 41,8 41,1 40,3 35,4 45,6 57,8 45,2 56,7 44,7 55,6 42,2 51,1 35,3 43,8 114 0,61 34,9 43,1 112 0,60 34,3 42,2 111 0,58 32,1 38,1 107 0,57 Примітка: * Взято середні значення показників відомої композиції 10 15 20 25 Як видно з даних табл. 2, адгезія запропонованої композиції підвищилась до 40,3-41,8 МПа, тобто на 14-18 % більше, ніж у відомої композиції. Час схоплювання (втрата рухомості загущеної маси) у запропонованої і відомої композицій майже ідентичні. Межа міцності при вигині запропонованої композиції через 1 добу тверднення збільшується до 44,7-45,6 МПа, тобто на 6-8 % більше, ніж у відомої композиції, і до 55,6-57,8 МПа через 28 діб тверднення, тобто на 9-13 % більше, ніж у відомої композиції. Межа міцності при розтягу запропонованої композиції через 1 добу тверднення складає 34,3-35,3 МПа, тобто на 7-10 % більше, ніж у відомої композиції, і досягає 42,2-43,8 МПа через 28 діб тверднення, тобто на 11-15 % більше, ніж у відомої композиції. Теплостійкість по Віка запропонованої композиції складає 111-114 °С, що на 4-7 % більше, ніж у відомої композиції. Відносне подовження при розтягу запропонованої композиції на 2-7 % більше, ніж у відомої композиції. Прикладом конкретного виконання запропонованого технічного рішення є така технологія приготування складів 1-3 (див. табл. 1) запропонованої композиції. Полістирол емульсійний марок А або Б ретельно змішують з перекисом бензоїлу та металевим порошком, наприклад порошком заліза, який отримують механічним подрібненням у вихрових, вібраційних або кульових млинах. Окремо у метилметакрилаті розчиняють метакрилову кислоту та епоксидну смолу, а потім додають в отриманий розчин диметиланілін і ретельно змішують. Перед укладанням композиції у порожнини, каверни та отвори, які утворюються внаслідок корозійних ушкоджень або механічного спрацювання, до сипких 2 UA 104383 C2 5 10 компонентів композиції додають рідкі компоненти і залишають на 5-7 хвилин для загуснення та набрякання полімерної маси. Укладання композиції роблять при температурі оточуючого середовища не нижче 0 °С. Для заповнення вузьких щілин треба дещо підвищувати відносний вміст рідини у запропонованій композиції, що дозволяє збільшити плинність композиції. Повне тверднення запропонованої композиції завершується протягом 12-24 годин (залежно від температури виробничого приміщення), причому за добу композиція набирає 80-90 % своєї максимальної міцності, що дозволяє через добу починати механічну обробку поверхні металевих будівельних конструкцій після ремонту. Таким чином, запропонована пластмасова композиція для ремонту металевих будівельних конструкцій забезпечує підвищення адгезії до сталі, що приводить до збільшення надійності та довговічності після ремонту металевих конструкцій, які витримують значні динамічні та статичні навантаження. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 Пластмасова композиція для ремонту металевих будівельних конструкцій, що містить полістирол, метилметакрилат, перекис бензоїлу, диметиланілін та металевий порошок, яка відрізняється тим, що додатково містить епоксидну смолу та метакрилову кислоту при такому співвідношенні компонентів, мас. %: полістирол 23-29 метилметакрилат 13-15 епоксидна смола 4-6 метакрилова кислота 6-8 перекис бензоїлу 0,3-0,5 диметиланілін 0,5-0,8 металевий порошок решта. 20 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3