Композиція мастики термореактивної гідроізоляційної

Реферат: Винахід належить до галузі переробки полімерних матеріалів, конкретно до термореактивної мастики, що призначена для гідроізоляції та антикорозійного захисту бетонної та сталевої поверхні, переважно мостів, (або ортотропної плити мостового переходу), тунелів метрополітену, шляхопроводів, бетонних споруд, труб тепломереж, а також для гідроізоляції інших бетонних та металевих конструкцій. Композиція мастики термореактивної гідроізоляційної, яка включає хлорсульфований поліетилен та бутадієн-стирольний каучук у співвідношенні від 20:80 до 70:30, фенолформальдегідну смолу, технічний вуглець, наповнювач, водопоглинаючий засіб (окис магнію або окис кальцію), інгібітор корозії "РЕНА-Нафтохім-8", органічний розчинник. UA 98437 C2 (12) UA 98437 C2 UA 98437 C2 5 10 15 20 25 30 Винахід належить до галузі переробки полімерних матеріалів, конкретно до термореактивної мастики, що призначена для гідроізоляції та антикорозійного захисту бетонної та сталевої поверхні, переважно мостів, (або ортотропної плити мостового переходу), тунелів метрополітену, шляхопроводів, бетонних споруд, труб тепломереж, а також для гідроізоляції інших бетонних та металевих конструкцій. Термореактивна мастика може застосовуватись для захисту ортотропної плити мостового полотна з температурою експлуатації від мінус 40 °C до плюс 70 °C при спорудженні, капітальному ремонті, та вибірковому ремонті пошкоджень ізоляції діючих мостових переходів, яка проводиться без зупинки руху транспорту у відповідності з ДБН В.2.3-14-:2006 "Мости і труби. Правила проектування" та ДСТУ Б В.2.7-83-99. Термореактивні мастики виготовляють на основі каучуків, полімерів, смол, наповнювачів, стабілізаторів, розчинників та інших цільових добавок, наприклад: - композиції "Сілон" за ТУ У В.2.7-24.1-31911658-002: 2005 [1]; - мастика полімерно-бітумна за ТУ У 45.2-24.1-31911658-005:2006 [2]; - покриття гідроізоляційне залізобетонних конструкцій за Патентом № 2117737 РФ [3]; - гідроізоляційна композиція для покриття за Патентом № 2086596 РФ [4]. Але всі покриття на основі цих мастик характеризуються низькими експлуатаційними показниками. Відома система багатошарового гідроізоляційного покриття Eliminator, представлена фірмою Jotungard [5]. Двокомпонентне покриття Eliminator виготовляється на основі смоли метилметакрилату і наноситься методом безповітряного напилу за допомогою апарату високого 1/2 тиску в 4 шари. При цьому поверхня металу повинна бути очищена до ступеню Sa 2 згідно Міжнародного Стандарту ISO 8501-1 і мати шершавість 55-85 мкм. Покриття Eliminator має високу міцність при розтягуванні та розриві. Недоліком відомого покриття є низька адгезійна міцність до поверхні сталі та бетону. Крім того, для нанесення відомого покриття необхідне спеціальне обладнання високого тиску. Вимоги високого ступеню підготовки поверхні, не дозволяють наносити відоме покриття при капітальному ремонті та вибірковій переізоляції мостового полотна з залишками важковідділюваної старої ізоляції. Відома також мастика для гідроізоляції будівельних конструкцій "Техномаст" (ТУ 5775-01817925162-2004) фірми ТЕХНОніколь (Росія).[6] Відома мастика є матеріал на основі нафтового бітуму, модифікованого синтетичним каучуком, технологічних добавок, мінеральних наповнювачів та органічного розчинника. Відома мастика наноситься в комплекті з рулонним матеріалом і застосовується для гідроізоляції покрівлі та має такі показники, що наведені в таблиці 1. Таблиця 1 Значення за ТУ 5775-018-179251622004 Назва показника Міцність зчеплення з основою, МПа, не менше: - з бетоном - з металом Умовна міцність, МПа, не менше Відносне подовження при розриві, %, не менше Водопоглинення протягом 24 годин, % по масі, не менше Масова частка нелетких речовин, %, не менше Теплостійкість 0 °C, не нижче 0,45 0,90 1,0 500 0,4 50 110 35 40 45 Недоліком мастики є низька адгезія до бетону і металу та низькі експлуатаційні характеристики. Задача винаходу є підвищення адгезійної міцності гідроізоляційного покриття до металу, бетону та асфальтобетону, підвищення когезійної міцності покриття, підвищення водостійкості та тріщиностійкості гідроізоляції при мінусових температурах. Поставлена задача вирішується застосуванням композиції мастики термореактивної гідроізоляційної, яка відрізняється тим, що включає хлорсульфований поліетилен та бутадієнстирольний каучук у співвідношенні від 20:80 до 70:30, фенолформальдегідну смолу, технічний вуглець, наповнювач, водопоглинаючий засіб (окис магнію або окис кальцію), інгібітор корозії "РЕНА-Нафтохім-8", органічний розчинник при наступному співвідношенні компонентів, % мас: хлорсульфований 10-23 поліетилен 1 UA 98437 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 бутадієн - стирольний каучук 10-40 фенолформальдегідна 25-45 смола технічний вуглець 3-5 окис магнію або окис кальцію 2,5-5,5 інгібітор корозії 0,2-1,0 наповнювач 8-15 органічній розчинник (сольвент решта нафтовий:етилацетат - 1:2) Заявлену композицію одержують простим змішуванням маточної суміші на вальцях або гумозмішувачі та подальшим змішуванням маточної суміші із корисними добавками та розчинником до повного розчинення усіх компонентів у змішувачі роторного типу в звичайних умовах. Введення в композицію хлорсульфованого поліетилену (ХСПЕ) та бутадієн-стирольного каучука (СКС) у співвідношенні від 20:80 до 70:30, фенолформальдегідної смоли, технічного вуглецю, наповнювача, водопоглинаючого засобу, інгібітору корозії "РЕНА-Нафтохім-8" та сумішевого органічного розчинника в сукупності компонентів забезпечує підвищення адгезійної міцності до бетону та сталі, підвищення тріщиностійкості гідроізоляції при мінусових температурах (Т гнучкості, Τ ламкості, водопоглинення) при одночасному зниженні токсичності композиції, оскільки усі інгредієнти відносяться до малотоксичних речовин - 4-го класу небезпеки за ГОСТ 12.1.007-76. Інгібітор корозії "РЕНА-Нафтохім-8" за ТУ У 30084964.001-2001 застосовують в нафтовидобувній промисловості для захисту від корозії нафтопромислового обладнання, а в складі мастики пропонується застосування інгібітору вперше. ХСПЕ розчиняється в полярних - хлорвмісних або ароматичних розчинниках, які відносяться до токсичних, високо-небезпечних речовин (3 клас небезпеки) згідно з ГОСТ 12.1.007-76. В композиції застосовується маточна суміш на основі хлорсульфованого поліетилену та бутадієн-стирольного каучука у співвідношенні від 20:80 до 70:30, яка добре розчиняється у вуглеводневих розчинниках - (суміш сольвенту нафтового : етил ацетату - 1:2), які відносяться до малонебезпечних речовин (4 клас небезпеки) згідно з ГОСТ 12.1.007-76. Мастика може короткочасно (при укладанні асфальтобетону) витримувати температури до 200 °C і забезпечувати надійну експлуатацію протягом 35 років. Процес виготовлення гідроізоляційного покриття складається із трьох наступних стадій: - Очищення ортотропної плити до ступеня 3 (залишки важковідділюваної іржі). Поверхня металу повинна бути рівною однорідною, без задирок, без видимих слідів бруду, копоті та масляних плям. Поверхня металу повинна бути сухою, без видимих слідів води. - Нанесення першого шару гідроізоляційної мастики товщиною від 0,8 до 1,2 мм для захисту 2 металевої поверхні від корозії, з нормою витрати 1,5-1,8 кг/м . - Другий шар покриття наноситься в залежності від погодних умов через 0,5-1,5 години після нанесення першого шару. Другий шар мастики товщиною 1,2-1,7 мм і нормою витрати 1,8-2,5 2 кг/м регулює товщину гідроізоляції, а також забезпечує її зчеплення з асфальтобетоном. Загальна товщина покриття після нанесення другого шару мастики повинна становити 2,12,8 мм. Через 3-4 години після нанесення гідроізоляційного покриття може бути укладений асфальтобетон або асфальтобетон на бітумі з модифікованим полімером. Рух транспорту може бути відновлений після того, коли температура асфальтобетонного покриття зрівняється з температурою навколишнього середовища. Вулканізація гідроізоляційної мастики починається від моменту нанесення покриття. Випробування асфальтобетонного покриття на адгезійну міцність проводять через три доби. Матеріал набуває властивостей характерних для вулканізованої гуми: механічна міцність, жорсткість, твердість, еластичність, вібростійкість. Завдяки високій еластичності покриття на основі запропонованої мастики проявляє високу стійкість до від'ємних температур і не тріскається на морозі. Повна вулканізація матеріалу завершується через 15 діб. Особливо слід зазначити, що застосування запропонованої мастики дозволяє наносити її на холодну поверхню металу при температурах близьких до "точки роси", оскільки в складі мастики містяться компоненти, що здатні хімічно зв'язувати адсорбовану воду, яка завжди є навіть на сухій поверхні у вигляді тонкої плівки. Така хемосорбована вода може бути зв'язана хімічно або видалена з поверхні металу тільки при температурі 170-180 °C. В складі мастики містяться реагенти (окис магнію або окис кальцію), які здатні хімічно зв'язувати адсорбовану воду та інші 2 UA 98437 C2 5 10 15 чинники корозії. Крім того, запропонована мастика містить інгібітор корозії, який в разі пошкодження покриття, запобігає поширенню корозійного процесу. Суть винаходу пояснюється конкретними прикладами виконання. Для виготовлення мастики застосовують компоненти, що випускаються промисловістю та доступні на ринку хімічної продукції. Як наповнювач застосовують тальк, молотий пісок, азбест, каолін. Приклад 1. На змішувальних вальцях протягом 25-27 хв готують маточну суміш, послідовно завантажуючи в мас. % : СКС (30%), ХСПЕ (15 %), технічний вуглець (3 %), окис магнію (4 %). Маточну суміш завантажують у змішувач для виготовлення клеїв, мастик, ґрунтовок і розчиняють в частині розчинника (40 % від загальної витрати) протягом 2-3 годин. Потім добавляють і розчиняють протягом 1-2 годин ФФС (40 %), добавляють наповнювач (10 %), і решту розчинника, інгібітор корозії (0,5 %). Загальний час виготовлення мастики складає 5-6 годин. Приклади інші відрізняються співвідношенням компонентів у таких межах, % мас: хлорсульфований поліетилен 10-23 бутадієн - стирольний каучук 10-40 фенолформальдегідна 25-45 смола технічний вуглець 3-5 окис магнію або окис кальцію 2,5-5,5 інгібітор корозії 0,2-1,0 наповнювач 8-15 органічній розчинник (сольвент нафтовий : решта етилацетат - 1: 2) Фізико-механічні та експлуатаційні властивості мастики наведено в таблиці 2. Таблиця 2 Найменування показника Зовнішній вигляд Товщина покриття, мм Метод Значення випробування ДСТУ Б. В. 2.7- В'язка однорідна клеєподібна маса 83-99 чорного кольору ДСТУ Б. В. 2.72,1-2,8 83-99 Міцність зчеплення з основою, МПа, не менше: - з бетоном - з металом Умовна міцність, МПа, не менше Відносне подовження при розриві, %, не менше Водопоглинення протягом 24 годин, % по масі, не більше Температура ламкості °С, не більше Температура гнучкості на брусі R=10 мм, °C, не більше Масова частка нелетких речовин, %, не менше Теплостійкість, ° С, не нижче Водонепроникність протягом 24 годин при тиску 0,2 Мпа ДСТУ 99 ДСТУ 99 ДСТУ 83-99 ДСТУ 83-99 ДСТУ 83-99 ДСТУ 83-99 ДСТУ 83-99 ДСТУ 83-99 ДСТУ 83-99 ДСТУ 83-99 Б. В.2.7-84 2,35 Б. В.2.7-84 2,85 Б. В. 2.7 6,5 Б. В. 2.7 350 Б. В. 2.7 0,25 Б. В. 2.7 -45 Б. В. 2.7 -40 Б. В. 2.7 55-70 Б. В. 2.7Б. В. 2.7 170±5 Абсолютна Отже, як показали дослідження, уведення до складу мастики вищезазначених компонентів дозволяє одержати нове гідроізоляційне покриття, яке характеризується підвищеною 3 UA 98437 C2 5 10 15 20 25 адгезійною міцністю до бетону та металу, покращеними показниками водостійкості та тріщиностійкості гідроізоляції при мінусових температурах, поліпшеними захисними та екологічними характеристиками. Мастика може застосовуватись самостійно або спільно з плівковими матеріалами і може наноситись всіма відомими способами, але переважніше методом безповітряного напилення або за допомогою рельєфного валика. Таким чином задачу винаходу вирішено з досягненням необхідного технічного результату. Джерела інформації: 1. ТУ У В 2.7-24.1-31911658-002: 2005 Композиції "Сілон". 2. ТУ У 45.2-24.1-31911658-005:2006 Мастика полімерно-бітумна. 3. Патент № 2117737 Росія. МПК: Е04В 1/64, Е01D 19/08, D06N 7/00, В32В 25/02. Гидроизоляция железобетонных конструкций. / А. В. Андреев и др.(ТОВ НИЦ "Поиск"), -заявка 97106631/03. 4. Патент № 2086596 Росія. МПК: C09D 123/34, C09D 157/02, C09D 5/08. Гидроизоляционная композиция для покрытия. / В. П. Завадская и др. (ООО "Эроп.К", ООО"Энергия -М"). - заявка 95112152/04. 5. Багатошарове гідроізоляційне покриття Eliminator / Проспект фірми Jotungard, 2011 р. 6. ТУ 5775-018-17925162-2004 Мастика "Техномаст". - Фірма ТЕХНОніколь (Росія). ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Композиція мастики термореактивної гідроізоляційної, яка відрізняється тим, що містить хлорсульфований поліетилен та бутадієн-стирольний каучук у співвідношенні від 20:80 до 70:30, фенолформальдегідну смолу, технічний вуглець, наповнювач, водопоглинаючий засіб оксид магнію або оксид кальцію, інгібітор корозії "РЕНА-Нафтохім-8", органічний розчинник сольвент нафтовий:етилацетат 1:2, при наступному співвідношенні компонентів, % мас: хлорсульфований поліетилен 10-23 бутадієн-стирольний каучук 10-40 фенолформальдегідна смола 25-45 технічний вуглець 3-5 оксид магнію або оксид кальцію 2,5-5,5 "РЕНА-Нафтохім-8" 0,1-1,0 наповнювач 8-15 сольвент нафтовий:етилацетат 1:2 решта. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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 4