ХОЛОДНАЯ МАСТИКА ДЛЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫХ И ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИХ РАБОТ

 ХОЛОДНАЯ МАСТИКА ДЛЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫХ И ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИХ РАБОТ


RU (11) 2278882 (13) C1

(51) МПК
C09D 157/02 (2006.01)
C09D 123/22 (2006.01)
C09K 3/10 (2006.01)
C09D 195/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.06.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005108194/04 
(22) Дата подачи заявки: 2005.03.23 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.03.23 
(45) Опубликовано: 2006.06.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 2107080 C1, 20.03.1998. RU 94004095 A1, 10.10.1995. RU 2124542 C1, 10.01.1999. SU 1757222 A1, 28.02.1994. 
(72) Имя изобретателя: Екимова Алсу Мухаметзяновна (RU); Силитрина Надежда Алексеевна (RU); Ганиев Фаварис Нурлыгаянович (RU); Мелехов Александр Алексеевич (RU); Кудрявцева Ирина Сергеевна (RU); Шепелин Владимир Александрович (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 423574, Республика Татарстан, г. Нижнекамск, ОАО "Нижнекамскнефтехим", Начальнику патентного отдела Ф.Ф. Сафиной 

(54) ХОЛОДНАЯ МАСТИКА ДЛЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫХ И ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИХ РАБОТ

Изобретение относится к составам холодных битумно-полимерных защитных покрытий, конкретнее к битумно-бутилкаучуковым, и может быть использовано для гидроизоляции и герметизации металлических и бетонных поверхностей. Мастика содержит битум, смесь нефтеполимерной смолы и/или нефтеполимерной олифы и галоидированного бутилкаучука, железный сурик, стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод и растворитель. Технический результат - создание композиции, обладающей высокой влагостойкостью при сохранении механической прочности: адгезии к металлическим поверхностям, прочности при изгибе и ударе. 2 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к составам холодных битумно-полимерных защитных покрытий, конкретнее к битумно-бутилкаучуковым, и может быть использовано для гидроизоляции и герметизации металлических и бетонных поверхностей.

Битумно-бутилкаучуковые защитные покрытия широко используются при проведении наружных работ по герметизации стыков сборных строительных конструкций, гидроизоляции бетонных и железобетонных сооружений промышленного и хозяйственного назначения, ремонта и устройства безрулонной кровли. К их достоинствам следует отнести высокую эластичность отвержденных покрытий и хорошую адгезию к различным материалам при температурах от минус 60 до плюс 120°С.

Мастики представляют собой раствор синтетического каучука в органическом растворителе с добавками пластификаторов, наполнителей, вулканизующих агентов, пигментов и специальных компонентов. В качестве синтетических каучуков используют атмосферостойкие каучуки, такие как хлор-сульфированный полиэтилен, бутилкаучук, этилен-пропиленовый тройной сополимер и некоторые другие (Гаевой С.Н. // Лакокрасочные материалы и их применение. 1995, №3-4, стр.37).

Наиболее известные из мастик Бутислан, Гермабутил, Пигментобутил, производимые OOO "Сигма" (г.Тольятти) представляют собой растворы бутилкаучука БК-1675 С(Т) в бензине или уайт-спирите, содержащие неактивные наполнители и модифицирующие добавки (Афанасьев С.В., Чугунов А.Ф. // Каучук и резина. 2001, №5, стр.11).

Наибольший интерес представляют мастики холодного отверждения, которые застывают при температуре окружающей среды и при этом имеют эластичную, нелипкую, но твердую поверхность.

Анализ существующих мастичных композиций на основе бутилкаучука показал, что известны составы изоляционных покрытий, содержащие или несодержащие битум, и в которые для улучшения их свойств вводятся различные добавки.

Известна мастика для герметизации стыков в полносборном домостроении, транспортных средств (Патент РФ №2063996, МПК6 С 09 К 3/10, опубл. 20.07.1996). Эта композиция содержит, мас.%: бутилкаучук 18-22, мягчитель на основе полиизобутилена 28-32, терпенфенолформальдегидная смола 8,0-9,2, повыситель клейкости 2-3, белая сажа 8-10, мел 10-12, тальк или каолин 12-15, олеиновая кислота 0,1, ацетонанил 1,0-1,4, отходы хлопчато-бумажного производства 1,5-2,5.

Недостатком мастики является наличие в ее составе отходов хлопчато-бумажного производства, содержащих асбест.

Известна герметизирующая композиция (Патент РФ №2213116, МПК7 С 09 К 3/10, опубл. 27.09.2003), которая применяется, в частности, в строительстве для герметизации стыков, а также неплотностей в транспортных средствах. Герметизирующая композиция содержит, мас.%: бутилкаучук 7,5-17,0, этиленпропилендиеновый каучук 0-8,5, краситель или пигмент 0-5, олигомерный мягчитель - полибутен или полиизобутен 23-26, канифольная смола Герлак - продукт полимеризации канифоли 2-4, мел 22-27, тальк или каолин 21-24, белая сажа 8-10, клеящая добавка - термоэластопласт ИСТ-30 или ДСТ-30р01 0,7-1,0.

Перебатываемость мастик в зависимости от состава исходных компонентов улучшается, когда в их состав вводят битум.

Известна композиция для герметизации и гидроизоляции строительных конструкций из бетона, стекла, металла (Патент РФ №1757222, МПК5 С 09 К 3/10, опубл. 28.02.1994), которая содержит, мас.%: бутилкаучук 5-10, этиленпропиленовый каучук 5-15, минеральное масло 15-25, инденкумароновая смола 1-3, битум 0,5-3, углерод технический 2-6, низкомолекулярный полиэтилен 1-5, поливинилхлорид 0,5-3, наполнитель (мел или известняк) - до 100%.

Недостатком этих композиций является использование нескольких видов синтетических каучуков, что удорожает композиции и усложняет способ их получения.

Улучшение эксплуатационных свойств мастик происходит при введении в их состав растворителей. Производство таких мастичных композиций упрощается, так как в качестве исходного сырья используется раствор каучука.

Известна битумная эмульсия (Патент РФ №2034004, МПК6 С 08 L 95/00, опубл. 30.04.95), которая содержит следующие компоненты, мас.%:

Бутилкаучук 4,5-6,5 
Бензин 33-35 
Соль октадецилтриметилендиамина 0,9-1,1 
Стеариновая кислота 0,4-0,6 
Вода 31-33 
Едкий натр 0,25-0,27 
Антисептик 0,25-0,26 
Битум Остальное 


Композиция содержит свыше 20 мас.% битума и представляет собой эмульсию в воде, процесс приготовления которой достаточно сложен, а использование мастики связано с определенными трудностями.

Известна мастика битумная изоляционная (Патент РФ №2119935, МПК6 С 09 D 195/00, опубл. 10.10.98), которая состоит из следующих компонентов, мас.%:

Битум нефтяной 98,5-91,0 
Бутилкаучук марки БК 1675 0,5-3,0 
Топливо дизельное летнее 1,0-6,0 


Данная композиция содержит в основном битум, что не способствует ее быстрому холодному отверждению.

В мастики для улучшения их вызреваемости или придания эластичности в сочетании с твердостью вводят различные смолы.

Так, мастика битумно-бутилкаучуковая изоляционная (Патент РФ №2124542, МПК6 С 09 D 195/00, опубл. 10.01.99) состоит из следующих компонентов, мас.%:

Битум 28-30 
Бутилкаучук 6,0-8,0 
Трансформаторное масло 2,0-6,0 
Инден-кумароновая смола 2,0-4,0 
Скипидар 10-11 
Каолин 10,5-15,0 
Нефрас Остальное 


Использование мастики, особенно в закрытых помещениях, экологически неприемлемо из-за присутствия в ней большого количества битума и сильно пахнущих соединений, таких, как скипидар.

Известна композиция мастики (Заявка РФ.№94004095, МПК6 С 09 D 195/00, опубл. 10.10.95), которая имеет состав, мас.%:

Битум 18,55-23,85 
Бутилкаучук 4,485-1,325 
Алюминиевая пудра 4,485-1,325 
Растворитель 72,48-73,50 


Однако в тексте описания указано, что нанесенный слой мастики следует подсушивать в течение 8 часов, а затем дополнительно подвергать тепловой обработке в течение 16 часов, что является существенным недостатком мастики, так как она не отвечает задаче изобретения придания мастике способности к холодному отверждению.

Наиболее близкой к предлагаемой композиции является композиция "Состава для получения защитного покрытия" (Патент РФ №2107080, МПК6 С 09 D 195/00, опубл. 20.03.98), включающего, мас.%:

Битум 17,8-50,0 
Полимер 1,0-11,0 
Пигмент-наполнитель 15,0-20,0 
Растворитель 46,0-60,0 
Неионогенное поверхностно-активное 
вещество 0,5-3,0 


В примерах в качестве полимера описано применение бутилкаучука (примеры 1-3, 5-7) или пиперилен-стирольного каучука (пример 4). В качестве пигмента (наполнителя) описано применение или алюминиевой пудры (пример 5), или железного сурика (пример 7), или окиси хрома (пример 6).

Основным недостатком композиции является большое содержание битума в композиции и высокое содержание пигмента (наполнителя), что способствует недостаточно высокой влагостойкости (42 суток), а также отсутствие вещества, создающего каркасность при вызревании мастики, что придает ей повышенную прочность.

Задачей изобретения является создание композиции, обладающей высокой влагостойкостью при сохранении механической прочности: адгезии к металлическим поверхностям, прочности при изгибе и ударе.

Поставленная задача решается разработкой состава холодной мастики для гидроизоляционных и герметизирующих работ, содержащей битум, полимер, железный сурик, стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод и растворитель, при этом в качестве полимера мастика содержит смесь нефтеполимерной смолы и/или нефтеполимерной олифы и галоидированного бутилкаучука при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Галоидированный бутилкаучук 2-20 
Нефтеполимерная смола и/или 
нефтеполимерная олифа 3-20 
Стеариновая кислота 0,2-2 
Оксид цинка 0,5-7 
Технический углерод 2-7 
Железный сурик 1-2 
Битум 0-15 
Растворитель Остальное 


Предлагаемое изобретение обладает критерием "новизна", так как содержит новые отличительные от прототипа признаки, такие как используемая в качестве полимера смесь галоидированного бутилкаучука, такого, как хлор- и/или бромбутилкаучук, и нефтеполимерной смолы и/или нефтеполимерной олифы. Мастика также содержит стеариновую кислоту, оксид цинка, углерод технический и железный сурик в новом соотношении всех компонентов.

Предлагаемое изобретение обладает критерием патентоспособности "изобретательский уровень", так как использованные новые компоненты состава в их сочетании не описаны в аналогичных составах. Кроме того, мастика по изобретению начинает отвердевать при 8°С, что позволяет использовать ее в различных климатических условиях.

Наличие в составе мастики по изобретению смеси галоидированного бутилкаучука и нефтеполимерной смолы и/или нефтеполимерной олифы, образующими каркасность при вызревании мастики, а также предлагаемое соотношение компонентов в ее составе, каждый из которых играет свою роль при вулканизации галоидированного бутилкаучука при температуре окружающей среды не ниже 8°С, позволяют достичь высокой влагостойкости мастики при сохранении ее механической прочности. В качестве нефтеполимерной смолы могут быть использованы твердые смолы, полученные ионной или радикальной полимеризацией или сополимеризацией алкенилароматических и алифатических углеводородов, а также дициклопентадиена, содержащихся во фракциях C8-С10 и С 5. В качестве нефтеполимерной олифы может быть использован раствор нефтеполимерной смолы в уайт-спирите, тяжелом бензине или любом другом подходящем растворителе. Наличие в минимальном количестве или отсутствие битума в составе мастики обусловлено температурой среды, при которой будет использоваться композиция.

"Промышленная применимость" предлагаемого изобретения подтверждается примерами конкретного выполнения.

Примеры 1-9

Для приготовления мастики готовят раствор галоидированного бутилкаучука (ТУ 2294-096-05766801-2000), например, в гексановом растворителе (нефрасе) (ТУ 38.1011228-90), тяжелом бензине (ТУ 0250-001-04855329-94), уайт-спирите (ГОСТ 3134-78), или любом другом подходящем растворителе и раствор нефтеполимерной смолы (ТУ 2451-089-05766801-99) или нефтеполимерной олифы (ТУ 2318094-05766801-2000). Нефтеполимерную смолу получают в результате термической полимеризации фракции С9-пиролиза - побочного продукта производства этилена. По химическому составу она представляет собой смесь сополимеров стирола, винилтолуолов, индена и дициклопентадиена. Нефтеполимерная олифа - раствор нефтеполимерной смолы в уайт-спирите, тяжелом бензине или любом другом подходящем растворителе. В качестве растворителя нефтеполимерной смолы или олифы может быть использован, например, тяжелый бензин, уайт-спирит или любой другой подходящий растворитель.

Отдельно готовят раствор битума (ГОСТ 6617-76) в растворителе, например, тяжелом бензине, уайт-спирите или любом другом подходящем растворителе.

Готовые растворы битума и полимеров смешивают до получения однородного состава. В случае приготовления мастики, не содержащей битум, железный сурик (ГОСТ 8135-74), стеариновая кислота (ГОСТ 6484-96), углерод технический (ГОСТ 7885-86), оксид цинка (ГОСТ 10262-73) вводятся в смесь растворов галоидированного бутилкаучука и нефтеполимерной смолы и/или нефтеполимерной олифы, при наличии битума в составе мастики их вводят в полимерно-битумную смесь.

Состав предлагаемой холодной мастики для гидроизоляционных и герметизирующих работ приведен в таблице 1.

В таблице 2 представлены основные физико-механические свойства пленок, получаемых из предлагаемой мастики.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемое изобретение позволяет осуществлять гидроизоляционные и герметизирующие работы при температуре окружающей среды не ниже 8°С, при этом используемая мастика обладает высокими показателями влагостойкости и механической прочности.

Таблица 1 
Компоненты, % масс. № примера 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 
Битум 15 3 2 7 6 10 0 15 0 
Галоидированный бутилкаучук: 
Хлорбутилкаучук 10 2 10 15 
Бромбутилкаучук 10 20 10 10 15 20 
Нефтеполимерная смола 3 5 20 0 0 2 7 0 10 
Нефтеполимерная олифа 0 5 0 20 5 1 0 3 10 
Стеариновая кислота 0,2 0,5 1 2 2 2 0,2 0,5 2 
Оксид цинка 0,5 2 5 7 7 0,5 2 6 7 
Технический углерод 2 7 5 7 5 2 7 5 7 
Железный сурик 1 2 2 1 2 1 2 1,2 2 
Бензин тяжелый до 100 до 100 
Гексановый растворитель (нефрас) до 100 до 100 до 100 до 100 до 100 
Уайт-спирит до 100 до 100 


Таблица 2 
Наименование показателя № примера 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 
Внешний вид Ровная, полуглянцевая пленка серого или коричневого цвета 
Время высыхания до степени 3, ч 24 20 22 22 22 20 18 24 20 
Адгезия пленки к металлической поверхности, балл 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
Прочность пленки при изгибе по шкале гибкости, мм 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
Температура начала отверждения, °С 8 8 8 8 8 8 8 8 8 
Прочность пленки при ударе, кг/см2 50 50 50 50 50 50 50 50 50 
Влагостойкость, сутки 240 240 240 240 240 240 240 240 240 






ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Холодная мастика для гидроизоляционных и герметизирующих работ, содержащая битум, полимер, железный сурик и растворитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит стеариновую кислоту, оксид цинка и технический углерод, а в качестве полимера она содержит смесь нефтеполимерной смолы и/или нефтеполимерной олифы и галоидированного бутилкаучука при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Галоидированный бутилкаучук 2-20 
Нефтеполимерная смола и/или 
нефтеполимерная олифа 3-20 
Стеариновая кислота 0,2-2 
Оксид цинка 0,5-7 
Технический углерод 2-7 
Железный сурик 1-2 
Битум 0-15 
Растворитель Остальное