Полимерная композиция Антиза-МЭП

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(73) Патентообладатель Лаврега Лидия Яковлевна(57) Полимерная композиция, включающая эпоксидную смолу, смесь продуктов каменноугольного дистиллята, полиэтиленполиамин и минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве эпоксидной смолы содержит эпоксидную диановую смолу, в качестве минерального наполнителя - гидроалюмосиликат и смесь силикатов и алюмоферритов кальция и дополнительно содержит низкомолекулярный полиолефин,нефтяное масло, сополимер дивинила с нитрилом акриловой кислоты, растворенный в толуоле в соотношении 21, высокодисперсный аморфный кремнезем и тетраэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас.эпоксидная диановая смола 14,6-42,0 смесь продуктов каменноугольного дистиллята 4,2-29,3 полиэтиленполиамин 3,3-4,6 гидроалюмосиликат 4,3-13,4 смесь силикатов и алюмоферритов кальция 14,05-22,0 низкомолекулярный полиолефин 0,4-2,9 нефтяное масло 4,1-13,6 сополимер дивинила с нитрилом акриловой кислоты,растворенный в толуоле в соотношении 21 2,1-33,0 высокодисперсный аморфный кремнезем 0,1-1,5 тетраэтоксисилан 0,55-4,50. Изобретение относится к технологии строительного производства и может быть применено при гидроизоляции и антикоррозионной защите строительных изделий и конструкций из бетона, металла и других материалов. Наиболее распространенными для гидроизоляции строительных конструкций наземного и подземного строительства являются полимерные композиции, включающие пленкообразующую составляющую на основе битума, модифицированного полимером, например синтетическим латексом 1, и различные минеральные наполнители. Однако такие композиции характеризуются интенсивным старением, в особенности при нали 3990 1 чии бактериальной среды, повышенной проницаемостью, невысокой механической прочностью, термо- и морозостойкостью, а также значительной трудоемкостью работ, связанной с необходимостью разогрева смесей в процессе нанесения. Наиболее высокими физико-механическими свойствами и долговечностью характеризуются эпоксиднодегтевые полимерные композиции. Так, известна композиция, включающая эпоксидную смолу, каменноугольную смолу (смесь продуктов каменноугольного дистилята), полиэтиленполиамин, растворитель и минеральные наполнители 2. Покрытие на основе известной композиции характеризуется высокой прочностью и износостойкостью. Однако смесь на основе этой композиции нетехнологична, плохо отверждается при пониженных температурах и высокой относительной влажности воздуха. Существенным ее недостатком является хрупкость и низкая деформативность, высокое водопоглощение и низкая термо- и коррозионная стойкость, а также морозостойкость. Задачей изобретения является получение полимерной композиции, характеризующейся высокими технологическими свойствами, низким водопоглощением, требуемой деформативностью и отсутствием хрупкости,высокой термо- и коррозионной стойкостью с получением требуемых физико-механических свойств при неблагоприятных условиях твердения - пониженной температуре и высокой влажности окружающей среды. Это достигается тем, что композиция, включающая эпоксидную смолу, каменноугольную смолу (смесь продуктов каменноугольного дистиллята), полиэтиленполиамин и минеральный наполнитель, содержит в качестве эпоксидной смолы эпоксидную диановую смолу, в качестве минерального наполнителя гидроалюмосиликат, силикаты и алюмофериты кальция (клинкерный цемент), и дополнительно высокодисперсный аморфный кремнезем, низкомолекулярный полиолефин, нефтяное масло, сополимер дивинила с нитрилом акриловой кислоты, растворенный в толуоле в соотношении 21, и тетраэтоксисилан при следующем соотношении ингредиентов эпоксидная диановая смола 14,6-42,0 смесь продуктов каменноугольного дистиллята 4,2-29,3 низкомолекулярный полиолефин 0,4-2,9 нефтяное масло 4,1-13,6 сополимер дивинила с нитрилом акриловой кислоты в толуоле 2,1-33,0 тетраэтоксисилан 0,55-4,5 высокодисперсный аморфный кремнезем 0,1-1,5 гидроалюмосиликат 4,3-13,4 силикаты и алюмоферриты кальция 14,05-22,0 полиэтиленполиамин 3,3-4,6 Сведения о применяемых ингредиентах Смесь продуктов каменноугольного дистиллята относится к соединениям различного класса углеводородов, содержит фенольные, антраценовые и перидиновые фракции. Плотность при 20 С - 12001240 кг/м 3,массовая доля веществ, нерастворимых в толуоле - не более 11 по своим свойствам соответствует ТУ 147-100-89. Нефтяное масло характеризуется цетановым числом не менее 45, кинематической вязкостью при 20 С от 1,8 до 6,0 мм 2/с, температурой застывания от 10 до -55 С. По фракционному составу представляет собой 50 продуктов перегонки при температуре не выше 280 С и 96- при температуре не выше 360 С. Приготовление полимерной композиции осуществлялось по следующей технологии из исходных ингредиентов изготавливались два компонента, путем перемешивания - активации составляющих в диспергирующих установках с числом оборотов роторов 3000 об./мин. в течение 10-12 минут. Компонентвключает смолу эпоксидную диановую, сополимер дивинила с нитрилом акриловой кислоты, растворенный в толуоле в соотношении 21, высокодисперсный аморфный кремнезем, наполнители и тетраэтоксисилан. Компонентприготавливается путем перемешивания смеси продуктов каменноугольного дистиллята,нефтяного масла, полиолефина и полиэтиленполиамина. Непосредственно перед изготовлением образцов компонентсмешивался в течение 5 минут в лабораторном смесителе пропеллерного типа с компонентоми из полученной смеси были изготовлены образцы покрытий и испытаны на условную вязкость - по ГОСТ 8420-74 прочность при растяжении по ГОСТ 14236-81 (СТ СЭВ 1490-79) Пленки полимерные, методы испытания на растяжение. Пленки отделяли от тефлоновых подложек, вырезали образцы размерами 1,8 х 6-7 см и испытывали на разрывной машине прочность сцепления с бетоном - по ГОСТ 26589-94 эластичность при изгибе по ГОСТ 6806-73 прочность при ударе по ГОСТ 4765-73 водопоглощение по ГОСТ 4650-80 теплостойкость - по ГОСТ 21341-75 путем выдерживания образцов в термокамере в течение 5 часов при заданной температуре и визуального обследования состояния полимерной пленки после испытания 3990 1 коэффициент стойкости покрытий в агрессивной среде - в 20 -ном растворе 24 и в горячем насыщенном растворе щелока ( - 20 ,- 17 , МС - 1 ,- 1 , 24 - 0,5 ) в течение 6 часов с последующим охлаждением 18 часов (30 циклов), по ГОСТ 21826-76. Влияние условий отверждения определяли по изменению прочности при растяжении при твердении в нормальных условиях (20 С, 60 относительной влажности) и в неблагоприятных условиях (00,5 С и 95-100 относительной влажности). Составы полимерных композиций приведены в таблице 1, их физико-механические свойства - в таблице 2. Таблица 1 Составы полимерных композиций Наименование компонентов Эпоксидная диановая смола Смесь продуктов каменноугольного дистиллята Низкомолекулярный полиолефин Нефтяное масло Сополимер дивинила с нитрилом акриловой кислоты,растворенный в толуоле в соотношении 21 Высокодисперсный аморфный кремнезем Тетраэтоксисилан Полиэтиленполиамин Песок кварцевый (наполнитель) Асбест Порошок глазури Графит Гидроалюмосиликат Силикаты и алюмоферриты кальция согласно прототипу смесь нетекуча, густовязкая 1. Условная вязкость Прочность при растяжении, МПа нормальные условия изготовления образцов в камере с темп. 0 С и отн. влажностью 1003. Прочность сцепления с бетоном, МПа 4. Эластичность при изгибе, мм 5. Прочность покрытия при ударе, кгс.см 6. Теплостойкость, С 7. Водопоглощение,8. Коэффициент стойкости по пределу текучести при сжатии при выдерживании 30 циклов при 100 С -по 6 часов и охлаждении до 20 С в насыщенном растворе щелока (КС - 20 ,- 17 , МС 1-1 ,СаС - 1 , 24 - 0,5 ) 9. Коэффициент стойкости при выдерживании в 20 ном растворе 24 10. Морозостойкость, циклы Величина согласно заявляемому объекту 1 2 3 4 5 110 3990 1 Сравнение свойств прототипа и заявляемого объекта показывает, что по технологическим свойствам,эластичности, ударопрочности, адгезионной прочности, теплостойкости, водо- и коррозионной стойкости при повышенных температурах полимерная композиция, согласно заявляемому объекту, характеризуется значительно более высокими показателями. Сочетание в заявляемой композиции ингредиентов обеспечивает твердение композиции при неблагоприятных погодных условиях (0 С и 100 относительной влажности). Применение в полимерной композиции в качестве наполнителя гидроалюмосиликата и смеси силикатов и алюмоферритов создает щелочную среду, обеспечивающую реакционную способность фенолов продуктов каменноугольного дистиллята по отношению к первичным аминам. Образующиеся фенольные гидроксиды реагируют с эпоксидными группами с привитым на них по карбоксилатным группам (без разрушения макромолекулы) сополимера дивинила с нитрилом акриловой кислоты, связывая продукты каменноугольного дистиллята в отвержденной системе. При заданном соотношении между продуктами каменноугольного дистиллята, эпоксидной диановой смолой и сополимером дивинила с нитрилом акриловой кислоты образуется высокопрочная, термостойкая композиция, способная отверждаться при пониженных температурах. Нефтяное масло, вводимое совместно с полиолефином, оказывает на него диспергирующее, разжижающее воздействие, улучшает технологические свойства смеси и играет роль дополнительного пластификатора. Эти два ингредиента в сочетании с тетраэтоксисиланом способствуют гидрофобизации полимерного покрытия, улучшению его водо - и морозостойкости. При этом тетраэтоксисилан способствует возникновению прочных гидролитически устойчивых кремнийорганических связей на границе раздела фаз. Комплексная пластификация полимерной композиции уменьшает возникающие в процессе твердения и при перепадах температур внутренние напряжения. Эффект снижения концентрации напряжений усиливается за счет микродобавки высокодисперсного аморфного кремнезема с развитой удельной поверхностью(размер частиц от 4 до 40 мкм, объемная масса 0,02-0,05 г/см 3). Оказывая на полимерные смеси тиксотропное воздействие, кремнезем высшей структуры способствует образованию многокаркасной пространственной системы, в которой частицы наполнителя не седиментируют в большой толще смеси. В отвержденном состоянии такая система характеризуется повышенной однородностью, плотностью и адгезией к основанию. Таким образом, можно заключить, что заявляемая композиция обладает высокими технологическими и эксплуатационными свойствами при неблагоприятных условиях производства работ и применении при воздействии агрессивных сред в сочетании с температурными перепадами и механическими нагрузками. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.