Способ получения битумно-каучуковой композиции

 

Использование: область строительных материалов, в частности производство гидроизоляционных и кровельных материалов типа гидростеклоизола и рубероида. Способ получения характеризуется хорошей производительностью процесса. Способ предназначен для композиции следующего состава, мас.%: битум 50 - 64, пластификатор 5 - 8, бутилкаучук 8 - 15, синтетическая смола 2 - 4, минеральный наполнитель 15 - 22, диоксид кремния 2 - 3, антисептик 0,5 - 1,0. Способ заключается в следующем: первоначально осуществляют смешение при 100 - 120°С бутилкаучука, смолы, диоксида кремния до получения однородной массы, затем в полученную массу вводят разогретый до 170 - 190°С битум, имеющий температуру размягчения 50°С, при этом введение пластификатора осуществляют или до введения битума, или двумя равными порциями, одну из которых вводят на стадии смешения бутилкаучука с добавками, другую - вместе с битумом. Введение наполнителя можно осуществлять или до введения битума, или после его введения. В качестве диоксида кремния можно использовать белую сажу. Антисептик выбирают из группы фторидов щелочных металлов, введение его осуществляют в последнюю очередь, после смешения всех компонентов. В качестве смолы в способе используют фенолформальдегидную или нефтеполимерные смолы. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве гидроизоляционных и кровельных материалов типа гидростеклоизола и рубероида.

Известные рулонные материалы типа рубероида и гидростеклоизола состоят из волокнистой основы, пропитанной легкоплавким битумом или битумным составом, и покровного слоя. Свойства рулонных материалов определяются применяемой волокнистой основой и в большей степени свойствами покровного слоя, состав которого изготовляется на основе тугоплавкого битума.

Известна битумно-каучуковая композиция, включающая битум, высокомолекулярный каучук, масляный пластификатор, минеральный наполнитель и смесь жидких полибутенов (октол).

Однако время ее изготовления с предварительным измельчением (гранулированием) каучука составляет 3 ч и в своем составе содержит дорогостоящие и дефицитные октолы.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ получения композиции, состоящей в том, что в разогретый битум вводят ароматизированный пластификатор и антиоксидант, затем вводят в измельченный каучук и смешивают на 20-25^оС ниже максимальной температуры, соответствующей началу окисления насыщенного каучука или деструкции и циклизации непредельных каучуков, а затем вводят оставшиеся модифицирующие добавки и наполнитель. Температура перемешивания 140 ± 150^оС, а время приготовления смеси не менее 3 ч.

При таких условиях может происходить старение каучука, что сказывается на качестве состава, а кроме того процесс достаточно длителен, так как на гранулирование каучука затрачивается дополнительное время, а также время на его транспортировку. В предложенном способе в смеситель загружают непосредственно монолитные куски каучука.

Целью изобретения является интенсификация процесса получения битумно-каучуковой композиции.

Поставленная цель достигается тем, что в состав композиции дополнительно вводят фенолформальдегидную или нефтеполимерную смолу с температурой размягчения не ниже 85^оС, диоксид кремния, антисептик, при этом первоначально осуществляют при 100-120^оС смешение бутилкаучука, смолы и диоксида кремния до получения однородной массы, затем в полученную массу вводят разогретый до 170-190^оС битум с температурой размягчения 50^оС, при этом введение наполнителя осуществляют или до введения битума, или после, введение пластификаторов осуществляют или до введения битума, или двумя равными порциями, одну из которых вводят на стадии смешения бутилкаучука с добавками, другую вместе с битумом. Антисептик вводят в последний момент.

Способ получения битумно-каучуковой композиции осуществляют следующим образом.

Расчетное количество каучука, смолы, тонкодисперсного диоксида кремния, наполнителя и пластификатора перемешивают в разогретом смесителе типа Вернера при 100-120^оС до получения однородной массы с последующей подачей разогретого до 170-190^оС битума и остальных компонентов.

Смешение компонентов, а именно каучука, смол, тонкодисперсного диоксида кремния, пластификатора и наполнителя, может быть осуществлено в зависимости от использованной аппаратуры в разных вариантах: а) в смеситель с нижней выгрузкой и мешалкой загружают последовательно расчетное количество каучука, диоксида кремния, смолы, наполнителя и пластификатора перемешивают до получения однородной массы, с последующим добавлением отмерного объема битума с температурой 170-190^оС; б) в смеситель с нижней выгрузкой и мешалкой загружают расчетное количество каучука, диоксида кремния, смолы, перемешивают до получения однородной массы, заливают пластификатор и разогретый до 170-190^оС битум и перемешивают; полученную смесь перекачивают в турбосмеситель с последующим добавлением наполнителя и других компонентов. Указанный вариант позволяет транспортировать полупродукт путем перекачки.

Предложенная композиция отличается от композиции-прототипа использованием неокисленного битума и дополнительным содержанием смол и тонкодисперсного диоксида кремния. А также неокисленный битум лучше совмещается с каучуком. Кроме того, он позволяет исключить экологически опасную стадию производства окисленного битума путем окисления кислородом воздуха при 250^оС, при котором выделяются вредные вещества-бензопирены, фенолы и др.

Такжде получен новый эффект при совместном использовании неокисленного битума, смол с т.пл. 85^оС и диоксида кремния происходит улучшение высокотемпературных свойств.

В предложенном способе в смеситель загружается непосредственно монолитные куски каучука. Измельчение каучука осуществляют непосредственно в смесителе интенсивным перетиранием кусков каучука со смолами, диоксидом кремния и частью наполнителя. Оказалось, что именно добавление смол и диоксида кремния способствует быстрому гранулированию каучуков. Добавление части наполнителя и пластификатора способствует получению однородной массы, которая быстро распределяется в разогретом битуме, а общее время изготовления композиции не превышает 1 ч.

Примеры осуществления способа получения композиций.

П р и м е р 1. В смеситель "Брабендер" емкостью 0,6 л, нагретый до 100^оС при работающей мешалке со скоростью 30 об/мин, загружается последовательно бутилкаучук 60 г, смола терпенофенолформальдегидная с т разм. 90^оС 12 г, диоксид кремния - белая сажа БС-100, 12 г. Перемешивание продолжается 15 мин. Затем вводят тальк в количестве 117 г за 3 раза с чередованием ввода полимерпласта, общее количество которого составляет 36 г, и содержимое перемешивается 10 мин. Разогретый до температуры 180^оС с температурой размягчения 50^оС битум тонкой струей непрерывно вливается в смеситель в количестве 360 г и перемешивание продолжается еще 5-10 мин до получения однородной жидкой массы. На основе полученной композиции были изготовлены образцы гидростеклоизола с использованием в качестве основы стеклоткани НПТ-750. В последнюю очередь добавляется антисептик - 3 г.

П р и м е р 2 (с транспортировкой). В смеситель "Брабендер", нагретый до 120^оС, при работающей со скоростью 30 об/мин мешалке загружается последовательно бутилкаучук БК=1675 в количестве 90 г, смола фенолформальдегидная с температурой 93^оС - 12 г, диоксид кремния (белая сажа БС-100) 12 г. Перемешивание продолжается 10-15 мин. Затем тонкой струей в смеситель вводится полимерпласт в количестве 30 г и разогретый до 190^оС битум БНД 60/90 с т.разм 50^оС в количестве 363 г. Содержимое перемешивается до однородной массы в течение 10 мин. Затем полученная масса переливается в смеситель с пропеллерной мешалкой, куда добавляется навеска 90 г талька и антисептик - кремнийфтористый натрий в количестве 3 г. Общее время перемешивания, включая дозированное введение компонентов, составляет около 1 ч. Полученной композицией пропитывается стеклоткань ИПГ-750.

П р и м е р 3. Композиция изготавливается в лабораторном смесителе "Брабендер" рабочей емкостью 600 мл, нагретом до 100^оС. При работающей со скоростью 60 об/мин мешалке в смеситель последовательно загружают бутилкаучук БК-1675 в количестве 72 г, смолу нефтеполимерную 24 г с т.разм. 100^оС, диоксид кремния БС-50 - 18 г, наполнитель-известняк 132 и половина количества пластификатора - полимерпласта, 24 г. Содержимое перемешивается 20 мин. Затем в смеситель добавляют оставшееся количество полимерпласта - 20 г, и разогретый до 170^оС битум БНД 60/90 в количестве 300 г. В последнюю очередь добавляются антисептик - 6 г, и все содержимое перемешивается в течение 15 мин. Изготовление образцов и их испытания проводили аналогично примерам 1 и 2.

П р и м е р 4. Изготовление композиции и образцов осуществляется, как в примере 3, кроме того, что в качестве каучука вят бутилкаучук марки БК-2045, а в качестве пластификатора - индустриальное масло.

Количественное соотношение компонентов следующее, г: Битум БН-111, разогретый до 170^оС 342 Бутилкаучук БК-2045 48 Смола нефтеполимерная 18 Диоксид кремния 15 Известняк (наполнитель), ГОСТ 23671-79 132 Индустриальное масло (пластификатор) 42 Антисептик 3 П р и м е р 5. Изготовление композиции и образцов, как в примере 3, кроме того, что в качестве смолы применена смола октофор. Количественное соотношение компонентов следующее, г: Битум БН-111 354 Бутилкаучук БК-2045 72 Смола октофор 12 Диоксид кремния 12 Известняк, ГОСТ 23671-79 114 Индустриальное масло, ГОСТ 20799-75 30 Антисептик 6 П р и м е р 6. Изготовление композиции и образцов, как в примере 3, кроме того, что в качестве наполнителя - каолин, в качестве каучука - бутилкаучук БК-1530. Количественное соотношение компонентов следующее, г: Битум БН-IV 384 Бутилкаучук БК-1530 60 Каолин (наполнитель), ГОСТ 19608-84 90 Полимерпласт, ТУ 38.101937-83 33 Диоксид кремния 15 Смола нефтеполимерная 12 Антисептик 6

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМНО-КАУЧУКОВОЙ КОМПОЗИЦИИ путем смешения в смесителе битума, бутилкаучука, пластификатора и наполнителя, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса получения, в состав композиции дополнительно вводят фенолформальдегидную или нефтеполимерную смолу с температурой размягчения не ниже 85^oС, диоксид кремния и антисептик, при этом первоначально осуществляют при 100 - 120^oС смешение бутилкаучука, смолы и диоксида кремния до получения однородной массы, затем в полученную массу вводят разогретый до 170 - 190^oС битум с температурой размягчения 50^oС, при этом введение наполнителя осуществляют или до введения битума, или после, введение пластификатора осуществляют или до введения битума, или двумя равными порциями, одну из которых вводят на стадии смешения бутилкаучука с добавками, другую вместе с битумом при следующем составе композиции, мас.%: Битум с температурой размягчения 50^oС 50 - 64
Пластификатор 5 - 8
Бутилкаучук 8 - 15
Синтетическая смола 2 - 4
Минеральный наполнитель 15 - 22
Диоксид кремния 2 - 3
Антисептик 0,5 - 1,0
при этом введение антисептика осуществляют в последнюю очередь.

2. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве диоксида кремния используют белую сажу.

3. Способ по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что антисептик выбран из группы фторидов щелочных металлов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2