Гидроизоляционная композиция

 

Предложенная гидроизоляционная композиция обладает повышенной тепло- и морозостойкостью и может быть использована для гидроизоляции трубопроводов в широком диапазоне температур. Гидроизоляционная композиция содержит синтетический латекс, поверхностно-активное вещество, диспергатор, антивспениватель, загуститель и наполнитель, причем синтетический латекс представляет собой латекс тройного сополимера, содержащий звенья бутилакрилата, звенья нитрила акриловой кислоты 5-15% и метакриловой кислоты с содержанием в латексе сухого вещества 65%, а композиция дополнительно содержит уайт-спирит. 1 табл.

Область техники Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к гидроизоляционным материалам.

Уровень техники Известна гидроизоляционная композиция, содержащая битум, автомобильное масло, полимер, в качестве которого использован бутадиенстирольный каучук, и наполнитель, в качестве которого использован асбест, и дополнительно содержащая в качестве растворителя уайт-спирит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Битум - 14,2-21 Бутадиенстирольный каучук - 9,1-12,6 Асбест - 2,0-3,0 Автомобильное масло - 0,7-1,0 Уайт-спирит - Остальное (Патент России 1790584, С 08 L 95/00, С 08 К 7/02 (С 08 L 95/00, 9/06, 91/00), 1993).

Недостатки известной композиции заключаются в ее недолговечности, обусловленной повышенной хрупкостью и стеклованием битума при температурах, близких к нулевой, и текучести при температурах, превышающих 50^oС. При этом открытое атмосферное воздействие приводит к быстрому старению битумов вследствие термоактивной деструкции и улетучиванию легких компонентов мальтеновой фракции. Введение в композицию полимеров приводит к повышению эластичности гидроизоляционного материала. Однако эксплуатационная долговечность его невелика в связи с недостаточной морозостойкостью и наличием неустойчивых связей, что обусловлено несовместимостью бутадиенстирольных каучуков с битумом. Кроме того, большое количественное содержание уайт-спирита делает известную композицию огне- и взрывоопасной.

Наиболее близким предлагаемому материалу по химическому составу является гидроизоляционная композиция, включающая синтетический латекс, выбранный из группы, включающей латекс хлоропренового каучука, латекс нитрильного каучука и их смесь, вулканизирующую систему, поверхностно-активное вещество, диспергатор, антивспениватель, загуститель, наполнитель и воду и дополнительно содержащая аэросил, модифицированный аминофенилметилдиэтоксиланом с содержанием на поверхности аэросила 0,1-0,5 ммоль химически привитых радикалов и 0,2-0,4 ммоль свободных силанольных групп, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Синтетический латекс - 100-150
Вулканизирующая система - 5-13
Поверхностно-активное в-во - 6-15
Наполнитель - 80-300
Диспергатор - 5-20
Антивспениватель - 1-5
Загуститель - 3-35
Аэросил модифицированный - 3-20
Вода - 30-60
(А.с. СССР 767163, С 09 J 3/12, С 09 К 3/10, 1980).

К недостаткам известной гидроизоляционной композиции можно отнести ее ограниченную область применения, что обусловлено высокой температурой стеклования (свыше -10^oС), интенсивной деструкцией полимера хлоропренового латекса при температурах эксплуатации порядка 100-120^oС, сопровождающейся выделением HCl, взаимодействующей с металлом изолируемых труб, а также низкой свето-, термо- и атмосферостойкостью хлоропреновых латексов.

Сущность изобретения
Целью создания предлагаемого изобретения является разработка состава гидроизоляционной композиции для использования в широком диапазоне температур.

Поставленная цель достигается тем, что в гидроизоляционной композиции, содержащей синтетический латекс, поверхностно-активное вещество, диспергатор, антивспениватель, загуститель и наполнитель, согласно изобретению синтетический латекс представляет собой тройной сополимер, состоящий из звеньев бутилакрилата, нитрила акриловой кислоты и метакриловой кислоты, а композиция дополнительно содержит уайт-спирит при следующем соотношении мас.%:
Латекс синтетический, с содержанием сухого вещества 65% и звеньев нитрила акриловой кислоты в сополимере 5-15% - 38,0-40,0
Наполнитель - 58,0-56,0
Диспергаторы - 0,50-0,62
Поверхностно-активное вещество - 0,18-0,22
Антивспениватель - 0,03-0,035
Уайт-спирит - 2,1-2,3
Загуститель - Остальное
Входящие в состав латекса звенья бутилакрилата обеспечивают повышение морозостойкости композиции, звенья метакриловой кислоты обеспечивают эффективную адгезию между полимером и наполнителем при изготовлении композиции и последующую адгезию с изолируемым материалом, а звенья нитрилакрилата способствуют совмещению полимера с наполнителем и повышают термостойкость композиции. Использование синтетического латекса с меньшим количественным содержанием данного сополимера снижает вышеназванные качественные характеристики гидроизоляционной композиции, а увеличение доли данного сополимера в синтетическом латексе приводит к снижению влияния других сополимеров, что также ухудшает эксплуатационные характеристики заявленной композиции.

При взаимодействии синтетического латекса с наполнителем обеспечивается склеивание его частиц и образование после высыхания сплошной пленки. Уменьшение количества латекса до значений ниже 38 мас.% приводит к увеличению жесткости смеси и снижению адгезии между наполнителем и связующим, что приводит к ухудшению механической прочности готового продукта. В то же время увеличение количества латекса до величин, превышающих 40%, не рационально, так как не приведет к повышению эксплуатационных характеристик гидроизоляционной композиции.

Содержащиеся в наполнителе (например, мел или доломит) соли Са и Мg способствуют вулканизации полимера и приводят к полному совмещению полимера с наполнителем, увеличивая прочность материала. Однако увеличение количественного содержания наполнителя свыше заявленных пределов приводит к дефициту синтетического латекса, недостаток которого ведет к дроблению пленочной структуры полимера и интенсивному порообразованию, что вызывает снижение прочности готового материала. При уменьшении количества наполнителя до значений ниже 56 мас.% повышается текучесть смеси, что также приводит к ухудшению ее качеств.

Прочность материала в значительной мере вызвана степенью контакта частиц наполнителя с полимером. Для увеличения такого контакта в смесь вводится поверхностно-активное вещество (ПАВ). Вследствие своей высокой активности, обусловленной наличием в его молекулах полярных функциональных групп, ПАВ в большей степени, чем полимер, снижает поверхностное натяжение наполнителя и тем самым способствует повышению прочности материала. Однако при увеличении содержания ПАВ в материале композиции наблюдается его концентрация на поверхности раздела наполнителя и полимерной матрицы в виде толстой полимерной пленки. ПАВ выделяется в независимый структурный компонент смеси. Это ведет к снижению адсорбции полимера на наполнителе из-за экранирования поверхности частиц толстой прослойкой ПАВ, то есть при больших концентрациях ПАВ прочность материала снижается. Однако уменьшение количественного содержания данного компонента до значений ниже 0,18 мас.% снижает его эффективность.

Введение ПАВ способствует смачиванию поверхности наполнителя, а в системе ПАВ - диспергатор увеличивается эффективность диспергирования, поэтому для повышения эффективности взаимодействия синтетического латекса с наполнителем используют диспергаторы, например тринатрийфосфат и водорастворимый акриловый полимер - оротан.

Заявленное количество данного компонента также является оптимальным, так как сокращение доли диспергаторов ведет к неоднородности смеси, а увеличение их содержания снижает влагостойкость готового продукта.

Так как введение в полимерную композицию ПАВ способствует пенообразованию и возникновению закрытых воздушных включений в массе приготавливаемой композиции, что ведет к ухудшению ее прочностных характеристик, то в заявляемую композицию вводят антивспениватель (в качестве которого можно использовать высшие алифатические спирты), а для придания смеси достаточной густоты и эластичности в гидроизоляционную композицию вводят загуститель.

Дополнительное введение в композицию уайт-спирита обеспечивает повышение пластичности и однородности смеси и способствует снижению температуры стеклования синтетического латекса, то есть обеспечивает повышение морозостойкости гидроизоляционной композиции. При этом уменьшение содержания уайт-спирита в композиции приведет к ухудшению ее пластичности и повышению температуры стеклования, а увеличение приводит к частичному растворению латекса и снижению прочности материала на разрыв.

Сведения, подтверждающие возможность реализации изобретения
Приготовление заявленной гидроизоляционной композиции осуществляют следующим образом. До смешения наполнителя и синтетического латекса в последний вводят диспергаторы и поверхностно-активное вещество. В качестве синтетического латекса может быть использован, например, латекс "Примал-1959Е", выпускаемой "Room & Haad" (США). "Примал-1959Е" представляет собой тройной сополимер, содержащий звенья нитрилоакриловой кислоты 5%, метакриловой кислоты 3% и бутилакрилата 92%. В качестве диспергаторов использовался тринатрийфосфат и растворимый акриловый полимер - оротан, а в качестве ПАВ - моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля на основе полимердистиллята - ОП-10. При этом тринатрийфосфат предварительно замачивают в горячей воде - на 300 г тринатрийфосфата 2 л горячей воды. Затем водят половинную часть наполнителя, например мел химически осажденный, ГОСТ 8253-79, с размерами частиц 0,6-1,0 мкм (98%) и 5 мкм (2%), и выполняют тщательное перемешивание, например, с помощью лопастного смесителя в течение 20-30 минут. По истечение этого времени вводят оставшуюся часть наполнителя, пеногаситель, в качестве которого использовались высшие алифатические спирты фракции ₈-С₁₀, в частности октановый спирт, и загуститель - карбоксиметилцеллюлозу, затем после перемешивания в течение 20-30 минут до получения однородной массы вводят уайт-спирит и выполняют окончательное перемешивание.

Готовый материал может быть использован непосредственно после изготовления или храниться в герметичной таре не более 12 месяцев.

В таблице приведены результаты сравнения образцов, изготовленных в соответствии с предлагаемым изобретением и при увеличении или уменьшении количественного содержания компонентов гидроизоляционной композиции.

Формула изобретения

Гидроизоляционная композиция, содержащая синтетический латекс, поверхностно-активное вещество, диспергатор, антивспениватель, загуститель и наполнитель, отличающаяся тем, что синтетический латекс представляет собой латекс тройного сополимера, содержащий звенья бутилакрилата, звенья нитрила акриловой кислоты 5-15% и метакриловой кислоты с содержанием в латексе сухого вещества 65%, а композиция дополнительно содержит уайт-спирит при следующем соотношении, мас. %:
Синтетический латекс указанного выше тройного сополимера - 38,0 - 40,0
Наполнитель - 58,0 - 56,0
Диспергаторы - 0,50 - 0,62
Поверхностно-активное вещество - 0,18 - 0,22
Антивспениватель - 0,03 - 0,035
Уайт-спирит - 2,1 - 2,3
Загуститель - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1