Полиуретаново-битумная композиция

Изобретение относится к получению полиуретаново-битумной композиции, используемой в качестве герметиков, покрытий для гидроизоляционной и противокоррозионной защиты различных поверхностей (бетон, металл и т.п.). Полиуретаново-битумная композиция состоит из битумно-сланцевой мастики и предполимеров на основе смеси полиоксипропилентриолов и изоцианатного компонента, в качестве предполимера используется смесь двух предполимеров: первый - на основе смеси полиоксипропилентриолов с молекулярной массой 300-6000 и толуилендиизоцианата в соотношении (80÷85):(20÷15) соответственно; второй - на основе смеси полиоксипропилентриолов с молекулярной массой 300-6000 и гексаметилендиизоцианата в соотношении (65÷80):(50÷20) при их соотношении в смеси предполимеров (80÷50):(50÷20) при следующем содержании компонентов композиции, мас.ч.: битумно-сланцевая мастика 70-95, смесь предполимеров 5-30. Достигается увеличение относительного удлинения при разрыве материала, повышение прочности при растяжении, уменьшение водопоглощения, уменьшение истирания, возможность регулирования степени твердости и эластичности покрытия. 1 табл.

 

Изобретение относится к получению полиуретаново-битумной композиции, используемой в качестве герметиков, покрытий для гидроизоляции и противокоррозионной защиты различных поверхностей (металл, бетон, дерево, пластмассы и т.п.).

Известно получение полиуретаново-битумной композиции путем растворения битума в растворителе, смешение полученного раствора с полиольным компонентом с последующим введением изоцианатного компонента - полиизоцианата. В качестве растворителя используют карбоновые кислоты и их производные. [1] - авторское свидетельство СССР 587725. 30.01.1980 г.

Недостатком данной композиции является ограничение выбора простого полиэфира и марок битума.

Кроме того, полученный на основе известной композиции конечный материал, характеризуется низкой прочностью при растяжении, низким относительным удлинением.

Наиболее близкой к заявленному изобретению является полиуретаново-битумная композиция, получаемая из раствора битумно-сланцевой мастики и предполимера на основе смеси полиоксипропилентриолов с молекулярной массой 250-5000 и толуилендиизоционата, при массовом соотношении полиоксипропилентриолы: толуилендиизоционат (75-80):(25-15) соответственно. [2] - патент РФ №2208025 от 31.05.2001 г.

Данная композиция не дает возможности получить покрытия различной степени твердости и эластичности с хорошими эксплуатационными свойствами.

Недостатком данной композиции является то, что полученный на ее основе материал имеет недостаточно высокую прочность при растяжении и относительном удлинении при разрыве. Кроме того, конечный материал характеризуется высоким водопоглощением и не большим сроком эксплуатации.

Указанные недостатки ограничивают применение материала на основе такой композиции в областях промышленности, где предусмотрены механические нагрузки, гидроизоляционная и антикоррозионная защита.

Технической задачей данного изобретения является увеличение относительного удлинения при разрыве материала, повышение прочности при растяжении, уменьшение водопоглощения, уменьшение истирания, возможность регулирования степени твердости и эластичности покрытия.

Техническая задача достигается тем, что полиуретаново-битумная композиция, состоящая из битумно-сланцевой мастики и предполимера на основе смеси полиоксипропилентриолов и изоцианатного компонента, в качестве предполимера используется смесь двух предполимеров: первый - на основе смеси полиоксипропилентриолов с молекулярной массой 300-6000 и толуилендиизоцианата в соотношении (80-85):(20-15) соответственно, а второй - на основе смеси полиоксипропилентриолов с молекулярной массой 300-6000 и гексаметилендиизоцианата в соотношении (65-80):(35-20), при их соотношении в смеси предполимеров (80-50):(50-20) при следующем содержании компонентов композиции, мас.ч.:

Битумно-сланцевая мастика	70-95
Смесь предполимеров	5-30

Используемое сырье: битумно-сланцевая мастика

Представляет собой композицию на основе сланцевых битумных продуктов, полимерных добавок и органического растворителя, предназначенная для приклеивания битумно-рулонных материалов при устройстве кровель, для гидроизоляции и противокоррозионной защиты железобетонных и стальных конструкций.

Характеристика мастики:

A) водопоглощение за 24 часа по массе % - не более 0,5;

Б) прочность сцепления с основанием МПа - не менее 0,20

B) условная вязкость, с - 50-100.

Битумно-сланцевая мастика	ТУ 38.10989-89
Толуилендиизоцианат (ТДИ 80/20)	ТУ 113-00-0576-1643-17-81
Гексаметилендиизоцианат (ГДМИ)	ТУ 113-03-38-104-90
Полиоксипропилентриол (Лапрол 273)	ТУ 2226-017-10488057-94
Полиоксипропилентриол (Лапрол 503)	ТУ 2226-009-10488057-94
Полиоксипропилентриол (Лапрол 5003)	ТУ 2226-023-10488057-95
Полиоксипропилентриол (Лапрол 6003)	ТУ 6-05-221-880-86

Композицию получают следующим образом: готовят смесь полиоксипропилентриолов (Лапрол 273, 503, 6003); добавляют необходимые добавки (катализатор, стабилизатор) в обогреваемом реакторе. Смесь высушивают под вакуумом при t 110-120°С, охлаждают до t 25-40°С. В охлажденную смесь добавляют необходимое количество ТДИ и перемешивают до получения предполимера 1. Таким же образом готовят предполимер 2, только вместо ТДИ используется ГМДИ. Затем предполимеры 1 и 2 смешиваются друг с другом при комнатной температуре. К смеси предполимеров добавляют битумно-сланцевую мастику на месте применения и наносят на подготовленную поверхность.

Пример 1:

К 100 мас.ч. высушенной смеси Лапролов 273, 503 и 6003 добавляют 17,65 мас.ч. ТДИ 80/20, перемешивают при температуре 25-40°С в атмосфере азота до получения предполимера 1. К 100 мас.ч. Лапролов 273, 503, 6003 добавляют 25 мас.ч. ГМДИ и перемешивают при температуре 20-30°С до получения предполимера 2. К 70 мас.ч. битумно-сланцевой мастики добавляют 20 мас.ч. предполимера 1 и 10 мас.ч. предполимера 2, смешивают при температуре 15-35°С и наносят на подготовленную смесь.

Получается эластичное покрытие, которое имеет прочность при растяжении 2,8 МПа, относительное удлинение при разрыве 600%, водопоглощение - 0,01%.

Твердость по Шору А (после 24 ч) усл. ед.	35
Потери при истирании по Тейберу, мг,
абразивный круг - Н22	30

Пример 2:

Получение предполимеров по примеру 1.

К 70 мас.ч. битумно-сланцевой мастики добавляют 15 мас.ч. предполимера 1 и 15 мас.ч. предполимера 2, смешивают при температуре 15-35°С на месте применения и наносят на подготовленную поверхность.

Эластичное покрытие имеет прочность при растяжении 2,3 МПа, относительное удлинение 550%, водопоглощение - 0,01%.

Твердость по Шору А (после 24 ч) усл. ед.	28
Потери при истирании по Тайберу, мг,
абразивный круг - Н22 -	45

Пример 3:

Получение предполимеров по примеру 1.

К 95 мас.ч. битумно-сланцевой мастики добавляют 2,5 мас.ч. предполимера 1 и 2,5 мас.ч. предполимера 2, смешивают при температуре 15-35°С на месте применения и наносят на подготовленную поверхность.

Жесткое покрытие имеет прочность при растяжении 1,01 МПа, относительное удлинение 120%, водопоглощение - 0,01%.

Твердость по Шору А (после 24ч) усл. ед.	90
Потери при истирании по Тэйберу, мг,
абразивный круг - Н22 -	115

Пример 4:

Получение предполимеров по примеру 1.

К 85 мас.ч. битумно-сланцевой мастики добавляют 7,5 мас.ч. предполимера 1 и 7,5 мас.ч. предполимера 2.

Покрытие полуэластичное, имеет прочность на растяжении 1,9 МПа, относительное удлинение 350%, водопоглощение - 0,01%.

Твердость по Шору А (после 24 ч) усл. ед.	60
Потери при истирании по Тэйберу, мг,
абразивный круг - Н22 -	110

Пример 5:

Получение предполимеров по примеру 1.

К 70 мас.ч. битумно-сланцевой мастики добавляют 10 мас.ч. предполимера 1 и 20 мас.ч. предполимера 2, смешивают и наносят по примеру 3.

Полужесткое покрытие имеет прочность при растяжении 1,5 МПа, относительное 310%, водопоглощение - 0,2%.

Пример 6:

К 80 мас.ч. высушенной смеси Лапролов добавляют 20 мас.ч. гексаметилендиизоцианата (ГМДИ), перемешивают в атмосфере азота при температуре 10-15°С до получения предполимера 2.

К 70 мас.ч. битумно-сланцевой мастики добавляют 30 мас.ч. предполимера 2, перемешивают при температуре 15-35°С на месте применения и наносят на подготовленную поверхность.

Получается липкое, неотвержденное покрытие.

Пример 7: (сравнительный по прототипу)

К 75 мас.ч. смеси Лапролов 273 и 5003 добавляют 25 мас. ч. ТДИ 80/20 и перемешивают в реакторе при температуре 80-95°С до получения предполимера.

К 85 мас.ч. битумно-сланцевой мастики добавляют 15 мас.ч. предполимера, смешивают при комнатной температуре и наносят на подготовленную поверхность.

Покрытие имеет прочность при растяжении 2,5 МПа, относительное удлинение при разрыве 550%, водопоглощение - 0,8%.

Твердость по Шору А (после 24 ч) усл. ед.	25-30
Потери при истирании по Тэйберу, мг,
абразивный круг - Н22 -	250

Таким образом, согласно изобретению на основе заявленной полиуретаново-битумной композиции можно получить покрытия от эластичных до жестких, с высокими прочностными характеристиками и низким водопоглощением.

Полиуретаново-битумная композиция, состоящая из битумно-сланцевой мастики и предполимера на основе смеси полиоксипропилентриолов и изоционатного компонента, отличающаяся тем, что в качестве предполимера используется смесь двух предполимеров: первый на основе полиоксипропилентриолов с молекулярной массой 300-6000 и толуилендиизоцианата в соотношении (80÷85):(20÷15) соответственно, второй - на основе смеси полиоксипропилентриолов с молекулярной массой 300-6000 и гексаметилендиизоцианата в соотношении (65÷80):(35÷20) при их соотношении в смеси предполимеров (80÷50):(50÷20) при следующем содержании компонентов композиции в мас.ч.

Битумно-сланцевая мастика	70-95
Смесь предполимеров	5-30