Материал для защитных покрытий строительных сооружений и конструкций

Материал выполнен из основной композиции, содержащей полиэтилен (смеси полиэтиленов) и резиновую крошку и дополнительно сополимер этилена с винилацетатом (сэвилен) с содержанием винилацетата в количестве 10-24% и с показателем текучести расплава 10-18 г/10 мин, в качестве резиновой крошки содержит вулканизированные отходы с размером частиц 1,0-1,4 мм, что позволяет получить резинополимерный материал, способный перерабатываться в гранулы, предназначенный к переработке методом литья под давлением в строительные материалы, например в крупногабаритные листы черепицы. 12 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к резинополимерному материалу, способному перерабатываться в гранулы, из которых можно получать методом литья под давлением строительные материалы, например крупногабаритные листы черепицы, используемой для защитных покрытий строительных сооружений и конструкций.

Известен гранулированный органический материал, который может быть использован в производстве полимерных строительных материалов и др., состоящий из гидролизного лигнина и связующего на основе низкомолекулярного полиолефина или парафина (авторское свидетельство РФ №939495, С08L 97/00, 1982 г.).

К основному недостатку известного гранулированного материала относится неспособность гранул к переработке методом литья под давлением из-за низкого показателя текучести расплава.

Кроме того, гранулированный материал обладает невысокими физико-механическими свойствами и высоким водопоглощением.

Известен также материал для защитных покрытий строительных сооружений и конструкций, выполненный из основной композиции, содержащей полиэтилен (смесь полиэтиленов) и резиновую крошку (патент РФ №2129133, МПК С08L 23/02, 1999 г. - прототип).

Недостатками материала по прототипу является также низкий показатель текучести расплава (ПТР), который не обеспечивает получение гранулированного материала, способного к переработке методом литья под давлением в высококачественные крупногабаритные строительные изделия.

Этот материал имеет низкие физико-механические свойства и высокое водопоглощение.

Использование в данном техническом решении в качестве полимерной матрицы полиэтилена низкой плотности с заведомо невысоким ПТР и большую степень наполнения его резиновой крошкой в сочетании с другими наполнителями резко снижает ПТР композиции и ухудшает реологические характеристики.

Задачей настоящего изобретения является создание материала на основе резинополимерной композиции, обладающей литьевыми свойствами для получения гранулированного материала, способного к переработке методом литья под давлением в качественные крупногабаритные строительные изделия типа черепицы. Данный метод переработки предпочтителен, поскольку является безотходным и высокопроизводительным.

Поставленная задача решается за счет того, что материал для защитных покрытий строительных сооружений и конструкций, выполненный из основной композиции, содержащей полиэтилен (смесь полиэтиленов) и резиновую крошку, дополнительно содержит сополимер этилена с винилацетатом (сэвилен) с содержанием винилацетата в количестве 10-24% и с показателем текучести расплава 10-18 г/ 10 мин, в качестве резиновой крошки содержит вулканизированные отходы с размером частиц 1,0-1,4 мм, при следующем содержании компонентов на 100 мас.ч. основной композиции:

Полиэтилен (смесь полиэтиленов)	25-55 мас.ч.
Вулканизированные отходы	25-65 мас.ч.
Сэвилен	10-20 мас.ч.

Целесообразно в качестве полиэтилена использовать первичный полиэтилен высокой плотности (смесь первичных полиэтиленов высокой плотности) с показателем текучести расплава 10-23 г/10 мин.

Возможно в качестве полиэтилена использовать вторичный полиэтилен высокой плотности (смесь вторичных полиэтиленов высокой плотности) с показателем текучести расплава 10-23 г/10 мин.

Целесообразно, чтобы смесь полиэтиленов содержала первичные полиэтилены высокой и низкой плотности, при этом содержание первичного полиэтилена низкой плотности составляло не более 60%, показатель текучести расплава смеси - 10-23 г/10 мин.

Целесообразно, чтобы смесь полиэтиленов содержала первичный полиэтилен высокой плотности и вторичный полиэтилен высокой плотности, при этом содержание вторичного полиэтилена высокой плотности должно составлять не более 50%, показатель текучести расплава смеси 10-23 г/10 мин.

Дополнительно материал может содержать до 10 мас.ч. волокон на основе сополимера полиакрилонитрила на 100 мас.ч. основной композиции.

Дополнительно материал может содержать до 15 мас.ч. микроволластонита на 100 мас.ч. основной композиции.

Дополнительно материал может содержать до 3,0 мас.ч. светостабилизатора на 100 мас.ч. основной композиции.

Дополнительно материал может содержать до 3,0 мас.ч. термостабилизаторов на 100 мас.ч. основной композиции.

Дополнительно материал может содержать до 20 мас.ч. суперконцентрата пигментов на 100 мас.ч. основной композиции.

Дополнительно материал может содержать до 10 мас.ч. неорганических пигментов на 100 мас.ч. основной композиции.

Дополнительно материал может содержать до 15 мас.ч. коллоидной кремнекислоты на 100 мас.ч. основной композиции.

Дополнительно материал может содержать до 0,5 мас.ч. ароматизирующих добавок на 100 мас.ч. основной композиции.

Технический результат достигается за счет дополнительного наличия сэвилена, который увеличивает адгезию с вулканизированными отходами более крупной фракции, улучшает диспергируемость добавок и стабилизирует реологию материала.

Предлагаемая совокупность существенных признаков позволяет получить гранулированный материал с более равномерным распределением всех компонентов в полимерной (несущей) матрице, т.е. хорошо диспергированную, гомогенную смесь. Данное свойство смеси обеспечивает изделию равномерный прокрас, без разброса по цвету в одной цветовой гамме.

Использование с показателем текучести расплава 10-23 г/10 мин первичного полиэтилена высокой плотности или их смеси, вторичного полиэтилена высокой плотности или их смеси, смеси первичного полиэтилена высокой и низкой плотности, смеси первичного и вторичного полиэтиленов высокой плотности способствует формоустойчивости крупногабаритных изделий при эксплуатации, особенно в условиях повышенных температур.

Введение в основную композицию волокон на основе сополимера полиакрилонитрила и микроволластонита увеличивают прочность, уменьшают усадку материала и обеспечивают стабильность размеров литьевых изделий.

Светостабилизатор и термостабилизаторы обеспечивают устойчивость материала к разрушающему воздействию ультрафиолетового излучения и защищают материал от ухудшения его характеристик, как при переработке, так и при эксплуатации.

Коллоидная кремнекислота улучшает адгезию вулканизированных отходов к волокнам.

Использование в композиции вулканизированных отходов с размером частиц 1,0-1,4 мм в сочетании с суперконцентратом пигментов или неорганическими пигментами обеспечивает получение материала ярких цветов, улучшая потребительские качества.

В качестве вулканизированных отходов можно использовать порошок резиновый тонко измельченный, получаемый измельчением изношенных автомобильных, авиационных и других шин, ездовых и варочных камер, резины из вулканизированных отходов предприятий резинотехнических изделий на основе каучуков общего назначения.

Пример 1.

В смеситель загружали в расчете на 100 мас.ч. основной композиции следующие компоненты: первичный полиэтилен высокой плотности с ПТР=23 г/10 мин (ГОСТ 16338-85) - 25 мас.ч., вулканизированные отходы с размером частиц 1,0-1,2 мм (ТУ 2519136-001-6722011820-01) - 65 мас.ч., сополимер этилена с винилацетатом (сэвилен) с содержанием винилацетата (ТУ 6-05-1636-97) 21-24% - 10 мас.ч., коллоидную кремнекислоту (Сертификат фирмы «Degussa», Германия) - 6,0 мас.ч., суперконцентрат красный на основе полиэтилена (ПЭ) (ТУ2243-001-23124265-2000) - 20 мас.ч., ароматизирующую добавку - ароматизатор Грецкий орех R6067 (продукт компании «AROMCO», Великобритания, ISO - 9001,) - 0,5 мас.ч. и смешивали при комнатной температуре. Полученная смесь готова для переработки в гранулы в экструдере-грануляторе. Из данного гранулированного материала изготавливают крупногабаритную черепицу методом литья под давлением в промышленных условиях.

Ароматизирующие добавки компании «AROMCO» изготовлены на основе монопропиленгликоля и душистых веществ. Данная компания реализует в России через своего представителя - фирму «Кима Лимитед» следующие продукты:

- ароматизатор Грецкий орех R6067;

- ароматизатор Орех кедровый R6755;

- ароматизатор Рябина R3180;

- ароматизатор Можжевельник R6106;

Любой из перечисленных продуктов может быть использован в основной композиции.

Пример 2.

Осуществлялся аналогично примеру 1, но основная композиция содержала следующие компоненты, мас.ч.:

смесь первичных полиэтиленов высокой плотности	30
вулканизированные отходы с размером частиц 1,0-1,2 мм	52
сэвилен с содержанием винилацетата 17-21%	18

и дополнительно содержала:

светостабилизатор «Тинувин 783» (Сертификат фирмы
«Ciba», Швейцария, ISO - 9000)	1,5.

«Тинувин 783 - светостабилизатор из класса стерически (пространственно) затрудненных аминов.

Пример 3.

Осуществлялся аналогично примеру 1, но основная композиция содержала следующие компоненты, мас.ч.:

смесь первичного полиэтилена высокой	40
плотности и вторичного полиэтилена
высокой плотности (содержание вторичного полиэтилена
высокой плотности составляет 20%)
вулканизированные отходы с размером частиц 1,0-1,2 мм	45
сэвилен с содержанием випилацетата 15-20%	15

и дополнительно содержала:

микроволластонит (ТУ 5777-006-40705684-2003)	10
суперконцентрат красный на основе ПЭ	10

Пример 4.

Осуществлялся аналогично примеру 1, но основная композиция содержала следующие компоненты, мас.ч.:

смесь первичных полиэтиленов высокой и низкой	45
плотности (содержание первичного полиэтилена низкой
плотности (ГОСТ 16337-77) составляет 30%)
вулканизированные отходы с размером частиц 1,2-1,4 мм	41
сэвилен с содержанием винилацетата 17-21%	14

и дополнительно содержала:

волокно на основе сополимера полиакрилонитрила
(ТУ 2272-001-14602866)	8,0
суперконцентрат красный на основе ПЭ	5,0
ароматизирующая добавка - ароматизатор Можжевельник
R6106 (продукт компании «AROMCO»)	0,3

Пример 5.

Осуществлялся аналогично примеру 1, но основная композиция содержала следующие компоненты, мас.ч.:

вторичный полиэтилен высокой плотности	50
вулканизированные отходы с размером частиц 1,2-1,4 мм	38
сэвилен с содержанием винилацетата 15-20%	12

и дополнительно содержала:

микроволластонит	15
смесь термостабилизаторов «Ирганокс 1010» и
«Иргафос 168» (фирма «Ciba», Швейцария, ISO - 9000)	1,5

«Ирганокс 1010» - термостабилизатор на основе пространственно затрудненного фенола.

«Иргафос 168» - термостабилизатор на основе негидролизующегося фосфата.

Пример 6.

Осуществлялся аналогично примеру 1, но основная композиция содержала следующие компоненты, мас.ч.:

смесь вторичных полиэтиленов высокой плотности	55
вулканизированные отходы с размером частиц 1,2-1,4 мм	25
сэвилен с содержанием винилацетата 10-14%	20

и дополнительно содержала: светостабилизатор

«Тинувин 783»	2,0
пигментная окись хрома (ГОСТ 2912-79)	8,0

Примеры и свойства по примерам представлены в таблицах 1 и 2.

Технический результат выражается в увеличении показателя текучести расплав минимум в 4 раза, предела прочности при растяжении - минимум в 2 раза, относительного удлинения при разрыве - почти в 2 раза по нижнему пределу, уменьшении водопоглощения минимум в 2,5 раза.

Таким образом, при изготовлении изделий методом литья под давлением обеспечивается хорошая заполняемость литьевых форм и уменьшение их износа, возможность изготовления изделий сложных конфигураций более высокого качества с более точными размерами.

При этом кроме строительных изделий могут быть изготовлены также изделия для электротехнической и автомобильной промышленности, товары народного потребления и т.д.

1. Материал для защитных покрытий строительных сооружений и конструкций, выполненный из основной композиции, содержащей полиэтилен (смеси полиэтиленов) и резиновую крошку, отличающийся тем, что он дополнительно содержит сополимер этилена с винилацетатом (сэвилен) с содержанием винилацетата в количестве 10-24% и с показателем текучести расплава 10-18 г/10 мин, в качестве резиновой крошки содержит вулканизированные отходы с размером частиц 1,0-1,4 мм при следующем содержании компонентов на 100 мас.ч. основной композиции, мас.ч.:

Полиэтилен (смесь полиэтиленов)	25-55
Вулканизированные отходы	25-65
Сэвилен	10-20

2. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве полиэтилена содержит первичный полиэтилен высокой плотности (смесь полиэтиленов высокой плотности) с показателем текучести расплава 10-23 г/10 мин.

3. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве полиэтилена содержит вторичный полиэтилен высокой плотности (смесь вторичных полиэтиленов высокой плотности) с показателем текучести расплава 10-23 г/10 мин.

4. Материал по п.1, отличающийся тем, что смесь полиэтиленов содержит первичные полиэтилены высокой и низкой плотности, при этом содержание первичного полиэтилена низкой плотности составляет не более 60%, показатель текучести расплава смеси - 10-23 г/10 мин.

5. Материал по п.1, отличающийся тем, что смесь полиэтиленов содержит первичный полиэтилен высокой плотности и вторичный полиэтилен высокой плотности, при этом содержание вторичного полиэтилена высокой плотности составляет не более 50%, показатель текучести расплава смеси 10-23 г/10 мин.

6. Материал по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит до 10 мас.ч. волокон на основе сополимера полиакрилонитрила на 100 мас.ч. основной композиции.

7. Материал по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит до 15 мас.ч. микроволластонита на 100 мас.ч. основной композиции.

8. Материал п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит до 3,0 мас.ч. светостабилизатора на 100 мас.ч. основной композиции.

9. Материал по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит до 3,0 мас.ч. смеси термостабилизаторов на 100 мас.ч. основной композиции.

10. Материал по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит до 20 мас.ч. суперконцентрата пигментов на основе полиэтилена на 100 мас.ч. основной композиции.

11. Материал по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит до 10 мас.ч. неорганических пигментов на 100 мас.ч. основной композиции.

12. Материал по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит до 15 мас.ч. коллоидной кремнекислоты на 100 мас.ч. основной композиции.

13. Материал по п.10, отличающийся тем, что дополнительно содержит до 0,5 мас.ч. ароматизирующих добавок на 100 мас.ч. основной композиции.