Полимерная композиция



Владельцы патента RU 2320682:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (RU)

Изобретение относится к полимерной отрасли химической промышленности, в частности к композициям, используемым для изоляции стыков, примыканий, швов, приклейки рулонных полимерных материалов - кровельных и/или гидроизоляционных и гидроизоляции фундаментов и трубопроводов. Изготавливают полимерную композицию, включающую, мас.%: каучук синтетический бутадиеновый СКД - 1-2, отходы его производства - 3,5-17,8 и/или каучук синтетический бутадиен-стирольный СКС - 1,5-2,0, отходы его производства - 3,5-17,5 и модифицирующие добавки канифоль-0,5-1,3 и алкилфенолформальдегидную смолу на основе n-трет-бутилфенола, с содержанием метилольных групп 9,0-11,0% - смолу 101К - 0,8-1,2, битум - 74-88, минеральный наполнитель - мел - 0,6-2,5, отходы индустриальных масел - 0,3-1,5. Технический результат состоит в улучшении физико-механических свойств полимерной композиции, повышении качества изделий, выполненных с ее использованием. 2 табл.

 

Изобретение относится к полимерной отрасли химической промышленности, в частности к композициям, используемым для изоляции стыков, примыканий, швов, приклейки рулонных полимерных материалов (кровельных и/или гидроизоляционных) и гидроизоляции фундаментов и трубопроводов.

Известна композиция [Патент РФ №2142490, 10.12.99 г., Бюл. №34], включающая, мас.%:

отходы производства бутадиен-стирольных каучуков24,0-37,0
битум18,0-26,0
минеральный наполнитель (мел)27,0-35,0
отходы индустриальных масел2,0-30,0

Недостатки композиции - относительно низкие температура размягчения и адгезионные свойства.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является композиция [Патент РФ №2184751, 10.06.2002 г., Бюл. №19], включающая, мас.%:

каучук синтетический СКД или отходы его производства5,5-23,5
Битум73,8-88,8
отходы индустриальных масел0,2-1,5
минеральный наполнитель - мел0,5-1,2

Недостатком композиции прототипа являются относительно низкие физико-механические свойства.

Техническая задача достигается тем, что в полимерной композиции, включающей полимер, битум, минеральный наполнитель - мел, пластификатор - отходы индустриальных масел, отличающейся тем, что она содержит в качестве полимера каучук синтетический бутадиеновый СКД и отходы его производства и/или каучук синтетический бутадиен-стирольный СКС и отходы его производства и дополнительно модифицирующие добавки канифоль и алкилфенолформальдегидную смолу на основе n-трет-бутилфенола с содержанием метилольных групп 9,0-11,0% (смола 101 К) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

каучук синтетический бутадиеновый СКД1,0-2,0
отходы производства бутадиенового каучука СКД3,5-17,8
и/или 
каучук синтетический бутадиен-стирольный СКС1,5-2,0
отходы производства бутадиен-стирольного каучука СКС3,5-17,5
битум74,0-88,0
указанная смола 101 К0,8-1,2
канифоль0,5-1,3
минеральный наполнитель - мел0,6-2,5
отходы индустриальных масел0,3-1,5

Технический результат заключается в улучшении физико-механических свойств полимерной композиции, повышении качества изделий, выполненных с ее использованием.

Для изготовления полимерной композиции были использованы: каучуки синтетические цис-бутадиеновые СКД ТУ ГОСТ 14924-75, каучуки синтетические бутадиен-стирольные СКС-30 АРК ТУ ГОСТ 1562-79, битумы БНК-45/180, БНК-90/30, БНК-90/40 (ГОСТ 9548-74); отходы производства синтетических каучуков СКД и СКС, а именно полимерные соединения, не соответствующие требованиям ГОСТ и ТУ по показателям качества, получаемые при производстве данных марок синтетических производства синтетических каучуков СКД и СКС, а именно полимерные соединения, не соответствующие требованиям ГОСТ и ТУ по показателям качества, получаемые при производстве данных марок синтетических каучуков: структурированный полимер, коагулюмы, мелкая крошка, уносимая из отделения коагуляции при производстве цис-бутадиеновых и бутадиен-стирольных каучуков. Содержание каждой марки каучука в соответствующих отходах их производства установить практически невозможно, поэтому в качестве основного критерия для их характеристики выбраны твердость по Дефо, изменяющаяся по полученным данным от 500 до 4000 ед.; смола 101 К ТУ 35 ХГ 500-82, канифоль ГОСТ 19113-84; мел природный обогащенный технический дисперсный ГОСТ 12085-88 или ТУ 21 СРФСР 763-79, отходы индустриальных масел - это прошедшие эксплуатацию, выработавшие свой полезный ресурс и не подлежащие регенерации индустриальные масла любых марок, например И-8А, И-20 и т.п.

Технология изготовления полимерной композиции включает в себя предварительное смешивание полимеров - каучуков синтетических бутадиеновых СКД и отходов производства бутадиеновых каучуков СКД, каучуков синтетических бутадиен-стирольных СКС и отходов производства бутадиен-стирольных каучуков СКС с частью минерального наполнителя (мела 1/2 часть) и битума (1/10 часть) на вальцах, прогретых до 60,0÷80,0°С, 6,0÷8,0 мин, дальнейшую гомогенизацию смеси на вальцах с введением оставшихся частей ингредиентов (в клеемешалках, червячных машинах, или др. аппаратах роторного типа с введением остатка ингредиентов), причем отходы индустриального масла добавляют в полимерную композицию порциями по 1/2 части от его общего количества, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

каучуки синтетические бутадиеновые СКД1,0-2,0
отходы производства бутадиеновых каучуков СКД3,5-18,0
и/или 
битум74,0-88,0
смола 101 К0,8-1,2
канифоль0,5-1,3
минеральный наполнитель - мел0,6-2,5
отходы индустриальных масел0,3-1,5

Время приготовления композиции - 45,0±10,0 минут.

В таблице 1 приведены составы предлагаемых композиций.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1

На предварительно прогретые вальцы загружают бутадиеновый каучук СКД - 0,100 кг. (1,0 мас.%), отходы производства бутадиеновых каучуков СКД - 1,7800 кг (17,8 мас.%) и вальцуют 8,0 мин при температуре валков 67,0°С, добавляют мел - 0,100 кг (1,0 мас.%) и битум -0,772 кг (7,7 мас.%), продолжают вальцевание до полной гомогенизации смеси. Затем смесь перегружают в аппарат роторного типа (например, клеемешалку) и вводят оставшиеся части мела, битума и отходы масла, причем отходы индустриальных масел добавляют порциями по 0,015 кг, через 38,0 мин композицию вводят смолу 101 К - 0,100 кг (1,0 мас.%) и канифоль - 0,050 кг (0,5 мас.%). Процесс смешения прекращают после получения гомогенной массы полимерной композиции. Время смешения составляет 47,0 мин. Свойства полученной полимерной композиции исследовали. Результаты исследований представлены в табл.2.

Пример 2

Композицию готовят по технологии аналогично примеру 1, но при соотношении ингредиентов - каучуки синтетические бутадиеновые СКД - 0,100 кг (2,0 мас.%), отходы производства бутадиеновых каучуков СКД- 0,75 кг (15,0 мас.%), битум - 3,9 кг (78,0 мас.%), смола 101 К - 0,04 кг (0,80 мас.%), канифоль - 0,06 кг (1,20 мас.%), мел - 0,11 кг (2,20 мас.%) и отходы индустриальных масел - 0,04 кг 101 К - 0,04 кг (0,80 мас.%), канифоль - 0,06 кг (1,20 мас.%), мел - 0,11 кг (2,20 мас.%) и отходы индустриальных масел - 0,04 кг (0,80 мас.%). Время смешения композиции составляет 45,0 мин. Полученную полимерную композицию исследовали, результаты исследований представлены в табл.2.

Пример 3

Композицию готовят по технологии аналогично примеру 1, но при соотношении ингредиентов - каучуки синтетические бутадиен-стирольные СКС - 0,15 кг (1,5 мас.%), отходы производства бутадиен-стирольных каучуков СКС - 0,175 кг (17,5 мас.%), битум - 7,5 кг (75,5 мас.%), смола 101 К - 0,10 кг (1,0 мас.%), канифоль - 0,10 кг (1,0 мас.%), мел - 0,25 кг (2,50 мас.%), отходы индустриальных масел - 0,10 кг 1,0 мас.%. Время смешения композиции составляет 51,0 мин. Полученную полимерную композицию исследовали, результаты исследований представлены в табл.2.

Пример 4

Композицию готовят по технологии аналогично примеру 1, но при соотношении ингредиентов - каучуки синтетические бутадиен-стирольные СКС - 0,10 кг (2,0 мас.%), отходы производства бутадиен-стирольных каучуков СКС - 0,75 кг (15,0 мас.%), битум - 3,88 кг (77,5 мас.%), смола 101 К - 0,06 кг (1,2 мас.%), канифоль - 0,04 кг (0,8 мас.%), мел - 0,100 кг (2,0 мас.%), отходы индустриальных масел - 0,075 кг (1,5 мас.%). Время смешения композиции составляет 54,0 мин. Полученную полимерную композицию исследовали, результаты исследований представлены в табл.2.

Пример 5

Композицию готовят по технологии аналогично примеру 1, но при соотношении ингредиентов - каучуки синтетические бутадиеновые СКД - 0,10 кг (1,0 мас.%), отходы производства бутадиеновых каучуков СКД - 1,30 кг (13,7 мас.%), каучуки синтетические бутадиен-стирольные СКС - 0,15 кг (1,5 мас.%), отходы производства бутадиен-стирольных каучуков СКС - 0,55 кг (5,5 мас.%), битум - 7,40 кг (74,0 мас.%), смола 101 К - 0,10 кг (1,0 мас.%), канифоль - 0,13 кг (1,3 мас.%), мел - 0,10 кг (1,0 мас.%), отходы индустриальных масел - 0,10 кг (1,0 мас.%). Время смешения композиции составляет 55,0 мин. Полученную полимерную композицию исследовали, результаты исследований представлены в табл.2.

Пример 6

Композицию готовят по технологии аналогично примеру 1, но при соотношении ингредиентов - каучуки синтетические бутадиеновые СКД - 0,15 кг (1,5 мас.%), отходы производства бутадиеновых каучуков СКД - 0,35 кг (3,5 мас.%), каучуки синтетические бутадиен-стирольные СКС - 0,10 кг (1,0 мас.%), отходы производства бутадиен-стирольных каучуков СКС - 0,35 кг (3,5 мас.%), битум - 8,80 кг (88,0 мас.%), смола 101 К - 0,09 кг (0,9 мас.%), канифоль - 0,05 кг (0,5 мас.%), мел - 0,06 кг (0,6 мас.%), отходы индустриальных масел - 0,05 кг 0,5 мас.%. Время смешения композиции составляет 46,0 мин. Полученную полимерную композицию исследовали, результаты исследований представлены в табл.2.

На основе анализа результатов эксперимента (табл.2.) и воспользовавшись методами математической обработки и оптимизации полученных данных, были предложены составы полимерных композиций, имеющие улучшенный комплекс физико-механических свойств по сравнению с прототипом, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

каучуки синтетические бутадиеновые СКД1,0-2,0
отходы производства бутадиеновых каучуков СКД3,5-18,0
и/или 
каучуки синтетические бутадиен-стирольные СКС1,5-2,0
отходы производства бутадиен-стирольных каучуков СКС3,5-17,5
битум74,0-88,0
смола 101 К0,8-1,2
канифоль0,5-1,3
минеральный наполнитель - мел0,6-2,5
отходы индустриальных масел0,3-1,5

При дозировке в композиции каучуков синтетических бутадиеновых СКД и/или каучуков синтетических бутадиен-стирольных СКС, а также каучуков синтетических неспецифицированных марок СКД и СКС (отходов производства) в количестве больше, чем в предлагаемом в изобретении интервале, получаемые полимерные композиции имеют относительно низкую адгезию, высокое водопоглощение, повышенную эффективную вязкость материала. Содержание в композиции отходов производства соответствующих каучуков меньше, чем в предлагаемом в изобретении интервале, соответственно обуславливает пониженные эксплуатационно-технологические свойства материала, что является неприемлемым. В случае увеличения содержания в рецептуре битума выше 88,0 мас.% наблюдается относительно высокая эффективная вязкость материала при низких температурах, снижение адгезионных свойств, увеличивается водопоглощение. При пониженном содержании битума в системе эффективная вязкость материала снижается незначительно, что приводит к дополнительным энергетическим затратам при получении и применении композиций, наблюдается снижение их адгезионных свойств. Увеличение содержания в рецептуре композиции мела относительно предлагаемого в изобретении наибольшего его количества ведет к значительному повышению эффективной вязкости материала, снижается перерабатываемость и эксплуатационные свойства композиции, в свою очередь пониженное содержание мела в рецептуре материала приводит к увеличению текучести композиции. Передозировка отходов индустриальных масел приводит к значительному снижению эффективной вязкости системы, материал течет по поверхности в условиях эксплуатации, клеящие способности композиции понижены. При заниженном содержании отходов индустриальных масел в композиции наблюдается высокая жесткость композиции, пониженная адгезия, что с точки зрения эксплуатационно-технологических свойств, предъявляемых к данным материалам, неприемлемо. Относительно большое содержание в композиции смолы 101 К и канифоли приводит к увеличению эффективной вязкости материала в условиях эксплуатации, росту водопоглощающих свойств, заниженное содержание в композиции канифоли и смолы 101 К ухудшает физико-механические характеристики полимерной композиции.

Таким образом, предлагаемые полимерные композиции могут быть использованы в качестве самостоятельных полимерных покрытий, выполняющих функции гидроизоляции, а так же как герметизирующе-клеящие покрытия, которые обладают лучшими адгезионными свойствами, расширенным температурным интервалом работоспособности и малым водопоглощением. Предлагаемые материалы имеют низкую себестоимость за счет использования в рецептуре отходов производства каучуков и отработанных, не подлежащих регенерации индустриальных масел.

Таблица 1
Компоненты, мас.%Композиция по изобретению
123456
Каучуки синтетические бутадиеновые СКД1,02,0--1,01,5
Отходы производства бутадиеновых каучуков СКД18,015,0--13,73,5
Каучуки синтетические бутадиен-стирольные СКС--1,52,01,51,0
Отходы производства бутадиен-стирольных каучуков СКС--17,515,05,53,5
Битум77,278,075,577,574,088,0
Смола 101 К1,00,81,01,21,00,9
Канифоль0,51,21,00,81,30,5
Мел2,02,22,52,01,00,6
Отходы индустриальных масел0,30,81,01,51,00,5
Таблица 2
СвойствоКомпозиция по изобретениюПрототип
123456
Эффективная вязкость       
t=10°C, Dr=11,1 с-1, τ=15,0 сек. μЭ·10-5, Па·с5,65,15,04,84,25,29,1
t=80°C, Dr=11,1 с-1, τ=10,0 сек. μЭ·10-3, Па·с8,37,511,46,212,76,415,0
Водопоглощение (24 ч.), мас.%.0,210,230,220,220,210,230,33
Адгезия к металлу, МПа0,190,180,190,180,180,160,13
Адгезия к бетону, МПа0,220,210,210,200,210,190,16
Предел прочности при разрыве fр, МПа0,050,070,050,050,060,060,05
Относительное удлинение при максимальной нагрузке εp, %35,7436,4538,2142,1537,6037,0836,12

Полимерная композиция, включающая полимер, битум, минеральный наполнитель - мел, пластификатор - отходы индустриальных масел, отличающаяся тем, что она содержит в качестве полимера каучук синтетический бутадиеновый СКД и отходы его производства и/или каучук синтетический бутадиен-стирольный СКС и отходы его производства и дополнительно модифицирующие добавки канифоль и алкилфенолформальдегидную смолу на основе n-трет-бутилфенола, с содержанием метилольных групп 9,0-11,0% - смола 101 К при следующем соотношении компонентов, мас.%:

каучук синтетический бутадиеновый СКД1,0-2,0
отходы производства бутадиенового каучука СКД3,5-17,8
и/или  
каучук синтетический бутадиен-стирольный СКС1,5-2,0
отходы производства бутадиен-стирольного каучука СКС3,5-17,5
битум74,0-88,0
указанная смола 101 К0,8-1,2
канифоль0,5-1,3
минеральный наполнитель - мел0,6-2,5
отходы индустриальных масел0,3-1,5



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к материалам защиты труб и трубных систем от коррозии, в частности, защиты от подземной и атмосферной коррозии наружной поверхности стальных магистральных трубопроводов, транспортирующих природный газ, нефть и нефтепродукты.
Изобретение относится к модифицирующей добавке к битумам, включающей смесь синтетического товарного каучука и целевых компонентов. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для защиты различных строительных сооружений и конструкций преимущественно в качестве кровельного и гидроизоляционного материала.

Изобретение относится к материалам защиты труб и трубных систем от коррозии, в частности защиты от подземной и атмосферной коррозии наружной поверхности стальных магистральных трубопроводов, транспортирующих природный газ, нефть и нефтепродукты.
Изобретение относится к стабилизирующим добавкам на основе битума, которые используются в асфальтобетонных смесях и могут найти применение при изготовлении дорожных покрытий при использовании щебеночно-мастичных асфальтобетонов.
Изобретение относится к области изоляционных покрытий и может быть использовано при разработке покрытий, применяемых для защиты от коррозии, коррозионной усталости и "стресс" коррозионных растрескиваний стальных конструкций и трубопроводов, а именно битумно-полимерной композиции на основе нефтяного битума, в частности БНБ-70/30, дополнительно содержащей полиэтилен высокого давления 10803-020, атактический полипропилен, асидол и вспученную перлитовую муку при следующем содержании компонентов (мас.%):полиэтилен высокого давления 10803-020 2,0-2,2; атактический полипропилен 3,5-4,5; асидол 1,0-1,2; вспученная перлитовая мука 7,0-7,5; нефтяной битум БНБ-70/30 остальное.
Изобретение относится к водоизоляционным битумным рулонным материалам, а именно к материалам, содержащим армирующую основу, и способу их производства. .
Изобретение относится к технологии производства дорожно-строительных материалов и может быть использовано для приготовления складируемых эмульсионно-минеральных смесей для среднего и ямочного ремонта дорожных покрытий.
Изобретение относится к эластомерным материалам, обладающим пониженной коррозионной активностью, и может быть использовано при производстве резиновых амортизаторов, работающих в контакте с металлами, в частности, подрельсовых прокладок.
Изобретение относится к составам, а именно к антикоррозионной композиции, применяемой в технике для антикоррозионной защиты металлов, которая может быть использована для длительной защиты оборудования химических цехов, теплоэлектростанций, эксплуатируемых в условиях переменного воздействия растворов кислот и щелочей.
Изобретение относится к производству резино-технических изделий на основе бутадиенстирольных каучуков, в частности к получению эбонитовых аккумуляторных моноблоков.

Изобретение относится к резиновым смесям, применяемым в производстве шин, конкретно к резиновым смесям для изготовления низкогистерезисных протекторов топливоэкономичных шин, обладающих улучшенными сцепными свойствами.
Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть применено в производстве резинотехнических изделий формовой и неформовой техники, в частности в производстве напорных рукавов различных профилей, в производстве формовых деталей.

Изобретение относится к резинотехнической промышленности, в частности к резиновым смесям для изготовления морозостойких железнодорожных подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений.
Изобретение относится к промышленности синтетического каучука, резинотехнических изделий и шинной промышленности, а именно к композициям на основе стереорегулярных полидиенов.
Изобретение относится к полимерным композициям на изобутиленовой основе, а именно к смесям полукристаллических этиленовых сополимеров с бромированным бутилкаучуком.

Изобретение относится к вулканизуемой композиции, включающей вулканизуемый серой каучук, серный вулканизующий агент, ускоритель, выбранный из группы, состоящей из нетиазолсульфенамидных ускорителей, и агент стабилизации твердости, включающий производное пиримидина формулы где Х представляет Н, радикал от R1 до R 4, NR3R4OR5, SR5 , SO2R6, M, (SO3)z М (М представляет ион металла) и n и z могут быть одинаковыми или различными и равны 1, 2 или 3, в зависимости от того, равна ли соответствующая валентность Х и М 1, 2 или 3, радикалы от R1 до R4 являются одинаковыми или различными и выбраны из группы, состоящей из заместителей Н, галоген, ОН, NH2, алкил, циклоалкил, арил, алкиларил, аралкил, причем каждый из таких заместителей необязательно имеет дополнительные функциональные группы, выбранные из группы, состоящей из NH 2, ОН, замещенного амино, замещенного гидроксила, галогена и карбонилсодержащей группы, R3 и R4 в одной и той же составной части (звене) вместе с N могут образовать гетероциклическую группу, R5 является таким же, как любой из радикалов от R1 до R4, или радикалом, образованным из гетероциклической группы на основе углерода, содержащей, по меньшей мере, один S или N или оба S и N, R 6 выбран из любого радикала от R1 до R4 , ОН, ОМ, OR5, NH2, NR3 R4, причем соответствующее количество ускорителя и агента стабилизации твердости является эффективным, чтобы по существу не ингибировать вулканизацию и стабилизировать свойства твердости указанного каучука после вулканизации, количество ускорителя в указанной композиции больше чем приблизительно 0,6 части на 100 частей каучука, когда указанный каучук является бутадиенстирольным каучуком (SBR), и, по меньшей мере, 0,5 части на 100 частей каучука, когда указанный каучук является натуральным каучуком, и количество агента стабилизации твердости составляет, по меньшей мере, приблизительно 0,5 части на 100 частей каучука.
Изобретение относится к приготовлению композиций для наполнения кабелей, используемых в области дистанционной передачи данных. .
Изобретение относится к материалам защиты труб и трубных систем от коррозии, в частности, защиты от подземной и атмосферной коррозии наружной поверхности стальных магистральных трубопроводов, транспортирующих природный газ, нефть и нефтепродукты.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2006-11-29 2013-03-19T14:51:26
Наверх